RU2482265C2 - Setup method of oil well cluster, and device for oil collection and transport of oil well cluster - Google Patents

Setup method of oil well cluster, and device for oil collection and transport of oil well cluster Download PDF

Info

Publication number
RU2482265C2
RU2482265C2 RU2011134553/03A RU2011134553A RU2482265C2 RU 2482265 C2 RU2482265 C2 RU 2482265C2 RU 2011134553/03 A RU2011134553/03 A RU 2011134553/03A RU 2011134553 A RU2011134553 A RU 2011134553A RU 2482265 C2 RU2482265 C2 RU 2482265C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
oil
multiphase
gas
controller
electric motor
Prior art date
Application number
RU2011134553/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2011134553A (en
Inventor
Генрих Саакович Абрамов
Валентин Иванович Дубовой
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Инженерно-производственная фирма "СИБНЕФТЕАВТОМАТИКА" (ОАО ИПФ "СибНА")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Инженерно-производственная фирма "СИБНЕФТЕАВТОМАТИКА" (ОАО ИПФ "СибНА") filed Critical Открытое акционерное общество "Инженерно-производственная фирма "СИБНЕФТЕАВТОМАТИКА" (ОАО ИПФ "СибНА")
Priority to RU2011134553/03A priority Critical patent/RU2482265C2/en
Publication of RU2011134553A publication Critical patent/RU2011134553A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2482265C2 publication Critical patent/RU2482265C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: oil and gas industry.
SUBSTANCE: product of each individual oil well of the oil well cluster measured by means of group metering stations complete with a controller is supplied to an oil collecting header with a pump multiphase unit installed on it. At the outlet of the pump multiphase unit complete with an electric motor there performed in a real time mode is continuous monitoring of total product flow rate as per the oil well cluster in units of weight by means of a multiphase flow metre installed on the oil collecting header, between the outlet of the pump multiphase unit with an electric motor and a booster pump station and a controller in addition to it, as per a special programme built into it, there preformed is monitoring of differences of total component flow rates of the oil well cluster as a whole, and as per the deviation of difference beyond the limits of the set point specified in the controller, the operator takes this or that decision.
EFFECT: providing higher consumer properties of the site.
2 cl, 1 dwg

Description

Изобретения относятся к нефтяной отрасли и могут быть использованы в системах сбора и транспорта нефти на эксплуатируемых месторождениях, а также при измерении и контроле дебита скважин на объектах нефтедобычи.The inventions relate to the oil industry and can be used in systems for collecting and transporting oil at exploited fields, as well as in measuring and monitoring the flow rate of wells at oil production facilities.

Нефтяные месторождения, как правило, обустраиваются следующим образом [1]. На кустовой площадке находится несколько нефтедобывающих скважин, оснащенных глубинным насосным оборудованием. Все добывающие скважины подключаются к групповым замерным установкам (ГЗУ), обеспечивающим периодический контроль дебита каждой отдельной скважины.Oil fields, as a rule, are equipped as follows [1]. On the well pad there are several oil production wells equipped with downhole pumping equipment. All producing wells are connected to group metering units (GZU), providing periodic monitoring of the flow rate of each individual well.

Давление в нефтесборном коллекторе на кустовых площадках выбирается таким образом, чтобы оно было достаточным для транспорта нефти до дожимной насосной станции (ДНС) или установки подготовки нефти (УПН), и, как правило, варьируется в диапазоне от 0,4 МПа до 4,0 МПа. Большинство нефтесборных коллекторов Западной Сибири работают под давлением 0,8…2,2 МПа.The pressure in the oil collector at the well sites is selected so that it is sufficient for transporting oil to the booster pump station (BPS) or oil treatment unit (UPN), and, as a rule, varies from 0.4 MPa to 4.0 MPa Most of the oil collectors in Western Siberia operate at a pressure of 0.8 ... 2.2 MPa.

С кустовых площадок продукция скважин поступает на ДНС, где производится ряд технологических операций, в том числе частичное отделение попутного газа и (или) частичное отделение пластовой воды, с последующим повышением давления для дальнейшей транспортировки нефти до УПН. В зависимости от размеров месторождения на нефтепромысле может быть несколько ДНС либо ни одной.Well products from the well sites are supplied to the BPS, where a number of technological operations are performed, including partial separation of associated gas and (or) partial separation of produced water, followed by an increase in pressure for further transportation of oil to the oil treatment facility. Depending on the size of the field in the oilfield, there may be several CSNs or not a single one.

В пункте подготовки нефти производится окончательная подготовка сырья до товарной кондиции с последующей сдачей нефти в магистральный трубопровод Транснефть.In the oil preparation point, the final preparation of the raw materials to the condition of goods is carried out with the subsequent delivery of oil to the Transneft trunk pipeline.

Расстояния от кустовых площадок до ДНС, количество кустовых площадок, ДНС и их расположение, в основном, определяются количеством скважин и их расположением (сеткой разбуривания), расстояниями от кустов до ДНС и давлением нефтесборного коллектора.The distances from the well pads to the pumping station, the number of ponds, the pump station and their location are mainly determined by the number of wells and their location (drilling network), the distances from the bushes to the pump station and the pressure of the oil reservoir.

Известен способ [2] самотечного двухтрубного сбора продукции нефтяных скважин, при котором происходит отделение газа от нефти, после чего отделившийся газ под собственным давлением транспортируется до компрессорной станции или на газоперерабатывающий завод (ГПЗ), если последний расположен поблизости, а жидкая фаза (нефть с водой) направляется на вторую ступень сепарации. Водонефтяная смесь самотеком (за счет разности нивелирных высот) поступает в резервуары участкового сборного пункта, откуда подается насосом в резервуары центрального сборного пункта (ЦСП).A known method [2] of a gravity-fed two-pipe collection of oil well products, in which gas is separated from oil, after which the separated gas is transported under its own pressure to the compressor station or to a gas processing plant (GPP), if the latter is nearby, and the liquid phase (oil with water) is sent to the second stage of separation. The oil-water mixture by gravity (due to the difference in leveling heights) enters the tanks of the local collection point, from where it is pumped to the tanks of the central collection point (CSP).

