RU49102U1 - DEVICE FOR OPTIMIZATION OF OPERATION OF OIL WELL WITH SIMULTANEOUS MEASUREMENT OF ITS DEBIT - Google Patents

DEVICE FOR OPTIMIZATION OF OPERATION OF OIL WELL WITH SIMULTANEOUS MEASUREMENT OF ITS DEBIT Download PDF

Info

Publication number
RU49102U1
RU49102U1 RU2005112532/22U RU2005112532U RU49102U1 RU 49102 U1 RU49102 U1 RU 49102U1 RU 2005112532/22 U RU2005112532/22 U RU 2005112532/22U RU 2005112532 U RU2005112532 U RU 2005112532U RU 49102 U1 RU49102 U1 RU 49102U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
well
pressure
control unit
oil
measuring
Prior art date
Application number
RU2005112532/22U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.В. Башуров
С.В. Безматный
А.П. Варин
В.В. Голод
В.А. Горбачев
Е.В. Гребенщиков
А.В. Захаров
В.И. Минин
Original Assignee
Башуров Валерий Витальевич
Безматный Сергей Викторович
Варин Александр Петрович
Голод Владислав Викторович
Горбачев Владимир Андреевич
Гребенщиков Евгений Викторович
Захаров Александр Владимирович
Минин Владимир Иосифович
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 Башуров Валерий Витальевич, Безматный Сергей Викторович, Варин Александр Петрович, Голод Владислав Викторович, Горбачев Владимир Андреевич, Гребенщиков Евгений Викторович, Захаров Александр Владимирович, Минин Владимир Иосифович filed Critical Башуров Валерий Витальевич
Priority to RU2005112532/22U priority Critical patent/RU49102U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU49102U1 publication Critical patent/RU49102U1/en

Links

Landscapes

  • Measuring Volume Flow (AREA)

Abstract

Заявляемая полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности и, в частности, к технике добычи нефти в фонтанных, компрессорных и эксплуатируемых другими механизированными способами скважинах с высоким газовым фактором добываемой продукции. Заявляется устройство для оптимизации работы нефтяной скважины с одновременным измерением ее дебита, содержащее установленный на выкидном нефтепроводе запорный орган, перед которым установлен первый датчик давления, а также помещенный на затрубье скважины второй датчик давления, при этом оба датчика подключены к блоку управления, выход которого соединен с исполнительным механизмом запорного органа. Новым является то, что выход нефтепровода соединен с затрубьем газопроводом, снабженным вторым запорным органом со своим исполнительным механизмом, вход которого подключен к блоку управления, при этом каждый из запорных органов выполнен в виде клапана с регулируемой пропускной способностью. Полезная модель включает 4 зависимых пункта формулы, 5 рисунков.The inventive utility model relates to the oil and gas industry and, in particular, to the technique of oil production in fountain, compressor and other mechanized well wells with a high gas factor of produced products. A device for optimizing the operation of an oil well with simultaneous measurement of its flow rate is disclosed, comprising a shut-off element mounted on a flow line, in front of which a first pressure sensor is installed, and a second pressure sensor placed on the annulus of the well, both sensors being connected to a control unit whose output is connected with the actuator of the locking element. What is new is that the outlet of the pipeline is connected to the annulus by a gas pipeline equipped with a second locking element with its own actuator, the input of which is connected to the control unit, each of the locking elements being made in the form of a valve with an adjustable flow rate. The utility model includes 4 dependent claims, 5 figures.

Description

Полезная модель относится к нефтегазодобывающей промышленности и, в частности, к технике добычи нефти в фонтанных, компрессорных и эксплуатируемых другими механизированными способами скважинах с высоким газовым фактором добываемой продукции.The utility model relates to the oil and gas industry and, in particular, to the technique of oil production in fountain, compressor and wells operated by other mechanized methods with a high gas factor of the produced products.

Известно устройство для добычи нефти, содержащее размещенный на выкидном нефтепроводе скважины запорный орган, установленный на его входе датчик давления, и помещенный на затрубье скважины второй датчик давления, соединенные через блок управления с запорным органом и имеющие возможность открытия запорного органа при повышении, по меньшей мере, одного из измеряемых давлений до соответствующего верхнего предельного значения и закрывания при понижении по меньшей мере одного из измеряемых давлений до соответствующего нижнего предельного значения, обеспечивающее поддержание оптимального забойного давления для максимального дебита скважины и нефтеотдачи пласта (RU 2165517, кл. Е 21 В 43/00, Е 21 В 43/12, 2001).A device for oil production is known, comprising a shut-off element located on the inlet oil pipeline of the well, a pressure sensor installed at its inlet, and a second pressure transducer placed on the well annulus, connected through the control unit to the shut-off element and having the ability to open the shut-off element when raising at least , one of the measured pressures to the corresponding upper limit value and closing when lowering at least one of the measured pressures to the corresponding lower limit o values ensuring the maintenance of the optimum bottomhole pressure for maximum well production and oil recovery (RU 2165517, class E 21 V 43/00, E 21 V 43/12, 2001).

