SU1113322A1

SU1113322A1 - Method of measuring level of interface between two media with different density in underground holders with low- and high-pressure gas pipelines on the surface

Info

Publication number: SU1113322A1
Application number: SU823407440A
Authority: SU
Inventors: Павел Федотович Пузырев; Валерий Анатольевич Гефтер; Николай Николаевич Чумиков; Борис Наумович Федоров; Юрий Тарасович Жадовец; Захар Львович Михлин
Priority date: 1982-03-10
Filing date: 1982-03-10
Publication date: 1984-09-15

Abstract

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ РАЗДЕЛА ДВУХ СРЕД С РАЗЛИЧНОЙ ПЛОТНОСТЬЮ В ПОДЗЕМНЫХ ЕМКОСТЯХ С ГАЗОПРОВОДАМИ НИЗКОГО И ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ НА ПОВЕРХНОСТИ , включающий спуск колонны рабочих труб, принудительное перемещение конд1енсата , измерение перепада давлений, соответствующего указанному перемещению, и удельного перепада давлени и расчет уровн раздела сред по формулам, отличающийс тем, что, с целью повыщени точности измерени и уменьшени трудоемкости за счет ликвидации репер-врубов, колонну рабочих труб у ее бащмака выполн ют диаметром, большим основного диаметра колонны, в процессе измерени перепада давлени отключают емкость от газопроводов и конденсатопроводов , понижают давление газа в емкости путем подачи последнего в газопровод низкого давлени до давлени , обеспечивающего вытеснение конденсата из колонны рабочих труб энергий сжатого газа из газопровода высокого давлени , производ т принудительное перемещение конденсата из колонны рабочих труб энергией сжатого газа газопровода высокого давлени , а положение уровн раздела двух сред определ ют по формуле г-дРих Ьг H«ff-uP. Vij - уровень конденсата в подземгде л ной емкости относительно бащмака рабочей колонны; с перепад давлений, необходимый дл полного вытеснени г конденсата из колонны рабочих труб; Д PJ - перепад давлени , соответствующий переходу уровн конденсата в колонне труб в зоне из09 СО Ю мененного давлени ; L - длина участка рабочей колонны с измеиенныл диаметром. ЮMETHOD FOR MEASURING between two media with different densities in the underground tank to the gas low and high pressure on the surface, comprising the descent of the column working tubes, the forced movement kond1ensata, the differential pressure measurement corresponding to said displacement, and the specific pressure drop and section level calculation formulas media characterized in that, in order to increase measurement accuracy and reduce labor intensity by eliminating reper-cuts, the column of working pipes at its bashmak is made to dia In the process of measuring the differential pressure, the capacitor is disconnected from the gas pipelines and condensate lines by lowering the main diameter of the column. The pressure of the gas in the tank is lowered by supplying the latter to the low pressure gas pipeline to a pressure ensuring that the condensate is expelled from the working pipe with high pressure gas pipe t forced movement of condensate from the column of working pipes with the energy of a high-pressure gas pipeline’s compressed gas, and the position of the separation level of the two media determine according to the formula of g-dRih lg H «ff-uP. Vij is the level of condensate in the underground tank relative to the base column of the working column; with the pressure drop necessary for complete displacement of condensate from the column of working pipes; D PJ is the pressure drop corresponding to the transition of the level of condensate in the pipe string in the zone of 09 SO Yu. L is the length of the section of the working column with a measured diameter. YU

Description

Изобретение относитс к горной промышлениости и может быть использовано в газовой и нефт ной промышленности при эксплуатации подземных емкостей дл определени уровн хранимого в емкости газового коиденсата или нефтепродукта.The invention relates to the mining industry and can be used in the gas and oil industries in the operation of underground tanks to determine the level of the gas co-condensate or oil product stored in the tank.

Известен способ измерени уровн двух сред с различной плотностью, основанный на измерении избыточного давлени , необходимого дл выдавливани газового конденсата из измерительной трубки, опущенной в подземную емкость. Высоту уровн газового конденсата над башмаком измерительной трубки определ ют по формуле, включающей плотность газового конденсата {.A known method for measuring the level of two media with different densities is based on measuring the overpressure required for squeezing the gas condensate out of the measuring tube, which is lowered into the underground tank. The height of the gas condensate level above the measuring tube shoe is determined by a formula that includes the density of the gas condensate {.