Способ самотечного перемещения жидкости уменьшает энергозатраты на ее транспортировку. Тем не менее, этот способ и устройство для его реализации имеют существенные недостатки:The method of gravity moving fluid reduces the energy consumption for its transportation. However, this method and device for its implementation have significant disadvantages:

- при увеличении дебита скважин или вязкости жидкости (например, за счет увеличения обводненности) система требует реконструкции;- with an increase in the flow rate of wells or viscosity of the fluid (for example, due to an increase in water cut), the system requires reconstruction;

- для предотвращения образования газовых скоплений в трубопроводах требуется глубокая дегазация нефти;- to prevent the formation of gas accumulations in pipelines, deep degassing of oil is required;

- из-за низких скоростей движения продукции возможно запарафинивание трубопроводов, приводящее к снижению их пропускной способности;- due to the low speeds of movement of products, waxing of pipelines is possible, leading to a decrease in their throughput;

- из-за негерметичности резервуаров и трудностей с использованием газов 2-й ступени сепарации потери углеводородов при данной системе сбора продукции достигают 2…3% от общей добычи нефти.- due to leaks in the tanks and difficulties with the use of gases of the 2nd separation stage, hydrocarbon losses with this collection system reach 2 ... 3% of the total oil production.

Известен также способ [3] высоконапорного однотрубного сбора продукции скважин, при котором осуществляется ее транспортировка на расстояния в несколько десятков километров за счет высоких устьевых давлений (до 6…7 МПа). Такой способ позволяет отказаться от сооружения участковых сборных пунктов и перенести операции по сепарации нефти на центральные сборные пункты.There is also known a method [3] of high-pressure single-tube production gathering of wells, in which it is transported over distances of several tens of kilometers due to high wellhead pressures (up to 6 ... 7 MPa). This method allows you to abandon the construction of precinct collection points and transfer oil separation operations to the central collection points.

Недостатком такого способа и устройства для его реализации является тот факт, что при высоком содержании газа в смеси (до 90% по объему) в нефтесборном коллекторе возникают значительные пульсации давления массового расхода жидкости и газа. Это, естественно, нарушает устойчивость трубопроводов, ускоряет их разрушение, а также отрицательно влияет на работу сепараторов и контрольно-измерительной аппаратуры.The disadvantage of this method and device for its implementation is the fact that with a high gas content in the mixture (up to 90% by volume) in the oil collector, significant pressure pulsations of the mass flow rate of the liquid and gas occur. This, of course, violates the stability of pipelines, accelerates their destruction, and also adversely affects the operation of separators and instrumentation.

Известен также способ [4] напорного однотрубного сбора продукции скважин, который предусматривает однотрубный транспорт нефти и газа на участковые сепарационные установки, расположенные на расстоянии до 7 километров от скважин, и транспорт газонасыщенных нефтей до ЦСП.There is also a known method [4] of pressure single-pipe production of wells, which provides for single-pipe transport of oil and gas to local separation plants located at a distance of up to 7 kilometers from the wells, and transport of gas-saturated oils to the DSP.

Продукция скважин подается сначала на площадку дожимной насосной станции (ДНС), где при давлении 0.6…0.8 МПа в сепараторах 1-й ступени происходит отделение части газа, транспортируемого затем на ГПЗ бескомпрессорным способом. Далее нефть с оставшимся растворенным газом центробежными насосами перекачивается на площадку центрального пункта сбора, где в сепараторах 2-й ступени происходит окончательное отделение газа. Затем газ после подготовки компрессорами подается на ГПЗ, а дегазированная нефть самотеком (высота установки сепараторов 2-й ступени 10…12 м) поступает в сырьевые резервуары.Well production is first supplied to the site of the booster pump station (BPS), where at a pressure of 0.6 ... 0.8 MPa in the separators of the 1st stage, a part of the gas is separated, which is then transported to the GPP in an unpressor way. Further, oil with the remaining dissolved gas by centrifugal pumps is pumped to the site of the central collection point, where the final gas separation takes place in the separators of the 2nd stage. Then, after preparation, the gas is fed by compressors to the gas treatment plant, and the degassed oil by gravity (installation height of the 2nd stage separators 10 ... 12 m) enters the raw material tanks.

Данный способ сбора, транспортировки продукции скважин и его техническая реализация особенно эффективны для нефтяных месторождений Западной Сибири, где за счет кустового разбуривания и обустройства достигнуты высокие темпы развития нефтяной промышленности [5].This method of collecting, transporting well products and its technical implementation is especially effective for oil fields in Western Siberia, where high rates of development of the oil industry have been achieved due to cluster drilling and construction [5].

Перечислим преимущества напорного способа сбора продукции скважин и устройства для его реализации:We list the advantages of the pressure method for collecting wells and devices for its implementation:

- концентрация на ЦСП промыслового оборудования по подготовке нефти, газа и воды для группы промыслов, расположенных на значительных расстояниях (до 40…100 км) друг от друга;- concentration on the DSP of the field equipment for the preparation of oil, gas and water for a group of fields located at considerable distances (up to 40 ... 100 km) from each other;

- снижение капиталовложений и металлоемкости системы сбора благодаря отказу от строительства на территории промысла компрессорных станций и газопроводов для транспортировки нефтяного газа низкого давления.- reduction of capital investments and metal consumption of the collection system due to the refusal to build compressor stations and gas pipelines in the field for the transportation of low-pressure oil gas.

Но и этот напорный способ и устройство его практической реализации имеют существенный недостаток, который не позволяет применить их (способ и устройство его практической реализации) с большей эффективностью на эксплуатируемых нефтяных месторождениях Западной Сибири. Этот недостаток заключается в ограниченном давлении в нефтесборных коллекторах (0,8…2,2 МПа) месторождений Западной Сибири, что в свою очередь ограничивает протяженность коллекторов от кустовых площадок до ДНС или до установок подготовки нефти (УПН).But this pressure method and the device for its practical implementation have a significant drawback that does not allow them to be applied (the method and device for its practical implementation) with greater efficiency in the exploited oil fields of Western Siberia. This disadvantage lies in the limited pressure in the oil collectors (0.8 ... 2.2 MPa) of fields in Western Siberia, which in turn limits the length of the reservoir from the well pads to the BPS or to the oil treatment plants (UPN).