Устройству присущи следующие недостатки, а именно: устройство обеспечивает оптимизацию забойного давления скважины в относительно широком диапазоне предельно допустимых его значений, но не решает задачи поддержания оптимального забойного давления, обеспечивающего максимальный дебит скважины, и его измерения. Так, например, при повышении устьевого давления значительно выше верхнего предельного значения соответственно повышается забойное давление, уменьшается депрессия и приток флюида в забой, снижается дебит и стимулируется переход скважины на периодический режим работы. Устройство целесообразно использовать лишь для малодебитных скважин, работающих в периодическом режиме эксплуатации, что резко ограничивает область его применения.The device has the following disadvantages, namely: the device optimizes the bottomhole pressure of the well in a relatively wide range of its maximum permissible values, but does not solve the problem of maintaining the optimal bottomhole pressure, which ensures the maximum flow rate of the well, and its measurement. So, for example, when the wellhead pressure increases significantly above the upper limit value, the bottomhole pressure rises accordingly, the depression and fluid inflow into the bottomhole decrease, the production rate decreases and the well is stimulated to switch to a periodic operating mode. The device is advisable to use only for low-production wells operating in periodic operation, which sharply limits its scope.

Кроме того, для выбора оптимального режима работы скважины необходимо постоянно проводить исследования скважины, построение кривых разгазирования, определения зависимости дебита от забойного давления, забойного давления от устьевого и затрубного давлений. Учитывая сложность, трудоемкость этих работ и частоту их проведения, а также относительно широкий диапазон определяемого оптимального забойного давления, достоверность его поддержания с помощью известного устройства In addition, to select the optimal mode of operation of the well, it is necessary to constantly conduct well surveys, build up the degassing curves, determine the dependence of flow rate on bottomhole pressure, bottomhole pressure on wellhead and annular pressures. Given the complexity, the complexity of these works and their frequency, as well as a relatively wide range of determined optimal bottomhole pressure, the reliability of its maintenance using a known device

является технически сложной задачей, имея в виду то, что параметры системы «пласт - забой - подъемник скважины» могут достаточно быстро меняться, а получение оперативных данных по текущему дебиту скважины и его динамике устройство не обеспечивает.is a technically challenging task, bearing in mind that the parameters of the "formation - bottomhole - well lift" system can change quite quickly, and the device does not provide operational data on the current flow rate of the well and its dynamics.

В основу данного технического решения поставлена задача создания универсального устройства для оптимизации работы нефтяной скважины с одновременным измерением ее дебита, свободного от вышеперечисленных недостатков прототипа за счет обеспечения регулирования и стабилизации заданного значения устьевого давления, регулирования затрубного давления при одновременном измерении дебита скважины в реальном режиме времени для скважин, работающих как в непрерывном, так и периодическом режиме эксплуатации, как фонтанных, так и компрессорных, как высокодебитных, так и малодебитных, а также возможности оперативного определения оптимального значения забойного давления при изменении параметров работы нефтяного пласта и подъемника без проведения ряда трудоемких исследований по выбору режима эксплуатации скважины.The basis of this technical solution is the task of creating a universal device for optimizing the operation of an oil well with simultaneous measurement of its flow rate, free from the above disadvantages of the prototype by providing regulation and stabilization of the set value of wellhead pressure, regulation of annular pressure while measuring the flow rate of the well in real time for wells operating both in continuous and periodic operation, both fountain and compressor both high and low flow rates, as well as the ability to quickly determine the optimal bottomhole pressure when changing the parameters of the oil reservoir and lift without a series of laborious studies to select the mode of operation of the well.

Решение поставленной задачи в устройстве для оптимизации работы нефтяной скважины с одновременным измерением ее дебита, содержащем установленный на выкидном нефтепроводе запорный орган, перед которым установлен первый датчик давления, а также помещенный на затрубье скважины второй датчик давления, при этом оба датчика подключены к блоку управления, выход которого соединен с исполнительным механизмом запорного органа, достигается тем, что выход нефтепровода соединен с затрубьем газопроводом, снабженным вторым запорным органом со своим исполнительным механизмом, вход которого подключен к блоку управления, при этом каждый из запорных органов выполнен в виде клапана с регулируемой пропускной способностью.The solution of the problem in a device for optimizing the operation of an oil well with a simultaneous measurement of its flow rate, containing a shut-off element installed on the flow oil pipeline, in front of which a first pressure sensor is installed, and a second pressure sensor placed on the annulus of the well, while both sensors are connected to the control unit, the output of which is connected to the actuator of the shut-off element, is achieved by the fact that the output of the oil pipeline is connected to the annulus by a gas pipeline equipped with a second shut-off element with its own m an actuator which is connected to the control unit input, wherein each of the locking bodies is designed as a valve with an adjustable bandwidth.

Выгодно для обеспечения температурной стабильности первый запорный орган со своим исполнительным механизмом расположить в термостатной измерительной камере, снабженной средствами измерения собственной температуры, температуры флюида и перепада давления флюида на клапане, при этом все измерительные средства подключить к блоку управления.It is advantageous to ensure the temperature stability of the first shut-off element with its actuator located in a thermostatic measuring chamber equipped with means for measuring its own temperature, fluid temperature and differential pressure of the fluid on the valve, and connect all measuring instruments to the control unit.

Целесообразно для обеспечения линейной характеристики регулирования клапан первого запорного органа выполнить в виде электромеханического измерительного реверсивного механизма, снабженного дроссельной парой типа игла-седло, в которой линейное перемещение иглы пропорционально площади проходного сечения клапана.It is advisable to provide a linear control characteristic of the valve of the first locking element in the form of an electromechanical measuring reversing mechanism equipped with a needle-seat throttle pair, in which the linear movement of the needle is proportional to the area of the valve passage area.

Полезно для обеспечения температурной стабильности второй запорный орган со своим исполнительным механизмом расположить в термостатной измерительной камере, снабженной средствами измерения собственной температуры и давления газа в затрубье, при этом все измерительные средства подключить к блоку управления.It is useful to ensure the temperature stability of the second locking element with its actuator in a thermostatic measuring chamber equipped with means for measuring its own temperature and gas pressure in the annulus, while all measuring means are connected to the control unit.

