Способ индивидуально-группового замера продукции куста нефтяных скважин и система для его осуществления Российский патент 2019 года по МПК E21B47/10 

Изобретения относятся к области добычи нефти и могут быть использованы для непрерывного измерения дебита куста нефтяных скважин.

Известны способы измерения дебита скважин с помощью индивидуальных и групповых замерных установок, в которых для измерения дебита используются емкости для разделения продукции скважины на газовую и жидкую фазу с измерением их расхода в течение времени замера (Абрамов Г.С., Барычев А.В. Практическая расходометрия в нефтяной промышленности. - М. ОАО «ВНИИОЭНГ», 2002., стр. 363-385).

Основным недостатком известных индивидуальных замерных установок является их сложная механическая конструкция с большим объемом металла и большим количеством запорной арматуры, что практически не позволяет оборудовать каждую скважину такой замерной установкой.

Недостатком известных групповых замерных установок является то, что работа системы осуществляется в дискретном режиме, последовательно от скважины к скважине, что исключает возможность непрерывного измерения нескольких скважин одновременно. Продолжительное время измерения одной скважины (время между измерениями достигает от нескольких часов до нескольких суток), в течение которых скважины находятся вне контроля, приводит к значительным потерям в дебите нефти при неожиданных отказах в работе установок.

Также в данных установках отсутствует возможность прямого измерения полного замера всей продукции куста скважин, что не позволяет достоверно определить фактический объем добычи нефти на кустовом участке добычи и в целом по всему месторождению.

Все эти недостатки не дают возможности объективно оценить работоспособность скважины и общий объем добытой нефти на кусте.

Известны способ индивидуального замера дебита скважин и система для его осуществления, при которых измерение дебита осуществляется косвенным путем с помощью отбора части потока, причем в зоне отбора проб создают условия для критического течения основного потока, а отбор пробы ведут из этой зоны с критической скоростью отбираемого потока, при этом критические режимы течений создают путем установки на пути потоков калиброванных штуцеров. Дебит скважины по жидкости рассчитывают путем умножения объема жидкости, поступившей в мерник в единицу времени, на отношение площади проходного сечения штуцера, установленного в корпусе устройства для отбора проб, к площади проходного сечения штуцера, установленного в пробоотборном патрубке. (патент РФ №2091579, публ. 1997 г.)

К недостаткам данного решения следует отнести отсутствие возможности полного замера всей продукции куста скважин, что не позволяет достоверно определить фактический объем добычи нефти на кустовом участке добычи и в целом по всему месторождению. Это происходит потому, что расходомерами измеряется расход только части продукции скважин, а общий расход продукции скважины определяется расчетным путем.

Наиболее близким к заявляемому является устройство для сбора и транспорта нефти куста нефтяных скважин, реализующее способ индивидуально-группового замера продукции куста нефтяных скважин, заключающийся в том, что все добывающие скважины подключаются к замерной установке, обеспечивающей подключение продукции скважин к нефтесборному коллектору, на котором установлен расходомер, осуществляющий непрерывное измерение суммарного по кусту объема добычи продукции скважин (Патент РФ №2482265, публ. 2013 г.)

В известном способе и работе реализующей его замерной установки, поочередно измеряется дебит каждой скважины, затем дебиты суммируются, и определяется объем добычи на кустовом участке, значение которого сверяется с дебитом, определяемым мультифазным расходомером, расположенным после нефтесборного коллектора.

Недостатком данного технического решения является дискретность измерения индивидуальных дебитов скважин куста в замерной установке. При этом устройство, используемое для переключения скважин (перенаправления продукции скважины в линию замера), является недостаточно надежным и часто выходит из строя. Отсутствие непрерывного контроля за работой каждой скважины куста приводит к тому, что при расхождении между показаниями расходомера, измеряющего суммарный по кусту расход продукции, и данными по измерительной установке, для определения причины расхождения требуется вмешательство оператора. Наличие двух способов замера одного и того же расхода вносит неопределенность в работу системы, решить которую автоматически не удается.

Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является обеспечение возможности непрерывного поскважинного контроля за работой куста нефтяных скважин, за счет повышения достоверности сведений о режимах работы каждой из скважин, путем обеспечения возможности одновременного замера дебита каждой из скважин наряду с непрерывным замером суммарного дебита продукции куста нефтяных скважин.

Задача решается тем, что в способе индивидуально - группового замера продукции куста нефтяных скважин, заключающемся в подключении продукции скважин к нефтесборному коллектору и измерению суммарного объема добычи продукции по кусту скважин посредством групповой замерной установки, непрерывно от каждой скважины производят отбор части ее продукции, пропорциональной дебиту скважины, разделяют отобранную часть продукции в индивидуальном для каждой скважины сепараторе на жидкость и газ и производят их замеры, на основании которых определяют дебит каждой скважины, причем после измерений отобранную часть продукции соединяют с основной частью продукции куста скважин перед измерением суммарного объема добычи по кусту скважин групповой замерной установкой, при этом дебит каждой скважины Q_i определяют из следующего соотношения: Q_i=Q_жi+Q_гi=Q_ж0⋅q_жi/q_ж0+Q_г0⋅q_гi/q_г0, где Q_жi, Q_гi - дебит каждой скважины по жидкости и газу, соответственно; Q_ж0, Q_г0 - общее количество жидкости и газа куста скважин, соответственно; q_жi, q_гi - расход измеряемой части жидкости и газа скважины, соответственно; q_ж0, q_г0 - сумма расходов измеряемой части жидкости и газа куста скважин, соответственно.