Из аналогов наиболее близкими техническими решениями к заявляемому способу и устройству для его реализации являются способ обустройства нефтяных скважин и устройство для его реализации [6], которые предусматривают модернизированную структуру дожимной насосной станции с так называемыми мультифазными насосами. В качестве последних применяют двухвинтовые насосы, которые могут работать на газожидкостной смеси с содержанием свободного газа на приеме насоса до 50%…95%.Of the analogues, the closest technical solutions to the claimed method and device for its implementation are the method of arranging oil wells and a device for its implementation [6], which provide for an upgraded structure of the booster pump station with the so-called multiphase pumps. As the latter, twin-screw pumps are used, which can operate on a gas-liquid mixture with a free gas content at the pump intake of up to 50% ... 95%.

Отечественные мультифазные насосы A3 2ВВ 63/25-50/25 и А5 2ВВ 63/25-50/25 (с укороченными винтами) прошли промысловые испытания и применяются на нефтяных промыслах ОАО «Татнефть», «ТНК-ВР», «ЛУКОЙЛ» и др.Domestic multi-phase pumps A3 2VV 63 / 25-50 / 25 and A5 2VV 63 / 25-50 / 25 (with shortened screws) have passed field tests and are used in the oil fields of OAO Tatneft, TNK-BP, LUKOIL and other

Мультифазный насос типа A3 2ВВ 63/25 обеспечивает перекачку водонефтяных эмульсий с содержанием газа до 90%.The multiphase pump type A3 2ВВ 63/25 provides for the transfer of oil-water emulsions with a gas content of up to 90%.

Такие способ обустройства, например куста нефтяных скважин, и устройство для сбора и транспорта нефти куста нефтяных скважин могут обеспечить следующие положительные моменты:Such a method for arranging, for example, an oil well cluster, and a device for collecting and transporting oil in an oil well cluster can provide the following positive aspects:

- возможность изменения (уменьшения) рабочего (избыточного) давления на буфере скважин, что в свою очередь позволяет выбирать запорно-регулирующую арматуру и прочее технологическое оборудование на меньшее давление;- the ability to change (decrease) the working (excess) pressure on the well buffer, which in turn allows you to choose shut-off and control valves and other technological equipment for lower pressure;

- выбор глубинного насосного оборудования, развивающего меньшее давление на устье скважин, при сохранении прежней производительности скважин;- the choice of deep pumping equipment that develops less pressure at the wellhead, while maintaining the same productivity of the wells;

- уменьшение давления на устье скважин (противодавления на пласт) позволит увеличить производительность скважин - отдачу пласта при сохранении постоянства давления в системе поддержания пластового давления;- reducing the pressure at the wellhead (back pressure on the formation) will increase the productivity of the wells - the return of the reservoir while maintaining a constant pressure in the system to maintain reservoir pressure;

- повышение давления в нефтесборном коллекторе (ориентировочно с 0.6…2,2 МПа до 3,0…4,0 МПа) позволит уменьшить потери давления при транспортировке водонефтегазовой смеси за счет уменьшения объема свободного попутного нефтяного газа (часть свободного попутного нефтяного газа растворится в нефти), что приведет к снижению вязкости смеси и к уменьшению пульсаций давления в трубопроводе;- increasing the pressure in the oil collector (approximately from 0.6 ... 2.2 MPa to 3.0 ... 4.0 MPa) will reduce pressure losses during transportation of the oil and gas mixture by reducing the volume of free associated gas (part of the free associated gas will dissolve in oil ), which will lead to a decrease in the viscosity of the mixture and to a decrease in pressure pulsations in the pipeline;

- в результате установки мультифазных насосов в нефтесборных коллекторах нефтепромысла может уменьшиться количество ДНС или отпадет необходимость в их строительстве. При отказе от ДНС вся продукция скважин поступает на УПН, где локально размещено все необходимое оборудование для подготовки нефти, причем УПН можно разместить ближе к пункту сдачи нефти;- as a result of the installation of multiphase pumps in oil gathering reservoirs of the oil field, the number of pumping stations can be reduced or the need for their construction will disappear. In case of refusal from the pumping station, all the production of wells goes to the oil treatment facility, where all the necessary equipment for oil preparation is locally located, and the oil production facility can be placed closer to the oil delivery point;

- уменьшение количества ДНС в свою очередь приведет к отказу от строительства дополнительных газопроводов от ДНС, так как попутный нефтяной газ вместе с нефтью поступает в УПН, где и происходит окончательное доведение смеси до коммерческого продукта.- a decrease in the number of BPS will in turn lead to the abandonment of the construction of additional gas pipelines from the BPS, since the associated petroleum gas, together with the oil, enters the UPN, where the mixture is finally brought to a commercial product.

Но и этот аналог, принятый за прототип, имеет существенный недостаток, который не позволяет применить напорный способ и устройство для его реализации с большей эффективностью на эксплуатируемых нефтяных месторождениях Западной Сибири.But this analogue, adopted as a prototype, has a significant drawback that does not allow the pressure method and device to be used to implement it with greater efficiency in the exploited oil fields of Western Siberia.

Дело в том, что в настоящее время в нефтяной отрасли Российской Федерации происходит повсеместное внедрение Государственных Стандартов [7, 8], что, с одной стороны, решает проблему измерения покомпонентного расхода (нефть, газ, вода) продукции скважин с помощью современных групповых замерных установок (ГЗУ), а с другой стороны, не дает нефтяникам инструмента для постоянного контроля за объемами добычи как отдельной скважины, так и куста в целом.The fact is that currently in the oil industry of the Russian Federation there is a widespread implementation of the State Standards [7, 8], which, on the one hand, solves the problem of measuring the component flow rate (oil, gas, water) of well production using modern group metering units (GZU), on the other hand, does not give oil industry workers a tool for continuous monitoring of production volumes of both a single well and the well as a whole.