Целесообразно также для обеспечения линейной характеристики регулирования клапан второго запорного органа выполнить в виде электромеханического реверсивного механизма, снабженного дроссельной парой типа игла-седло.It is also advisable to provide a linear characteristic of regulation of the valve of the second locking element in the form of an electromechanical reversing mechanism equipped with a needle-seat throttle pair.

На фиг.1 представлена структурная схема заявляемого устройства. На фиг.2 приведена структурная схема блока управления на базе микропроцессорного контроллера.Figure 1 presents the structural diagram of the inventive device. Figure 2 shows the structural diagram of the control unit based on a microprocessor controller.

На фиг.3 показан характер изменения устьевого и затрубного давлений при работе заявляемого устройства.Figure 3 shows the nature of the change in the wellhead and annular pressures during operation of the inventive device.

На фиг.4 показаны сравнительные результаты измерения дебита скважины.Figure 4 shows the comparative results of measuring the flow rate of the well.

На фиг.5 показаны сравнительные результаты измерения дебита скважины при разных режимах работы устройства.Figure 5 shows the comparative results of measuring the flow rate of the well at different operating modes of the device.

Представленное на фиг.1 устройство для добычи нефти содержит насосно-компрессорную трубу 1 нефтедобывающей скважины 2, выход которой соединен с входным термостатом 3, внутри которого расположен фрагмент нефтепровода 4 с установленными на нем запорным органом 5 и его электроприводом 6. Электропривод 6 механически соединен с запорным органом 5 и датчиком площади проходного сечения 7. Датчики давления 8 и 9, температуры 11 и площади проходного сечения 7 своими измерительными выходами соединены с измерительными входами блока управления 12, а управляющий вход электропривода 6 и нагревательного элемента термостата 22 соединены с управляющим выходами блока управления 12. Выход затрубного пространства скважины 2 соединен с входным термостатом 13, внутри которого расположен фрагмент газопровода 14 с установленными на нем запорным органом 15 с электроприводом 16 и датчиком давления 17, а также датчик температуры 18 и нагревательный элемент 21 термостата, при этом электропривод 16 механически соединен с запорным органом 15, датчик давления 17 и датчик температуры 18 своими измерительными выходами соединены с измерительными входами блока управления 12, а вход электропривода 16 и нагревательного элемента термостата 21 соединены с управляющими выходами блока управления 12. Выход термостата 13 через газопровод 14 и обратный клапан 19 соединен с выходом нефтепровода (нефтегазосбором) 20. Температурный режим термостатов 3 и 13 обеспечивается нагревательными элементами The device for oil production shown in FIG. 1 comprises a tubing 1 of an oil producing well 2, the outlet of which is connected to an inlet thermostat 3, inside of which there is a fragment of an oil pipeline 4 with a shut-off member 5 mounted on it and its electric drive 6. The electric drive 6 is mechanically connected to the locking body 5 and the sensor of the passage area 7. The pressure sensors 8 and 9, temperature 11 and the area of the passage section 7 are connected by their measuring outputs to the measuring inputs of the control unit 12, and the control the cleaning input of the electric actuator 6 and the heating element of the thermostat 22 are connected to the control outputs of the control unit 12. The output of the annular space of the well 2 is connected to the input thermostat 13, inside of which there is a fragment of the gas pipeline 14 with a shut-off member 15 mounted on it with an electric actuator 16 and a pressure sensor 17, and also a temperature sensor 18 and a heating element 21 of the thermostat, while the actuator 16 is mechanically connected to the shut-off member 15, the pressure sensor 17 and the temperature sensor 18 with its measuring outputs with are connected to the measuring inputs of the control unit 12, and the input of the electric drive 16 and the heating element of the thermostat 21 are connected to the control outputs of the control unit 12. The output of the thermostat 13 through the gas pipeline 14 and the check valve 19 is connected to the output of the oil pipeline (oil and gas collection) 20. The temperature regime of thermostats 3 and 13 provided by heating elements

22 и 21 соответственно.22 and 21, respectively.

Представленный на фиг.2 блок управления 12 состоит из микропроцессора 23, постоянного запоминающего устройства (ПЗУ) 24, оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) 25, устройства ввода-вывода 26, аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 27, цифро-аналогового преобразователя (ЦАП) 28, выходных ключей 32, соединенных между собой посредством системной шины 29. С устройством ввода-вывода также соединены клавиатура 30 и индикатор 31.Presented in figure 2, the control unit 12 consists of a microprocessor 23, read-only memory (ROM) 24, random access memory (RAM) 25, input-output device 26, analog-to-digital converter (ADC) 27, digital-to-analog converter (DAC) ) 28, output keys 32, interconnected via a system bus 29. A keyboard 30 and an indicator 31 are also connected to the input / output device.

На фиг.3 показаны кривые зависимости устьевого и затрубного давлений компрессорной скважины, эксплуатируемой посредством погружного электроцентробежного насоса, от режима ее регулирования, показывающие, как изменяется устьевое давление при работе скважины без его стабилизации - кривая 33 и при стабилизации с использованием заявляемого устройства - кривая 34, и как изменяется давление в затрубье - кривая 35 и на выходе первого запорного органа (в нефтегазосборе) - кривая 36.Figure 3 shows the curves of the wellhead and annular pressures of a compressor well operated by a submersible electric centrifugal pump on the mode of its regulation, showing how the wellhead pressure changes when the well operates without its stabilization - curve 33 and during stabilization using the inventive device - curve 34 , and how the pressure in the annulus changes - curve 35 and at the outlet of the first shut-off element (in the oil and gas gathering) - curve 36.