Недостатком данного способа вл етс погрешность в измерени х из-за существенных колебаний плотности конденсата по высоте подземной емкости.The disadvantage of this method is the error in the measurements due to significant fluctuations in the density of condensate along the height of the underground tank.

Наиболее близким к изобретению по своей технологической сущности и достигаемому результату вл етс способ измерени уровн раздела двух сред с различной плотностью в подземных емкост х с газопровЬдами низкого и высокого давлени на поверхности |2).The closest to the invention in terms of its technological essence and the achieved result is the method of measuring the level of separation of two media with different densities in underground tanks with gas lines of low and high pressure at the surface | 2).

Известный способ, позвол ющий определ ть положени границы раздела двух сред с различной плотностью, основан на принципе измерени перепада давлени - на оголовке скважины и в подземной емкости, а также удельного перепада давлени . Дл обеспечени измерени удельного перепада давлени способ предусматривает создание скважины переменного диаметра в диапазоне глубин создани подземной емкости и перемещение границы раздела двух сред в этом диапазоне. Расположение переходов одиого диаметра скважины к другому фиксируетс .The known method, which makes it possible to determine the position of the interface between two media with different densities, is based on the principle of measuring the pressure drop — at the top of the well and in the underground tank, as well as at the specific pressure drop. In order to measure the specific pressure drop, the method involves creating a well of variable diameter in the depth range of the underground reservoir and moving the interface between two media in this range. The location of the transitions of one borehole diameter to another is fixed.

Способ предусматривает измерение перепада давлени и удельного перепада давлени при закачке нерастворител в емкость или при его отборе. На кривой изменени перепада давлени во времени, pei-истрируемого наземными приборами, получают характерные точки перегиба, которые позвол ют оценить также и величину удельного перепада давлени .The method involves measuring the pressure drop and the specific pressure drop during the injection of a non-solvent into the tank or during its selection. On the curve of the change in pressure over time, pei-rubbed by ground-based instruments, the characteristic inflection points are obtained, which also make it possible to estimate the value of the specific pressure drop.

Однако известный способ можно использовать только в процессе создани подземной емкости, пока участок профилированного ствола скважины не разрушилс при размыве емкости. Кроме того, способ характеризуетс недостаточной точностью определени уровн .However, the known method can be used only in the process of creating an underground tank until the portion of the shaped borehole collapses when the tank is eroded. In addition, the method is characterized by an insufficient level determination accuracy.

Целью изобретени вл етс повьппение точности измерений и уменьшение трудоемкости за счет ликвидации репер-врубов.The aim of the invention is to improve the accuracy of measurements and reduce the complexity due to the elimination of reper-cuts.

Поставленна цель достигаетс тем, что гогласно способу измерени уровн раздела двух сред с р л ичной п.мотмостью в подземных емкост х (.: гагюгтрлюл ми низкого и выThis goal is achieved by the fact that according to the method of measurement of the level of separation of two media with a regular differential capacity in subsurface tanks (.: Low and low

сокого давлени на поверхности, включающег му спуск колонны рабочих труб, принудительное перемещение конденсата, измерение перепада давлений, соответствующего указанному перемещению, и удельного перепада давлени и расчет уровн раздела сред по формулам, колонну рабочих труб у ее башмака выполн ют диаметром, большим основного диаметра колонны, в процессе измерени перепада давлени отключают емкость от газопроводов и конденсатопроводов, понижают давление газа в емкости путем подачи последнего в газопровод низкого давлени до давлени , обеспечивающего полное вытеснение конденсата из колонны рабочих труб энергией сжатого газа из газопровода высокого давлени , производ т принудительное премещение конденсата из колонны рабочих труб энергией сжатого газа газопровода высокого давлени , а положение уровн раздела двух сред определ ют по ь Д Ри,the pressure on the surface, including the descent of the column of working pipes, the forced movement of condensate, the measurement of the pressure difference corresponding to the specified displacement, and the specific pressure differential and the calculation of the level of separation of the media by the formulas, the column of working pipes at its shoe is of a diameter larger than the main diameter of the column In the process of measuring the pressure drop, the tank is disconnected from the gas pipelines and condensate lines, the gas pressure in the tank is reduced by supplying the latter to a low pressure gas pipeline to To ensure that the condensate is completely expelled from the column of working pipes by the energy of compressed gas from a high-pressure gas pipeline, the condensate is forced to be forced from the column of working pipes by energy of compressed gas from a high-pressure pipeline, and the position of the two media level is determined by

. .