Недостаток всех существующих ГЗУ в том, что даже обеспечив периодическое (по заданной программе) надежное измерение продукции каждой в отдельности скважины в течение 4…6 часов, нефтяники не получают в режиме реального времени информацию о режимах работы каждой скважины и куста нефтяных скважин в целом. Не решает этой проблемы и техническое решение [6], принятое нами за прототип.The drawback of all existing GZUs is that even after providing a periodic (according to a given program) reliable measurement of the production of each individual well for 4 ... 6 hours, oil workers do not receive real-time information about the operating modes of each well and a cluster of oil wells as a whole. The technical solution [6] adopted by us for the prototype does not solve this problem either.

Требуемый технический результат заявляемых объектов промышленной собственности заключается в обеспечении известным техническим решениям более высоких потребительских свойств за счет расширения их функциональных возможностей.The required technical result of the claimed industrial property is to provide well-known technical solutions with higher consumer properties by expanding their functionality.

Требуемый технический результат в части способа обустройства куста нефтяных скважин, при котором согласно способу-прототипу все его добывающие скважины подключаются к групповой замерной установке (в комплекте с контроллером), обеспечивающей периодический контроль дебита (по нефти, газу и воде) каждой отдельной скважины и последующее подключение продукции скважин к нефтесборному коллектору с установленным на нем насосным мультифазным агрегатом в сборе с электродвигателем, обеспечивающим подачу продукции нефтесборного коллектора на вход дожимной насосной станции, достигается тем, что на выходе насосного мультифазного агрегата с электродвигателем осуществляется в режиме реального времени непрерывный мониторинг (измерение) суммарных (по кусту нефтяных скважин) дебитов продукции (по нефти, газу и воде) в единицах массы с помощью мультифазного (бессепарационного) расходомера, установленного на нефтесборном коллекторе, между выходом насосного мультифазного агрегата с электродвигателем и дожимной насосной станцией, а контроллером по встроенной в него специальной программе осуществляется мониторинг разностей суммарных (по кусту нефтяных скважин) дебитов (по нефти, газу и воде), измеренных, соответственно, групповой замерной установкой (метод дискретных измерений) и мультифазным (бессепарационным) расходомером (метод непрерывных измерений), а по отклонению разностей дебитов за пределы заданных в контроллере уставок (по нефти, газу и воде) оператором принимается то или иное решение.The required technical result in terms of the arrangement of an oil well cluster, in which, according to the prototype method, all of its producing wells are connected to a group metering unit (complete with a controller) that provides periodic monitoring of the flow rate (for oil, gas and water) of each individual well and subsequent connection of the production of wells to the oil collector with a multiphase pump unit installed on it assembled with an electric motor, which supplies the products of the oil collector to the progress of the booster pump station is achieved by the fact that at the output of the pump multiphase unit with an electric motor, continuous monitoring (measurement) of total (over the well of oil wells) production rates (in oil, gas and water) in mass units using multiphase ( a non-separating) flow meter installed on the oil collector between the output of a multiphase pump unit with an electric motor and a booster pump station, and the controller using a special program built into it Amma monitors the differences in the total (over the well of oil wells) flow rates (for oil, gas and water), measured, respectively, by a group metering device (discrete measurement method) and a multiphase (non-separating) flow meter (continuous measurement method), and by the deviation of the flow rates difference beyond the limits specified in the controller settings (for oil, gas and water), the operator makes one or another decision.

Требуемый технический результат в части устройства для сбора и транспорта нефти куста нефтяных скважин согласно прототипу, содержащего групповую замерную установку с контроллером, подключенную к кусту нефтяных скважин, выход которой подсоединен к нефтесборному коллектору с установленным на нем насосным мультифазным агрегатом с электродвигателем, и дожимную насосную станцию, достигается тем, что на нефтесборном коллекторе, между выходом насосного мультифазного агрегата с электродвигателем и дожимной насосной установлен мультифазный (бессепарационный) расходомер, информационный выход которого электрически соединен с информационным входом контроллера.The required technical result in terms of a device for collecting and transporting oil in an oil well cluster according to the prototype, comprising a group metering unit with a controller connected to an oil well cluster, the outlet of which is connected to an oil collector with a multiphase pump unit with an electric motor installed on it, and a booster pump station , achieved by the fact that on the oil collector, between the output of the pump multiphase unit with an electric motor and booster pump installed multiphase th (non-separating) flowmeter, the information output of which is electrically connected to the information input of the controller.

Требуемый технический результат обеспечен наличием в совокупности существенных признаков (характеризующих предлагаемый способ обустройства куста нефтяных скважин и устройство для сбора и транспорта нефти куста нефтяных скважин) при несомненной применимости в промышленности, что предполагает соответствие заявляемых объектов критериям изобретения.The required technical result is ensured by the presence of a combination of essential features (characterizing the proposed method for arranging an oil well cluster and a device for collecting and transporting oil in an oil well cluster) with undoubted applicability in industry, which suggests that the claimed objects meet the criteria of the invention.

На рисунке изображено устройство для сбора и транспорта нефти куста нефтяных скважин, которое содержит групповую замерную установку 1 с входами для подключения нефтяных скважин куста 2. С выхода групповой замерной установки интегральный дебит по нефтесборному коллектору 3 поступает на вход насосного мультифазного агрегата в сборе с электродвигателем 4. На нефтесборном коллекторе 3, между выходом насосного мультифазного агрегата 4 и входом дожимной насосной станции 5 установлен мультифазный (бессепарационный) расходомер 6, информационный выход которого электрически соединен с информационным входом контроллера (на рисунке эта связь не показана).The figure shows a device for collecting and transporting oil in an oil well cluster, which contains a group metering unit 1 with inputs for connecting oil wells in a cluster 2. From the output of a group metering unit, the integral flow rate for the oil collecting manifold 3 is fed to the input of the multiphase pump assembly assembled with an electric motor 4 . On the oil collector 3, between the output of the pump multiphase unit 4 and the input of the booster pump station 5, a multiphase (non-separation) flow meter 6 is installed, information the output of which is electrically connected to the information input of the controller (this connection is not shown in the figure).