Представленные на фиг.4 кривые параллельных сравнительных измерений дебита скважины групповой замерной установкой типа «Спутник - М» (ГЗУ) -кривая 37 и заявляемым устройством (АСУ) - кривая 38, показывают, как отличаются результаты периодических «точечных» измерений штатным средством измерения и непрерывных в режиме реального времени - заявляемым устройством.The curves of parallel comparative measurements of the well flow rate shown in Fig. 4 by a group metering device of the "Sputnik - M" (GZU) type - curve 37 and the inventive device (ACS) - curve 38, show how the results of periodic "point" measurements differ by a standard measuring instrument and continuous in real time - the claimed device.

Представленные на фиг.5 кривые параллельных сравнительных измерений дебита скважины групповой замерной установкой типа «Спутник - М» - кривая 39 и заявляемым устройством - кривая 40, показывают, как отличаются результаты измерений в режиме нестабилизированного устьевого давления - временной участок А-В и в режиме стабилизации устьевого давления заявляемым устройством - временной участок В-С.The curves of parallel comparative measurements of the well production rate shown in Fig. 5 by a group metering device of the "Sputnik-M" type — curve 39 and the inventive device — curve 40, show how the measurement results differ in unstabilized wellhead pressure — time section AB and in stabilization of wellhead pressure by the claimed device is a temporary plot BC.

Известно, что поступающая в забой скважины газонефтяная смесь даже при значительном снижении давления (0,30...0,35 от давления насыщения) остается тонкодисперсной с равномерно распределенной по потоку газовой фазой и в межлопаточных каналах центробежного насоса не происходит образования газовых каверн и нарушения спектра скоростей [см. Богданов А.А., Розанцев В.Р., Холодняк А.Ю. Подбор погружных центробежных электронасосов к нефтяным скважинам девонских месторождений Татарии, Башкирии и Ухты. М.ВНИИОЭНГ, 1972]. Непрерывный характер работы центробежного насоса позволяет допустить, что условия откачки в компрессорной скважине аналогичны It is known that the gas-oil mixture entering the bottom of the well, even with a significant decrease in pressure (0.30 ... 0.35 of the saturation pressure), remains finely dispersed with the gas phase evenly distributed over the stream and no gas caverns are formed in the interscapular channels of the centrifugal pump speed spectrum [see Bogdanov A.A., Rozantsev V.R., Kholodnyak A.Yu. Selection of submersible centrifugal electric pumps for oil wells of the Devonian fields of Tataria, Bashkiria and Ukhta. M. VNIIOENG, 1972]. The continuous operation of the centrifugal pump allows us to assume that the pumping conditions in the compressor well are similar

условиям работы фонтанного подъемника [см. Брискман А.А., Кезь А.Н. Работа погружных центробежных насосов на газожидкостных смесях. -Тр.ВНИИ, вып. 51, 1974]. Таким образом, в фонтанных и компрессорных скважинах поступающий на устье флюид при условии поддержания постоянного значения устьевого давления можно принять за некую условную гомогенную сжимаемую жидкость с постоянной плотностью и измерять ее дебит (расход), а затем по известным значениям обводненности и газового фактора расчетным путем определять дебит ее составных частей - нефти, воды и газа. При этом значения обводненности и газового фактора можно считать постоянными и периодически корректировать по данным промысловой геологической службы, а длительность периода между корректировками определять опытным путем.operating conditions of the fountain lift [see Briskman A.A., Kez A.N. Work submersible centrifugal pumps on gas-liquid mixtures. -Tr. VNII, issue. 51, 1974]. Thus, in fountain and compressor wells, the fluid entering the wellhead, provided that the wellhead pressure is kept constant, can be taken as a conditional homogeneous compressible fluid with a constant density and its flow rate (flow rate) can be measured, and then, using the known values of water cut and gas factor, determine by calculation flow rate of its components - oil, water and gas. At the same time, the values of water cut and gas factor can be considered constant and periodically adjusted according to the data of the field geological service, and the length of the period between adjustments is determined empirically.