где HI - уровень конденсата в подземной емкости относительно башмака рабочей колонны; перепад давлений, необходимый дл полного вытеснени конденсата из колонны рабочих труб;where HI is the level of condensate in the underground tank relative to the working column shoe; differential pressure required for complete removal of condensate from the column of working pipes;

ЛР, - перепад давлени , соответствующий переходу уровн конденсата в колонне труб в зоне измененного давлени , L - длина участка колонны с измененным диаметром.LR, is the pressure drop corresponding to the transition of the level of condensate in the pipe string in the zone of altered pressure, L is the length of the section of the column with a changed diameter.

На фиг. 1 изображена конструкци , обеспечивающа технологию измерени уровн двух сред с различной плотностью в подземной емкости по предлагаемому способу; на фиг. 2 - диаграмма роста перепада давлени во времени.FIG. Figure 1 shows a design that provides a technology for measuring the level of two media with different densities in an underground tank according to the proposed method; in fig. 2 is a graph showing the growth in pressure drop over time.

Конструкци (фиг. 1) содержит подземную емкость 1, скважину 2, колонну 3 рабочих труб, участок 4 колонны рабочих труб с увеличенным диаметром, газопроводы высокого 5 и низкого 6 давлени , задвижки 7- 13, измеритетьный манометр 14, дифференциальный манометр 15.The construction (Fig. 1) contains an underground tank 1, a well 2, a column 3 of working pipes, a section 4 of the columns of working pipes with an increased diameter, gas pipelines of high 5 and low 6 pressure, valves 7-13, measuring gauge 14, differential pressure gauge 15.

Способ реализуетс в следующей последовательности технологических операций.The method is implemented in the following sequence of technological operations.

В подземную емкость I, соединенную с дневной поверхностью через скважину 2, опускают рабочую колонну труб 3, нижний участок которой 4 монтируют с увеличенныг диаметром.In the underground tank I, connected to the day surface through the well 2, lower the working string of pipes 3, the lower section of which 4 is mounted with an increased diameter.

Оголовок скважины обв зывают с газопроводами высокого 5 и низко10 6 давлени .The head of the well is tied up with high and low pressure gas pipelines of 10 6.