Работа устройства для сбора и транспорта нефти куста нефтяных скважин происходит следующим образом.The operation of the device for collecting and transporting oil in a cluster of oil wells is as follows.

Измеренная по раздельным дебитам (нефть, газ, вода) групповой замерной установкой 1 в режиме циклического опроса продукция каждой отдельной скважины (в момент измерения дебита отдельной скважины все остальные скважины нефтяного куста 2 подключены к нефтесборному коллектору 3) подается в нефтесборный коллектор 3. Насосный мультифазный агрегат с электродвигателем 4 подает под повышенным давлением интегральный дебит на вход дожимной насосной станции 5 через мультифазный (бессепарационный) расходомер 6, который производит непрерывные измерения (мониторинг) суммарного расхода раздельно по нефти, газу и воде. Учтем тот факт, что на вход мультифазного (бессепарационного) расходомера за счет повышенного давления, вызываемого насосным мультифазным агрегатом с электродвигателем, поступает продукция в сжатом виде (по причине повышенной сжимаемости и растворимости нефтяного газа) что, во-первых, создает предпосылки для более точных измерений, производимых мультифазным расходомером, а во-вторых, снижает гидравлические сопротивления в достаточно протяженном нефтесборном коллекторе. Известны расходомеры многофазных потоков (мультифазные расходомеры), разработанные специально для нефтедобывающих предприятий [9, 10], которые гарантируют высокие технические, эксплуатационные и метрологические характеристики. Так, например, расходомеры типа RFM MPFM-1900 фирмы ROXAR при снижении объемного газосодержания в рабочих условиях от 85…97% до 0…30% уменьшают относительную погрешность измерения жидкости (нефть, газ) с 10% до 5%, а абсолютную погрешность по воде - с 4% до 2%.Measured by separate flow rates (oil, gas, water) by group metering unit 1 in the cyclic survey mode, the production of each individual well (at the time of measuring the flow rate of a separate well, all other wells in the oil cluster 2 are connected to the oil collector 3) is supplied to the oil collector 3. The multiphase pump a unit with an electric motor 4 delivers under increased pressure the integral flow rate to the input of the booster pump station 5 through a multiphase (non-separation) flow meter 6, which produces continuous measurements (monitoring) the total consumption separately for oil, gas and water. We will take into account the fact that at the inlet of the multiphase (non-separating) flowmeter due to the increased pressure caused by the pump multiphase unit with an electric motor, the compressed product arrives (due to the increased compressibility and solubility of oil gas), which, firstly, creates the prerequisites for more accurate measurements made by a multiphase flow meter, and secondly, reduces hydraulic resistance in a sufficiently long oil collector. Known flow meters of multiphase flows (multiphase flow meters), designed specifically for oil companies [9, 10], which guarantee high technical, operational and metrological characteristics. Thus, for example, ROXAR type RFM MPFM-1900 flowmeters, with a decrease in volumetric gas content under operating conditions from 85 ... 97% to 0 ... 30%, reduce the relative error in measuring liquids (oil, gas) from 10% to 5%, and the absolute error in water - from 4% to 2%.

Таким образом, расчеты показывают, что наличие на кусте скважин мультифазного насоса, способного поднять давление с 0,25…1,0 МПа до 4,0 МПа, позволит использовать на выходе такого насоса мультифазный (бессепарационный) расходомер, работающий в непрерывном режиме, при котором обеспечиваются более точные измерения, а гарантируемые производителями расходомеров погрешности измерений по массе ±5%, свободному газу ±10% и обводненности ±2-3% (абсолютных), вполне достаточны для контроля суммарных дебитов всех скважин нефтяного куста, а также определения (с точностью ±5%) отклонений от режимов (срыв подачи, остановка и т.п.) отдельных скважин.Thus, the calculations show that the presence of a multiphase pump on the wellbore capable of raising pressure from 0.25 ... 1.0 MPa to 4.0 MPa will allow the use of a multiphase (non-separation) flow meter operating in the continuous mode at the output of such a pump which provides more accurate measurements, and guaranteed by the manufacturers of flowmeters, measurement errors by mass ± 5%, free gas ± 10% and water cut ± 2-3% (absolute), are quite sufficient to control the total production rates of all oil well wells, and it is also determined I (to within ± 5%) deviation from the mode (stall feeding, stopping and the like) of the individual wells.

Предлагаемое нами устройство для сбора и транспорта нефти куста нефтяных скважин позволяет осуществить одновременно два метода измерения одних и тех же характеристик (дебита) одного и того же объекта (куста нефтяных скважин), а именно дискретные измерения (ГЗУ) и непрерывные измерения (мультифазный расходомер). Наличие двух последовательных измерительных каналов придает предлагаемому нами устройству для сбора и транспорта нефти куста нефтяных скважин дополнительную функцию, а именно позволяет осуществить мониторинг разностей в покомпонентных измерениях дебитов соответственно по нефти, газу и воде двумя методами: дискретных измерений (ГЗУ) и непрерывных измерений (мультифазный расходомер).Our proposed device for collecting and transporting oil in an oil well cluster allows two methods to measure the same characteristics (flow rate) of the same object (oil well cluster) simultaneously, namely, discrete measurements (GDU) and continuous measurements (multiphase flow meter) . The presence of two consecutive measuring channels gives our device for collecting and transporting oil in an oil well cluster an additional function, namely, it allows monitoring differences in componentwise production rates for oil, gas and water, respectively, using two methods: discrete measurements (GDU) and continuous measurements (multiphase flow meter).