Эти предпосылки использует для измерения дебита заявляемое устройство, которое работает следующим образом. В исходном положении запорно-регулирующие клапаны 5 и 15 закрыты. В блок управления 12 поступают данные о значениях следующих параметров: затрубного давления - с датчика 17, температуры в термостате 13 - с датчика 18, устьевого давления - с датчика 8, температуры на входе запорно-регулирующего клапана 5 - с датчика 10, давления на его выходе в нефтесборе 20 - с датчика 9, площади проходного сечения запорно-регулирующего клапана 5 (положения его иглы) - с датчика 7 и температуры в термостате 3 - с датчика 11. Если давление в нефтесборе 20 не превышает устьевого и затрубного, блок управления 12 подает сигнал через электропривод 16 на приоткрытие клапана 15, который начинает стравливать затрубный газ до достижения заданного уставкой значения предельного затрубного давления, после чего блок управления 12 переходит на режим его регулирования. Одновременно подается сигнал на электропривод 6 и плавное приоткрытое клапана 5, через который продукция скважины начинает поступать в нефтегазосборе 20, при этом устьевое давление начинает плавно снижаться до заданного управляющей программой (уставкой) блока управления 12 предельного значения, после чего блок управления 12 переходит на режим его регулирования путем стабилизации заданного уставкой значения. Одновременно по данным датчиков температуры 11 и 18 блок управления 12 поддерживает заданные соответствующими уставками температурные режимы термостатов 3 и 13. После стабилизации устьевого давления производят посредством измерительного средства - групповой замерной установки, тест-сепаратора или отбора проб измерение дебита скважины по жидкости Q′, нефти Q′н, воде Q′в и газу Q′г. Полученные данные по измеренным дебитам вводятся These premises are used to measure the flow rate of the inventive device, which operates as follows. In the initial position, the shutoff control valves 5 and 15 are closed. The control unit 12 receives data on the values of the following parameters: annular pressure - from the sensor 17, temperature in the thermostat 13 - from the sensor 18, wellhead pressure - from the sensor 8, the temperature at the inlet of the shutoff-control valve 5 - from the sensor 10, pressure on it the outlet in the oil gathering 20 - from the sensor 9, the flow area of the shutoff-control valve 5 (the position of its needle) - from the sensor 7 and the temperature in the thermostat 3 - from the sensor 11. If the pressure in the oil gathering 20 does not exceed wellhead and annular, control unit 12 gives a signal through electric d 16 to slightly open the valve 15, which begins to bleed annular gas until the specified annular pressure reaches the set value, after which the control unit 12 switches to its regulation mode. At the same time, a signal is supplied to the actuator 6 and the valve 5 smoothly ajar, through which the well products begin to flow into the oil and gas gathering 20, while the wellhead pressure begins to gradually decrease to a limit value specified by the control program (setpoint) of the control unit 12, after which the control unit 12 switches to its regulation by stabilization of the set value. At the same time, according to the data of temperature sensors 11 and 18, the control unit 12 supports the temperature regimes of thermostats 3 and 13 specified by the relevant settings. After stabilization of the wellhead pressure, a well’s flow rate is measured using fluid measuring device Q, oil separator or sampling device Q ′, oil Q′n, water Q′v and gas Q′g. The received data on the measured flow rates are entered

в блок управления 12, по данным датчиков давления 8 и 9 он определяет перепад давления ΔР на дросселирующей паре седло-игла клапана 5, датчика 7 -относительную высоту положения иглы А в седле дроссельной пары и производит расчет дебита условной жидкости по формулеto the control unit 12, according to the pressure sensors 8 and 9, it determines the pressure drop ΔР on the throttle pair of the valve seat-needle 5, sensor 7 - the relative height of the position of the needle A in the seat of the throttle pair and calculates the flow rate of the conditional fluid according to the formula

где Where

Q′уж - дебит условной жидкости,Q′uz - the rate of conditional fluid,

Q′н, Q′в, Q′г - дебиты нефти, воды и газа, измеренные измерительным средством,Q′n, Q′v, Q′g - flow rates of oil, water and gas, measured by a measuring tool,

Р - перепад давления на дросселирующей паре, равный разности давлений до и после нее,P is the pressure drop across the throttling pair, equal to the pressure difference before and after it,

Ру - устьевое давление,Ru - wellhead pressure,

Pa - атмосферное давление,Pa is atmospheric pressure,

Кv макс - максимальный коэффициент расхода дросселирующей пары, зависящий от ее условного прохода,Kv max - maximum flow coefficient of the throttling pair, depending on its conditional passage,

А - относительная высота положения иглы в седле дросселирующей пары, изменяющаяся от 0 до 1,A is the relative height of the position of the needle in the saddle of the throttling pair, varying from 0 to 1,

рн - плотность нефти,pH is the density of oil,

рв - плотность воды,Rv is the density of water,

рг - плотность газа при нормальных условиях, после чего блока управления 12 переходит на непрерывное определение по текущему положению иглы, и перепаду давления на дроссельной паре текущего значения дебита условной жидкости, нефти, воды и газа в реальном режиме времени по формуламrg is the gas density under normal conditions, after which the control unit 12 switches to continuous determination by the current position of the needle, and the pressure drop across the throttle pair of the current flow rate of the conditional liquid, oil, water and gas in real time using the formulas

Qн=Qуж×К1,Qн = Q off × K1,

Qв=Qуж×К2,Qin = Qin × K2,

Qг=Qуж×К3, гдеQg = Qzh × K3, where

Qуж - дебит условной жидкости при текущем измерении в режиме реального времени,Quzh - flow rate of the conditional fluid in the current measurement in real time,

Q′ - дебит жидкости (нефть плюс вода), измеренный измерительным средством,Q ′ is the fluid flow rate (oil plus water), measured by a measuring means,

Qн, Qв, Qг - дебиты нефти, воды и газа соответственно при текущем измерении в режиме реального времени,Qн, Qв, Qг - flow rates of oil, water and gas, respectively, with the current measurement in real time,

K1, K2, К3 - коэффициенты долевого содержания нефти, воды и газа в составе добываемого флюида, измеренные измерительным средством, при этом отношение дебита, измеренного измерительным средством, к дебиту условной жидкости считают постоянным и корректируют периодически с учетом реальных сроков изменения текущих значений обводненности и газосодержания продукции скважины.K1, K2, K3 are the coefficients of the proportion of oil, water and gas in the produced fluid measured by the measuring tool, while the ratio of the flow rate measured by the measuring tool to the flow rate of the conditional fluid is considered constant and periodically adjusted taking into account the actual timing of changes in the current water cut values and gas content of well products.