Дл обеспечени возможности отключе-. ни газопроводов от подземной емкости мон ,тируют задвижки 7 и 8. а также дополнительную задвижку 9 и измерительный манометр 14. В процессе измерени уровн конденсата в емкости последнюю ютключают от магистральных газопроводов н конденсатопроводд, выравнивают давление в оголовках обсадной и рабочих колонн, в результате чего достигают равенства положени уровн конденсата в емкости н колонне рабочих труб. Затем конденсат из колонны рабочих труб вытесн ют газом, фиксиру при этом перепад давлени между оголовком скважины и колонной рабочих труб. По полученным данным в процессе измерени перепада давлени определ ют уровень газового конденсата в подземной емкости. Чтобы обеспечить возможность выравнивани давлений на оголовке скважины и в колонне рабочих труб, монтируют дополнительный трубопровод с задвижкой 10, а конденсатопровод оборудуют дополнительной задвижкой II, позвол ющей отключать его от колонны рабочих труб. Измерение перепада давлени производ т дифференциальным манометром 15, подключенным через задвижки 12 и 13 к колонне рабочих труб и оголовку скважины. Дл измерени уровн конденсата в подземной емкости производ т ее отключение от газопроводов высокого и иизкого давлени , перекрыва задвижки 7 и 8. После этого , с помощью задвижки 11 отключают конденсатопровод от колонны рабочих труб. Затем, руководству сь показани ми дополнительного манометра И, производ т, если это необходимо, понижение давлени на оголовке емкости. Разницы давлений между газопроводом высокого давлени 5 и оголовком емкости должно быть достаточно дл полного вытеснени конденсата Из колонны рабочих труб. Открывают задвижку 7, соедин ющую подземную емкость с газопроводом низкого давлени . По достиженин давлени в емкости , достаточного дл полного вытеснени газового конденсата, задвижку 7 закрывают. Затем открывают задвижку 10, выравнивают давление на оголовке емкости и в колонне рабочих труб, в результате газовый конденсат из колонны рабочих труб частично вытесн етс в емкость и устанавливаетс равный уровень конденсата в емкости и колонне рабочих труб. Затем к колонне работ чих труб и к емкости подключают дифференциальный манометр 15, дл чего открывают задвижки 12 н 13, а также вентили дифференциального манометра. После этого открывают задвижку 9, отключающую емкость от газопровода, и выравнивающий вентиль дифференциального манометра 15. Открыва задвижку 8, начинают закачивать газ из газопровода высокого давлени и вытесн ть конденсат из коонны рабочих труб в подземную емкость. По мере вытеснени конденсата его уровень 9 колонне 3 начинает понижатьс , что будет сопровождатьс ростом перепада давлени между подземной емкостью и колонной рабочих труб (фиг. 2). При фиксированном положении задвижки 8, счита , что в сравнительно короткий период вытеснени конденсата давление в газопроводе остаетс практически посто нным , посто нным остаетс и количество газа , поступающего в газопровод в единицу времени, поэтому характер роста перепада давлени на диафрагме дифференциального манометра будет передаватьс пр мой (уч. 1, фиг. 2). В момент перехода уровн газового конденсата в колонну рабочих груб измененного диаметра наклон пр мой «зменнтс , так как дл перемещени уровн конденсата в колонну труб измененного диаметра на единицу высоты потребуетс уже другое количество вытесн ющего конденсат газа (уч. И, фнг. 2). На диаграмме этот момент отмечен точкой перегиба А. Затем перепад давлени нарастает оп ть пр молинейно, но уже под другим углом наклона к оси времени. В тот момент, когда конденсат будет полностью вытеснен из рабочей колонны, газ начинает барботировать в подземную емкость и рост перепада давлени полностью прекратитс (т. Б, фиг. 2). Определив величины перепада давлени , соответствующие точкам А н Б диаграммы, и зна длину участка измененного диаметра колонны рабочнх труб, определ ют положение уровн конденсата в подземной емкости относительно бащмака колонны рабочих труб по формуле UuPmg Р«{- лР где hj уровень конденсата в подземной емкости относнтельно бащмака рабочей колонны; перепад давлений, соответствующий полному вытеснению кон денсата из колонны рабочнх труб; ДЯ - перепад давлени , соответству ющий переходу уровн конденсата в колонне труб в зоне измененного давлени ; L - длина участка колонны труб с измененным диаметром. Предложе«ный способ позвол ет повысить точность измерени положени границы раздела за счет использовани при расчетах экспериментально устанавливаемого удельного прнращенн перепада давлени ; обеспечить безаварийную эксплуатацию подземных храннлищ в системе промысел-потребитель , позволив оператору в любой момент времени установить действительное заполнение емкости газовым конденсатом; обес печнть снижение потерь газа и газового конденсата за счет исключени аварийных ситуаций при эксплуатации подземного хранилища .To enable disconnection. Neither the gas pipelines from the underground tank mount the valves 7 and 8. As well as the additional valve 9 and the measuring manometer 14. In the process of measuring the level of condensate in the tank, the latter are switched off from the main gas pipelines and condensate lines, equalize the pressure in the ends of the casing and working columns, as a result achieve equal position of the level of condensate in the tank on the column of working pipes. Then the condensate from the column of working pipes is displaced by gas, thus fixing the pressure drop between the well head and the column of working pipes. According to the data obtained in the process of measuring the pressure drop, the level of gas condensate in the underground tank is determined. In order to ensure the possibility of pressure equalization at the top of the well and in the column of working pipes, an additional pipeline with a valve 10 is mounted, and the condensate pipeline is equipped with an additional valve II, allowing it to be disconnected from the column of working pipes. The differential pressure is measured by a differential pressure gauge 15 connected through valves 12 and 13 to the column of working pipes and the tip of the well. To measure the level of condensate in the underground tank, it is disconnected from high and low pressure gas pipelines, shutting off valves 7 and 8. After that, using the valve 11, the condensate pipe is disconnected from the column of working pipes. Then, the guidance of the indications of an additional manometer, AND, produces, if necessary, a decrease in pressure at the tip of the container. The pressure difference between the high pressure gas pipeline 5 and the tip of the tank should be enough to completely remove the condensate from the column of working pipes. Open the valve 7 connecting the underground tank to the low pressure gas pipeline. When the pressure in the tank is sufficient to completely displace the gas condensate, the valve 7 is closed. Then, the valve 10 is opened, the pressure on the tank tip and in the column of working pipes is equalized, as a result, gas condensate from the column of working pipes is partially displaced into the container and an equal level of condensate in the container and column of working pipes is established. Then, a differential pressure gauge 15 is connected to the column of the work of the pipes and to the tank, for which purpose valves 12 and 13 are opened, as well as the valves of the differential pressure gauge. After that, open the valve 9, which disconnects the tank from the pipeline, and the equalizing valve of the differential pressure gauge 15. After opening the valve 8, they begin to pump gas from the high pressure pipeline and push the condensate out of the working pipes into the underground tank. As the condensate is displaced, its level 9 in column 3 begins to decrease, which will be accompanied by an increase in pressure drop between the underground tank and the column of working pipes (Fig. 2). With a fixed position of the valve 8, assuming that in a relatively short period of displacement of the condensate the pressure in the gas pipeline remains almost constant, the amount of gas entering the gas pipeline per unit of time remains constant, therefore the pressure drop on the diaphragm of the differential pressure gauge will be transmitted directly (account 1, fig. 2). At the moment of transition of the gas condensate level into the column of workers, the coarse diameter of the changed diagonal is direct, since moving a level of condensate into a column of pipes of a changed diameter per unit height will require a different amount of gas displacing the condensate (UI, Fng. 2). In the diagram, this moment is marked by the inflection point A. Then the pressure differential rises again in a straight line, but at a different angle of inclination to the time axis. At that moment, when the condensate will be completely displaced from the working column, the gas begins to sparge into the underground tank and the pressure drop will completely rise (vol. B, Fig. 2). Determining the pressure drop values corresponding to the points A and B diagrams and the length of the section of the changed diameter of the working pipe column, determine the position of the condensate level in the underground tank relative to the base pipe of the working pipe using the formula UuPmg P "{- lR where hj is the level of condensate in the underground tank relative bashmak working column; differential pressure corresponding to the complete displacement of condensate from the column of working pipes; DQ is the pressure drop corresponding to the transition of the level of condensate in the pipe string in the zone of altered pressure; L is the length of the section of the pipe with a changed diameter. The proposed method makes it possible to increase the accuracy of measuring the position of the interface by using an experimentally established specific pressure drop in the calculations; ensure trouble-free operation of underground storage facilities in the fishery-consumer system, allowing the operator at any time to determine the actual filling of the tank with gas condensate; to ensure the reduction of gas and gas condensate losses by eliminating emergency situations during the operation of underground storage.