Рассмотрим этот вопрос более подробно с точки зрения правомочности такого подхода, когда сравнению подвергаются два временных ряда, причем один из них в общем случае дискретный ряд, вернее, непрерывно-дискретный [11], а второй - непрерывный. По дискретно-непрерывным отсчетам, полученных с помощью ГЗУ, экстраполируются суточные покомпонентные дебиты (по нефти, газу и воде) как каждой отдельной скважины куста нефтяных скважин, так и суммарный дебит в целом куста нефтяных скважин. Не касаясь вопроса точности оценки (экстраполяции) суточных дебитов, можно утверждать, что при условии равенства погрешностей первого метода (ГЗУ) и второго метода (мультифазный расходомер) погрешность статистических оценок (например, среднего квадратического отклонения среднего арифметического) суточного дебита в целом куста нефтяных скважин второго метода будет значительно меньше и в пределе при увеличении числа наблюдений (что выполнимо) будет стремиться к нулю [12].Let us consider this question in more detail from the point of view of the validity of this approach, when two time series are compared, one of them in the general case, a discrete series, or rather, continuously-discrete [11], and the second - continuous. According to the discrete-continuous readings obtained with the help of GZU, the daily component-by-unit production rates (for oil, gas and water) of each individual well in the oil well cluster and the total flow rate of the whole oil well cluster are extrapolated. Without addressing the issue of the accuracy of estimation (extrapolation) of daily production rates, it can be argued that, provided that the errors of the first method (GZU) and the second method (multiphase flow meter) are equal, the error of statistical estimates (for example, the arithmetic mean square deviation) of the daily production rate of a whole oil well cluster the second method will be much smaller and in the limit with an increase in the number of observations (which is feasible) will tend to zero [12].

Таким образом, мониторинг разностей суммарных покомпонентных дебитов (по нефти, газу и воде), измеренных двумя методами (дискретным и непрерывным) в целом куста нефтяных скважин, позволит отслеживать динамику процессов подачи и измерения продукции от скважин до дожимной насосной станции. Например, в случае появления отклонения разности в ту или иную сторону за пределы заданной уставки оператор сможет принять решение о вызове ремонтной бригады на тот или иной куст, или дать команду на отключение куста или скважины.Thus, monitoring the differences in the total component-wise flow rates (for oil, gas and water), measured by two methods (discrete and continuous) in the whole oil well cluster, will make it possible to track the dynamics of the processes of supply and measurement of production from wells to the booster pump station. For example, in the case of a deviation of the difference in one direction or another outside the specified settings, the operator will be able to decide whether to call the repair team to a particular bush, or give a command to shut off the bush or well.

Кроме того, наличие на кусте нефтяных скважин двух измерительных каналов несомненно повышает надежность измерения в целом.In addition, the presence of two measuring channels on a wellbore of oil wells undoubtedly increases the reliability of the measurement as a whole.

Таким образом, с учетом вышеизложенного заявляемый объект подлежит охране как объект промышленной собственности с выдачей заявителю соответствующего охранного документа.Thus, in view of the foregoing, the claimed object is subject to protection as an industrial property object with the issuance of the relevant security document to the applicant.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИINFORMATION SOURCES

1. Абрамов Г.С., Барычев А.В. Практическая расходометрия в нефтяной промышленности. - М.: ОАО «ВНИИОЭНГ», 2002. - 460 с. (стр.28, 29; 36…40, 165…171).1. Abramov G.S., Barychev A.V. Practical flow measurement in the oil industry. - M .: VNIIOENG OJSC, 2002. - 460 p. (p. 28, 29; 36 ... 40, 165 ... 171).

2. Коршак А.А., Шаммазов A.M. Основы нефтегазового дела. Учебник для ВУЗов. Издание второе, дополненное и исправленное: - Уфа.: ООО «ДизайнПолиграфСервис», 2002 - 544 с. (стр.193…195).2. Korshak A.A., Shammazov A.M. Basics of oil and gas business. Textbook for high schools. Second edition, supplemented and corrected: - Ufa .: DesignPolygraphService LLC, 2002 - 544 p. (p. 193 ... 195).

3. Там же (стр.195).3. In the same place (p. 195).

4. Там же (стр.195…196).4. In the same place (p. 195 ... 196).

5. Пчелинцев Ю.В., Кучумов P.P. Эксплуатация и моделирование работы часто ремонтируемых наклонно направленных скважин. - М.: ОАО «ВНИИОЭНГ», 2000. - 520 с.(стр.15).5. Pchelintsev Yu.V., Kuchumov P.P. Operation and modeling of frequently repaired directional wells. - M.: VNIIOENG OJSC, 2000. - 520 p. (P. 15).

6. Ивановский В.Н., Дарищев В.И., Сабиров А.А., Каштанов B.C., Пекин С.С. Оборудование для добычи нефти и газа: В 2 ч. - М: ГУП Изд-во «Нефть и газ» РГУ нефти и газа им И.М. Губкина, 2003. - Ч.2. - 792 с.(стр.453…462).6. Ivanovsky V.N., Darishchev V.I., Sabirov A.A., Kashtanov B.C., Beijing S.S. Equipment for oil and gas production: At 2 h. - M: State Unitary Enterprise Oil and Gas Publishing House of the Russian State University of Oil and Gas named after I.M. Gubkina, 2003 .-- Part 2. - 792 p. (P. 453 ... 462).

7. Национальный стандарт Российской Федерации. ГОСТ Р 8.615 - 2005. Государственная система обеспечения единства измерений. Измерения количества извлекаемой из недр нефти и нефтяного газа. - М.: Стандартинформ, 2006 - 20 с.7. National standard of the Russian Federation. GOST R 8.615 - 2005. The state system for ensuring the uniformity of measurements. Measuring the amount of oil and gas extracted from the bowels of the earth. - M .: Standartinform, 2006 - 20 p.

8. Национальный стандарт Российской Федерации. ГОСТ Р 8.647 - 2008 Государственная система обеспечения единства измерений. Метрологическое обеспечение определения количества нефти и нефтяного газа, добытых на участке недр. - М.: Стандартинформ, 2009 - 12 с.8. The national standard of the Russian Federation. GOST R 8.647 - 2008 State system for ensuring the uniformity of measurements. Metrological support for determining the amount of oil and oil gas produced in the subsoil. - M .: Standartinform, 2009 - 12 p.