Значение температуры флюида на входе запорного органа 5, измеренное датчиком температуры 10, может быть использовано для оперативного выбора уставки заданного устьевого, а значит и забойного, давления, исходя из условия соответствия максимально возможного на текущий момент дебита скважины максимальной температуре ее продукции. Выбор уставки устьевого (забойного) давления производится последовательной установкой устьевых давлений с шагом, например, 10% от диапазона его возможных предельных значений и с выдержкой на каждом шаге до момента стабилизации давления и температуры флюида на устье. Устьевое давление, при котором температура флюида будет максимальной, соответствует забойному давлению, при котором дебит скважины будет максимальным.The value of the fluid temperature at the inlet of the shut-off element 5, measured by a temperature sensor 10, can be used to quickly select the setpoint of the wellhead, and hence bottomhole pressure, based on the condition that the maximum production rate possible at the current moment of the well corresponds to the maximum production temperature. The choice of the wellhead (bottomhole) pressure setting is made by sequentially setting the wellhead pressures in increments of, for example, 10% of the range of its possible limit values and with exposure at each step until the pressure and temperature of the fluid stabilize at the wellhead. The wellhead pressure at which the fluid temperature will be maximum corresponds to the bottomhole pressure at which the well production will be maximum.

В дальнейшем отношение Q′/Q′уж периодически корректируют по результатам измерений дебита измерительным средством, длительность периода определяют опытным путем.In the future, the ratio Q ′ / Q′oug is periodically adjusted according to the results of measurements of the flow rate with a measuring tool, the duration of the period is determined empirically.

Указанные выше исходные данные заложены в алгоритм определения дебита скважины в программном обеспечении контроллера блока управления.The above initial data are embedded in the algorithm for determining well production in the software of the controller of the control unit.

Далее приведен пример использования заявляемого устройства для реальных скважин.The following is an example of using the inventive device for real wells.

Пример.Example.

Работа заявляемого устройства подтверждены опытным путем на фонтанных и компрессорных скважинах двух кустов Южно-Тарасовского месторождения 000 «Геойлбент», Ямало-Ненецкий автономный округ. Тюменская обл.The operation of the claimed device is experimentally verified at fountain and compressor wells of two bushes of the Yuzhno-Tarasovskoye field 000 "Geoilbent", Yamal-Nenets Autonomous Okrug. Tyumen region

Куст №101-13 скважин, из них 4 фонтанных и 9 компрессорных.Bush No. 101-13 wells, of which 4 are fountain and 9 are compressor.

Куст №102-12 скважин, все компрессорные.Bush No. 102-12 wells, all compressor.

Пластовое давление - от 20,1 до 33,0 МПа.The reservoir pressure is from 20.1 to 33.0 MPa.

Забойное давление - от 7,1 до 20,9 МПа.Downhole pressure - from 7.1 to 20.9 MPa.

Дебиты скважин по жидкости - от 13 до 443 м3/сут.Fluid flow rates from 13 to 443 m 3 / day.

Добыча нефти по фонду - ЭЦН - 85%, фонтан - 15%.Oil production by the fund - ESP - 85%, fountain - 15%.

Газовый фактор - до 260 м3/т.Gas factor - up to 260 m 3 / t.

Обводненность - от 1 до 91%.Water cut - from 1 to 91%.

Диапазон устьевых (буферных) давлений - от 1,0 до 3,0 МПа.The range of wellhead (buffer) pressures is from 1.0 to 3.0 MPa.

Диапазон затрубных давлений - от 0,9 до 10,2 МПа.The range of annular pressures is from 0.9 to 10.2 MPa.

На всех скважинах кустов 101, 102 было установлено оборудование комплекса технических средств АСУТП добычи нефти, реализующее заявляемое устройство и включающее:At all wells of clusters 101, 102, equipment was installed for a complex of technical means of an automated process control system for oil production, which implements the inventive device and includes:

модули-термостаты с газожидкостными магистралями (трубопроводами) высокого давления из состава комплекса СИАНТ 10 20.00.00 (Россия);modules-thermostats with gas-liquid highways (pipelines) of high pressure from the complex SIANT 10 20.00.00 (Russia);

запорно-регулирующие клапаны ЗРК-25 (Россия);shut-off and regulating valves ЗРК-25 (Russia);

взрывозащищенный электропривод ЭПР 8/50 (Россия);explosion-proof electric drive EPR 8/50 (Russia);

датчики давления типа ПТ-ЗМ (Россия);pressure sensors type PT-ZM (Russia);

датчики температуры типа ТСМУ 9418 (Россия);temperature sensors type TSMU 9418 (Russia);

кустовой блок автоматики (блок управления) реализован на базе контроллера типа RTU - 188МХ Fastwel (Россия);cluster automation unit (control unit) is implemented on the basis of an RTU-188MX Fastwel type controller (Russia);

блок радиоканала с антенным устройством на базе радиостанции «Невод» (Россия).a radio channel unit with an antenna device based on the Nevod radio station (Russia).

Централизованное управления кустами осуществлялось диспетчерской цеховой, оборудование которой включает сервер визуализации и данных (персональная ЭВМ с источником бесперебойного питания), блок радиоканала с антенным устройством на базе радиостанции «Невод».Centralized bushes management was carried out by a workshop control room, the equipment of which includes a visualization and data server (personal computer with uninterruptible power supply), a radio channel unit with an antenna device based on the Nevod radio station.

Для каждой скважины были выбраны оптимальные значения уставок устьевого и затрубного давлений, после чего они были запущены в работу под управлением АСУТП и протестированы на измерение дебита путем использования штатного измерительного средства - групповой замерной установки дебита ГЗУ «Спутник-М». Дальнейшая работа скважин осуществлялась в соответствии с заданным программой алгоритмом управления.For each well, the optimal values of the wellhead and annular pressure settings were chosen, after which they were put into operation under the control of an automatic process control system and tested for flow rate measurement using a standard measuring tool - a group metering unit for the flow rate of the Sputnik-M GZU. Further work of the wells was carried out in accordance with the control algorithm specified by the program.