Claims

METHOD FOR MEASURING THE LEVEL OF THE SECTION OF TWO MEDIA WITH VARIOUS DENSITY IN UNDERGROUND CAPACITIES WITH LOW AND HIGH PRESSURE GAS PIPELINES ON THE SURFACE, including the descent of the working pipe string, forced condensate movement, measuring the pressure drop corresponding to the specified pressure distribution and formulas, characterized in that, in order to improve the accuracy of measurement and reduce the complexity by eliminating benchmarks, the column of working pipes at its shoe perform a diameter m, larger than the main diameter of the column, in the process of measuring the differential pressure, disconnect the container from gas pipelines and condensate pipelines, lower the gas pressure in the tank by supplying the latter to the low pressure gas pipeline to a pressure that ensures the condensate is displaced from the column of working pipes of compressed gas energy from the high pressure gas pipeline, forced condensate is displaced from the column of working pipes by the energy of compressed gas of the high pressure gas pipeline, and in the section of two media, the level is determined by the formula where h; - the level of condensate in the underground tank relative to the shoe of the working column; the pressure differential necessary for the complete displacement of condensate from the column of working pipes;

Δ β is the pressure drop corresponding to the transition of the condensate level in the pipe string in the zone of the changed pressure;

L is the length of the section of the working column with a changed diameter.

SU.,. 1113322