9. Описание типа средств измерений для государственного реестра. Расходомеры многофазных потоков MPFM 1900 VI и MPFM 1900 VI Non-Gamma. Регистрационный №31090-06, 2006 - 4 с.9. Description of the type of measuring instruments for the state registry. Multiphase Flow Meters MPFM 1900 VI and MPFM 1900 VI Non-Gamma. Registration No. 31090-06, 2006 - 4 s.

10. Описание типа средств измерений для государственного реестра. Расходомеры многофазные моделей VX и FR. Регистрационный №21363-01,5 с.10. Description of the type of measuring instruments for the state registry. Multiphase flowmeters of the VX and FR models. Registration No. 21363-01.5 s.

11. Винштейн И.И., Абрамов Г.С., Миронов В.П. Развитие методов и средств контроля процесса закачки воды в продуктивные пласты нефтяных месторождений Западной Сибири. - М.: ВНИИОЭНГ, 1978. - 47 с. (стр.33).11. Winshtein I.I., Abramov G.S., Mironov V.P. Development of methods and means of monitoring the process of pumping water into productive formations of oil fields in Western Siberia. - M.: VNIIOENG, 1978.- 47 p. (p. 33).

12. Бурдун Г.Д., Марков Б.Н. Основы метрологии. Учебное пособие для вузов. Издание второе, дополненное. - М.: Издательство стандартов, 1975 - 336 с.(145…149).12. Burdun G.D., Markov B.N. Fundamentals of Metrology. Textbook for universities. Second edition, supplemented. - M .: Publishing house of standards, 1975 - 336 p. (145 ... 149).

Claims (2)

1. Способ обустройства куста нефтяных скважин, при котором все его добывающие скважины подключаются к групповой замерной установке (в комплекте с контроллером), обеспечивающей периодический контроль дебита (по нефти, газу и воде) каждой отдельной скважины и последующее подключение продукции скважин к нефтесборному коллектору с установленным на нем насосным мультифазным агрегатом в сборе с электродвигателем, обеспечивающим подачу продукции нефтесборного коллектора на вход дожимной насосной станции, отличающийся тем, что на выходе насосного мультифазного агрегата с электродвигателем осуществляется в режиме реального времени непрерывный мониторинг (измерение) суммарных (по кусту нефтяных скважин) дебитов продукции (по нефти, газу и воде) в единицах массы с помощью мультифазного (бессепарационного) расходомера, установленного на нефтесборном коллекторе, между выходом насосного мультифазного агрегата с электродвигателем и дожимной насосной станцией, а контроллером по встроенной в него специальной программе осуществляется мониторинг разностей суммарных (по кусту нефтяных скважин) дебитов (по нефти, газу и воде), измеренных, соответственно, групповой замерной установкой (метод дискретных измерений) и мультифазным (бессепарационным) расходомером (метод непрерывных измерений), а по отклонению разностей дебитов за пределы заданных в контроллере уставок (по нефти, газу и воде) оператором принимается то или иное решение.1. A method of arranging an oil well cluster, in which all of its producing wells are connected to a group metering unit (complete with a controller), which provides periodic monitoring of the flow rate (for oil, gas and water) of each individual well and subsequent connection of the well products to the oil collector with installed on it a multiphase pump assembly assembled with an electric motor, ensuring the supply of oil collector products to the input of the booster pump station, characterized in that at the pump outlet of a multiphase unit with an electric motor, real-time continuous monitoring (measurement) of total production rates (over a well of oil wells) of production rates (for oil, gas and water) in units of mass is carried out using a multiphase (non-separation) flow meter installed on the oil collector between the outlet multiphase pump unit with an electric motor and booster pump station, and the controller, according to the special program built into it, monitors the differences in total (for the bush oil wells) flow rates (for oil, gas and water), respectively measured by a group meter (discrete measurement method) and a multiphase (non-separating) flow meter (continuous measurement method), and by deviation of flow rates beyond the limits set in the controller (by oil, gas and water) the operator makes a decision. 2. Устройство для сбора и транспорта нефти куста нефтяных скважин, содержащее групповую замерную установку с контроллером, подключенную к кусту нефтяных скважин, выход которой подсоединен к нефтесборному коллектору с установленным на нем насосным мультифазным агрегатом с электродвигателем, и дожимную насосную станцию, отличающееся тем, что на нефтесборном коллекторе, между выходом насосного мультифазного агрегата с электродвигателем и дожимной насосной станцией установлен мультифазный (бессепарационный) расходомер, информационный выход которого электрически соединен с информационным входом контроллера. 2. A device for collecting and transporting oil in an oil well cluster, comprising a group metering unit with a controller connected to an oil well cluster, the outlet of which is connected to an oil recovery manifold with a multiphase pump unit with an electric motor installed on it, and a booster pump station, characterized in that on the oil collecting manifold, between the output of the pump multiphase unit with an electric motor and a booster pump station, a multiphase (non-separation) flow meter is installed, information the output of which is electrically connected to the information input of the controller.
RU2011134553/03A 2011-08-17 2011-08-17 Setup method of oil well cluster, and device for oil collection and transport of oil well cluster RU2482265C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011134553/03A RU2482265C2 (en) 2011-08-17 2011-08-17 Setup method of oil well cluster, and device for oil collection and transport of oil well cluster

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011134553/03A RU2482265C2 (en) 2011-08-17 2011-08-17 Setup method of oil well cluster, and device for oil collection and transport of oil well cluster

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011134553A RU2011134553A (en) 2013-02-27
RU2482265C2 true RU2482265C2 (en) 2013-05-20

Family

ID=48790074

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011134553/03A RU2482265C2 (en) 2011-08-17 2011-08-17 Setup method of oil well cluster, and device for oil collection and transport of oil well cluster