На фиг.3 показаны кривые зависимости устьевого и затрубного давлений одной из компрессорных скважин, эксплуатируемой посредством погружного электроцентробежного насоса, от режима ее регулирования, показывающие, как изменяется устьевое давление при работе скважины без его стабилизации - кривая 33 и при стабилизации с использованием заявляемого устройства - кривая 34, Figure 3 shows the curves of the wellhead and annular pressures of one of the compressor wells operated by a submersible electric centrifugal pump, from the mode of its regulation, showing how the wellhead pressure changes when the well operates without its stabilization - curve 33 and during stabilization using the inventive device - curve 34,

и как изменяется давление в затрубье - кривая 35 и на выходе первого запорного органа (в нефтегазосборе) - кривая 36.and how the pressure in the annulus changes - curve 35 and at the outlet of the first shut-off element (in the oil and gas gathering) - curve 36.

Для этой скважины была выбрана уставка устьевого давления - 1,35 МПа, затрубного давления - 1,05 МПа, давление в нефтесборе составляло 0,8 МПа, изменение устьевого давления при работе ЭЦН в скважине при отключенном устройстве стабилизации составляло от 0,5 до 1,7 МПа, при работе заявляемого устройства - (1,35±0,05) МПа. Затрубное давление при работе заявляемого устройства поддерживалось в пределах (1,05±0,05) МПа.For this well, the wellhead pressure setpoint was 1.35 MPa, annular pressure was 1.05 MPa, oil gathering pressure was 0.8 MPa, wellhead pressure change during ESP operation in the well with the stabilization device turned off ranged from 0.5 to 1 , 7 MPa, during operation of the inventive device - (1.35 ± 0.05) MPa. The annular pressure during operation of the inventive device was maintained within (1.05 ± 0.05) MPa.

В результате перевода двух кустов на эксплуатацию заявляемым устройством объем добычи вырос на 10-15%.As a result of the transfer of two bushes for operation by the claimed device, the production volume increased by 10-15%.

Эффективность работы заявляемого устройства в части технологического измерения дебита можно оценить по данным сравнительных измерений на той же скважине, которые показаны на фиг.4. Определение дебита скважины заявляемым устройством обеспечивается непрерывно в режиме реального времени с точностью, идентичной точности ГЗУ «Спутник-М».The performance of the inventive device in terms of technological measurement of flow rate can be estimated from the data of comparative measurements on the same well, which are shown in figure 4. Determination of the flow rate of the inventive device is provided continuously in real time with an accuracy identical to the accuracy of the satellite "Sputnik-M".

Кроме изложенного, стабилизация устьевого давления для компрессорных скважин (см. фиг.3) позволяет считать весьма вероятным увеличение срока службы ЭЦН и его межремонтного периода (МРП).In addition to the above, stabilization of wellhead pressure for compressor wells (see figure 3) allows us to consider it very likely to increase the service life of the ESP and its overhaul period (MCI).

Таким образом, заявляемое устройство позволяют расширить область применения и эксплуатационные возможности устройства для оптимизации работы нефтяной скважины с одновременным измерением ее дебита, повысить производительность скважин, нефтеотдачу пласта, обеспечить повышение уровня автоматизации технологического процесса нефтедобычи, минимизировать работы по исследованию скважин для выбора режима их эксплуатации и сократить эксплуатационные расходы.Thus, the inventive device allows you to expand the scope and operational capabilities of the device to optimize the operation of an oil well while measuring its production rate, increase well productivity, oil recovery, provide an increase in the level of automation of the oil production process, minimize work on the study of wells to select the mode of operation and reduce operating costs.

Claims (5)

1. Устройство для оптимизации работы нефтяной скважины с одновременным измерением ее дебита, содержащее установленный на выкидном нефтепроводе запорный орган, перед которым установлен первый датчик давления, а также помещенный на затрубье скважины второй датчик давления, при этом оба датчика подключены к блоку управления, выход которого соединен с исполнительным механизмом запорного органа, отличающееся тем, что выход нефтепровода соединен с затрубьем газопроводом, снабженным вторым запорным органом со своим исполнительным механизмом, вход которого подключен к блоку управления, при этом каждый из запорных органов выполнен в виде клапана с регулируемой пропускной способностью.1. A device for optimizing the operation of an oil well with simultaneous measurement of its flow rate, comprising a shut-off element installed on the flow line, in front of which a first pressure sensor is installed, and a second pressure sensor placed on the annulus of the well, both sensors being connected to a control unit, the output of which connected to the actuator of the locking member, characterized in that the outlet of the oil pipe is connected to the annulus by a gas pipeline equipped with a second locking member with its actuator m, the input of which is connected to the control unit, while each of the locking elements is made in the form of a valve with adjustable throughput. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что первый запорный орган со своим исполнительным механизмом расположен в термостатной измерительной камере, снабженной средствами измерения собственной температуры, температуры флюида и перепада давления флюида на клапане, при этом все измерительные средства подключены к блоку управления.2. The device according to claim 1, characterized in that the first locking element with its actuator is located in a thermostatic measuring chamber, equipped with means for measuring its own temperature, fluid temperature and differential pressure of the fluid on the valve, while all measuring means are connected to the control unit. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что клапан первого запорного органа выполнен в виде электромеханического измерительного реверсивного механизма, снабженного дроссельной парой типа игла-седло, в которой линейное перемещение иглы пропорционально площади проходного сечения клапана.3. The device according to claim 1, characterized in that the valve of the first locking member is made in the form of an electromechanical measuring reversing mechanism, equipped with a needle-seat throttle pair, in which the linear movement of the needle is proportional to the area of the valve passage section. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что второй запорный орган со своим исполнительным механизмом расположен в термостатной измерительной камере, снабженной средствами измерения собственной температуры и давления газа в затрубье, при этом все измерительные средства подключены к блоку управления.4. The device according to claim 1, characterized in that the second locking element with its actuator is located in a thermostatic measuring chamber equipped with means for measuring its own temperature and gas pressure in the annulus, while all measuring means are connected to the control unit. 5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что клапан второго запорного органа выполнен в виде электромеханического реверсивного механизма, снабженного дроссельной парой типа игла-седло.
Figure 00000001
5. The device according to claim 1, characterized in that the valve of the second locking member is made in the form of an electromechanical reversing mechanism equipped with a needle-seat throttle pair.
Figure 00000001
RU2005112532/22U 2005-04-13 2005-04-13 DEVICE FOR OPTIMIZATION OF OPERATION OF OIL WELL WITH SIMULTANEOUS MEASUREMENT OF ITS DEBIT RU49102U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005112532/22U RU49102U1 (en) 2005-04-13 2005-04-13 DEVICE FOR OPTIMIZATION OF OPERATION OF OIL WELL WITH SIMULTANEOUS MEASUREMENT OF ITS DEBIT

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005112532/22U RU49102U1 (en) 2005-04-13 2005-04-13 DEVICE FOR OPTIMIZATION OF OPERATION OF OIL WELL WITH SIMULTANEOUS MEASUREMENT OF ITS DEBIT

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU49102U1 true RU49102U1 (en) 2005-11-10

Family

ID=35866355

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005112532/22U RU49102U1 (en) 2005-04-13 2005-04-13 DEVICE FOR OPTIMIZATION OF OPERATION OF OIL WELL WITH SIMULTANEOUS MEASUREMENT OF ITS DEBIT

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU49102U1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2644433C2 (en) * 2016-08-04 2018-02-12 Общество с ограниченной ответственностью ООО "Газпром добыча Ямбург" Method of rational back allocation of gas by wells on the locust of oil and gas condensate deposits of the extreme north
RU193244U1 (en) * 2019-05-07 2019-10-21 Публичное акционерное общество "Сургутнефтегаз" Technological piping of production wells at the well pad
RU2756138C1 (en) * 2020-11-06 2021-09-28 Общество С Ограниченной Ответственностью "Озна-Диджитал Солюшнс" Method for collecting and transmission of data used for calculation of parameters of multi-phase product flow of oil and gas wells

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2644433C2 (en) * 2016-08-04 2018-02-12 Общество с ограниченной ответственностью ООО "Газпром добыча Ямбург" Method of rational back allocation of gas by wells on the locust of oil and gas condensate deposits of the extreme north
RU193244U1 (en) * 2019-05-07 2019-10-21 Публичное акционерное общество "Сургутнефтегаз" Technological piping of production wells at the well pad
RU2756138C1 (en) * 2020-11-06 2021-09-28 Общество С Ограниченной Ответственностью "Озна-Диджитал Солюшнс" Method for collecting and transmission of data used for calculation of parameters of multi-phase product flow of oil and gas wells

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10907458B2 (en) Frac flow-back control and/or monitoring system and methods
US9127774B2 (en) Control valve assembly
RU2442207C2 (en) Method of operating and operation system for consumption regulation valve
US6999883B1 (en) Landfill gas extraction constant flow control method and device
MY141349A (en) Controlling the flow of a multiphase fluid from a well
MY137403A (en) Method, system, controller and computer program product for controlling the flow of a multiphase fluid
WO2013083721A1 (en) Multi-phase metering of fluid flows
AU2017286510A1 (en) Flow control system and method
EP1599773A1 (en) Regulator flow measurement apparatus
US20200277844A1 (en) Apparatus and methods for operating gas lift wells
TW200519360A (en) Systems and methods for measurement of low liquid flow rates
RU49102U1 (en) DEVICE FOR OPTIMIZATION OF OPERATION OF OIL WELL WITH SIMULTANEOUS MEASUREMENT OF ITS DEBIT
RU2002122762A (en) SYSTEM AND METHOD FOR OPTIMIZING A FLOW OF A FLUID IN A GAS-LIFT OIL WELL
RU2318988C2 (en) Method and device for oil well operation optimization along with oil well productivity change
CA2714318A1 (en) Control logic method and system for optimizing natural gas production
CN107035328B (en) A kind of method of controlled pressure drilling throttling back pressure control
CN112394157A (en) Method for measuring shale adsorbed gas quantity and free gas quantity
RU101731U1 (en) AUTOMATED SYSTEM OF GAS-DYNAMIC RESEARCHES OF WELLS
RU2305769C1 (en) Automatic flow control system for well uncovering reservoir with bottom water
RU2731727C2 (en) Method of well operation mode control equipped with electric centrifugal pump installation
CN113589855B (en) Material tank liquid level dynamic control method of particle drilling conveying system
Idsø et al. Automatic subsea deduction well testing for increased accuracy and reduced test time
CN116579387B (en) Foam drainage gas production intelligent algorithm for natural gas well
RU197336U1 (en) Agent flow control device during well operation
CA2953325A1 (en) Frac flow-back control and/or monitoring system and methods

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20080414