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2482265C2 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2521623C1 (en) * 2013-03-06 2014-07-10 Генрих Саакович Абрамов Method for identification of well with variable mass flow rate at well pad
RU2531500C1 (en) * 2013-05-06 2014-10-20 Генрих Саакович Абрамов Method for identification of well with variable water cut at well pad
RU2558088C2 (en) * 2013-10-23 2015-07-27 Сергей Владимирович Шумилин Method of oil and gas well control
RU2558087C2 (en) * 2013-10-22 2015-07-27 Сергей Владимирович Шумилин Oil and gas deposit control method
RU2745941C1 (en) * 2020-08-05 2021-04-05 Общество с ограниченной ответственностью "Уралэнергопром" Well operation monitoring unit

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111088964A (en) * 2019-12-19 2020-05-01 中国石油天然气股份有限公司 Cluster well gas collection system and control method

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2075592C1 (en) * 1996-08-22 1997-03-20 Закрытое акционерное общество "Интойл" Method for group operation of oil wells
RU2239124C1 (en) * 2003-01-20 2004-10-27 Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина Method of transporting gas-water mixture
RU2247239C1 (en) * 2003-07-14 2005-02-27 Открытое акционерное общество "Инженерно- производственная фирма "СИБНЕФТЕАВТОМАТИКА" (ОАО ИПФ "СибНА") Method for measuring debit of oil wells group
US7114557B2 (en) * 2004-02-03 2006-10-03 Schlumberger Technology Corporation System and method for optimizing production in an artificially lifted well
EA010667B1 (en) * 2004-11-01 2008-10-30 Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. Method and system for determining multiphase fluid streams from oil wells
RU2411409C1 (en) * 2009-06-22 2011-02-10 Открытое акционерное общество "Институт по проектированию и исследовательским работам в нефтяной промышленности "Гипровостокнефть" Procedure for collection and transporting multi-phase mixture from remote clusters of wells

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2075592C1 (en) * 1996-08-22 1997-03-20 Закрытое акционерное общество "Интойл" Method for group operation of oil wells
RU2239124C1 (en) * 2003-01-20 2004-10-27 Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина Method of transporting gas-water mixture
RU2247239C1 (en) * 2003-07-14 2005-02-27 Открытое акционерное общество "Инженерно- производственная фирма "СИБНЕФТЕАВТОМАТИКА" (ОАО ИПФ "СибНА") Method for measuring debit of oil wells group
US7114557B2 (en) * 2004-02-03 2006-10-03 Schlumberger Technology Corporation System and method for optimizing production in an artificially lifted well
EA010667B1 (en) * 2004-11-01 2008-10-30 Шелл Интернэшнл Рисерч Маатсхаппий Б.В. Method and system for determining multiphase fluid streams from oil wells
RU2411409C1 (en) * 2009-06-22 2011-02-10 Открытое акционерное общество "Институт по проектированию и исследовательским работам в нефтяной промышленности "Гипровостокнефть" Procedure for collection and transporting multi-phase mixture from remote clusters of wells

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ИВАНОВСКИЙ В.Н., ДАРИЩЕВ В.И. и др. Оборудование для добычи нефти и газа. - М.: "Нефть и газ" РГУ нефти и газа им. И.М.Губкина, 2003, часть 2, с.453-462. *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2521623C1 (en) * 2013-03-06 2014-07-10 Генрих Саакович Абрамов Method for identification of well with variable mass flow rate at well pad
RU2531500C1 (en) * 2013-05-06 2014-10-20 Генрих Саакович Абрамов Method for identification of well with variable water cut at well pad
RU2558087C2 (en) * 2013-10-22 2015-07-27 Сергей Владимирович Шумилин Oil and gas deposit control method
RU2558088C2 (en) * 2013-10-23 2015-07-27 Сергей Владимирович Шумилин Method of oil and gas well control
RU2745941C1 (en) * 2020-08-05 2021-04-05 Общество с ограниченной ответственностью "Уралэнергопром" Well operation monitoring unit

Also Published As

Publication number Publication date
RU2011134553A (en) 2013-02-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2482265C2 (en) Setup method of oil well cluster, and device for oil collection and transport of oil well cluster
US9476742B2 (en) System, method, and computer readable medium for calculating well flow rates produced with electrical submersible pumps
US9714741B2 (en) Method and system to volumetrically control additive pump
US4726219A (en) Method and system for determining fluid pressures in wellbores and tubular conduits
US4821564A (en) Method and system for determining fluid pressures in wellbores and tubular conduits
US8146657B1 (en) Systems and methods for inferring free gas production in oil and gas wells
US7623975B2 (en) Method of measuring gas flow
CN103899300A (en) Double-flow well test analysis method and double-flow well test analysis system on basis of indicator diagrams
CN104612659A (en) Method for determining critical liquid carrying amount of gas well with low gas liquid ratio
CN102080531A (en) Method for production metering of oil wells
CN104776971A (en) Visualization experiment device for liquid and sand carrying of gas flow
CN105888646B (en) Capillary pressure measuring electric pump well is in linear flow rate real-time metering system and method
NO20130780A1 (en) Recalibration of instruments
NO178906B (en) Method and apparatus for optimizing the transfer of fluids by pumping
CN106761680A (en) A kind of chemical viscosity reduction auxiliary threaded rod pump lifts the determination methods of viscous crude technique
CN104153982A (en) Method and device for acquiring characteristic curve of rod-pumped well underground system
CN103498661B (en) A kind of method determining oil reservoir physical data under high pressure
RU138833U1 (en) DEVICE FOR MEASURING THE DEBIT OF PRODUCTS OF A SHEET OF OIL WELLS
EP3426886A1 (en) Determining flow rates of multiphase fluids
CN204877437U (en) Device based on non - oil pumping motor -pumped well liquid measure is measured on line to differential pressure method
CN109492290B (en) Integrated oil reservoir numerical simulation method
CN111119815A (en) Method for determining production well production allocation ratio through balanced displacement
RU2362134C1 (en) Method for determination of leakage value and point in trunk pipeline between two adjacent pumping stations in oil and oil products delivery pumping system
Sevic et al. Simulation of temperature-pressure profiles and wax deposition in gas-lift wells
RU2551038C2 (en) Method of tightness testing of injection well