Задача решается также тем, что система для индивидуально - группового замера продукции куста нефтяных скважин, содержащая нефтесборный коллектор, соединенный на входе с каждой из скважин выкидными линиями, а на выходе с групповой замерной установкой, дополнительно снабжена индивидуальными для каждой из скважин малогабаритными сепараторами, причем каждый сепаратор соединен на входе с устройством отбора части продукции соответствующей ему скважины, при этом выходные линии газа и жидкости сепараторов снабжены расходомерами и соединены через буферную емкость с общим нефтесборным коллектором.

Изобретения поясняются графически, где на фиг. 1 схематично изображена система для индивидуально-группового замера продукции куста нефтяных скважин.

Система содержит скважины 1, соединенные выкидными линиями 2 с общим нефтесборным коллектором 3, на котором установлена кустовая замерная установка 4 с содержащимся в ней замерным устройством 5. Это устройство может быть, как традиционным, т.е сепаратор, в котором продукция непрерывно разделяется на два потока - газ и жидкость и установкой на каждом из потоков расходомера, либо представлять собой мультифазный расходомер. На выходе из каждой скважины устанавливается устройство непрерывного пропорционального отбора части продукции 6, выход которого соединен с индивидуальным сепаратором-разделителем 7. Сепаратор-разделитель 7 снабжен выходными линиями газа и жидкости, на которых устанавливается расходомер 8 газа и расходомер 9 жидкости. Сепаратор-разделитель 7 соединен с буферной емкостью 10, выход из которой соединен нефтесборным коллектором 3. Для подачи продукции скважин в систему нефтесбора предназначен выходной коллектор кустовой замерной установки 11.

Система работает следующим образом.

Продукция скважин 1 по выкидным линиям 2 поступает в общий нефтесборный коллектор 3 и направляется в кустовую замерную установку 4 и замерное устройство (расходомер) 5 для замера общего расхода продукции куста, после чего по выходному коллектору поступает в систему нефтесбора. Одновременно часть продукции каждой скважины поступает через устройство непрерывного пропорционального отбора в индивидуальный сепаратор-разделитель, в котором разделяется на газ и жидкость, расход которых измеряется раздельно с помощью расходомеров 8 и 9. После измерения газ и жидкость со всех индивидуальных разделителей поступают в буферную емкость, откуда газожидкостная смесь направляется в нефтесборный коллектор 3, где соединяется с основным потоком продукции скважин.

Расчет дебитов по каждой скважине производится следующим образом. Вычисляется отношение замеренного расходомером 9 расхода части жидкости индивидуальной скважины - q_жi к общему расходу жидкости (сумме расходов), замеренному расходомерами 9 на каждой из скважин - q_ж0. А затем это отношение умножают на общее количество жидкости куста скважин, замеренное расходомером 5 кустовой замерной установки 4, - Q_ж0.

Таким образом, дебит каждой скважины по жидкости Q_жi определяется следующим соотношением: Q_жi=q_ж0⋅q_жi/q_ж0.

Аналогичным образом определяют дебиты каждой скважины по газу.

Вычисляется отношение замеренного расходомером 8 расхода части газа индивидуальной скважины - q_жi к общему расходу газа (сумме расходов), замеренному расходомерами 8 на каждой из скважин - q_г0. А затем это отношение умножают на общее количество газа куста скважин, замеренное расходомером 5 кустовой замерной установки 4, - Q_г0.

Таким образом, дебит каждой скважины по газу Q_гi определяется следующим соотношением: Q_гi=Q_г0⋅q_гi/q_г0.

Дебит (расход) продукции по каждой скважине рассчитывается как сумма дебитов жидкости и газа Q_i=Q_жi+Q_гi, а общий расход продукции куста Q₀=Q_ж0+Q_г0.

Предлагаемый способ замера дебита куста нефтяных скважин реализует непрерывное измерение, как дебитов самих скважин, так и общей продукции куста нефтяных скважин, причем расчет дебита каждой скважины осуществляется с учетом измеренного значения общей продукции куста скважин. Вовлечение в процессе измерения дебита отдельной скважины не всей продукции скважины, а лишь ее части обеспечивает малогабаритность устройств и средств замера, и, следовательно, позволяет обустроить скважины в размерах, не выходящих за пределы существующих. Батарея индивидуальных сепараторов-разделителей может быть объединена в блок, вписывающийся в существующие габариты автоматизированной групповой замерной установки с учетом исключения переключателя скважин и некоторой модернизации сепаратора для общей продукции (либо установки мультифазного расходомера).

Непрерывный поскважинный контроль и учет добычи по нефти, газу и воде в сочетании с периодическими исследованиями режимов работы скважин позволяет получить информацию о состоянии объекта разработки и протекающих в нем процессах и, тем самым, повысить уровень его моделирования и управления.

Изобретения относятся к области добычи нефти и могут быть использованы для непрерывного измерения дебита куста нефтяных скважин и позволяют осуществлять непрерывный контроль и управление работой скважин. Способ заключается в отборе части продукции каждой скважины, пропорциональной дебиту скважины, разделению ее в индивидуальном для каждой скважины сепараторе на жидкость и газ и проведению измерений, на основании которых определяют дебит каждой скважины. При этом после измерений отобранную часть продукции соединяют с основной частью продукции куста скважин перед измерением суммарного объема добычи по кусту скважин групповой замерной установкой. Система для реализации данного способа содержит нефтесборный коллектор, соединенный на входе с каждой из скважин выкидными линиями, а на выходе с групповой замерной установкой. Индивидуальные малогабаритные сепараторы для каждой из скважин с расходомерами на его выходных линиях соединены на входе с установленными на скважинах устройствами отбора части их продукции, а на выходе через буферную емкость с общим нефтесборным коллектором. Технический результат заключается в повышении достоверности сведений о работе каждой скважины. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ индивидуально-группового замера продукции куста нефтяных скважин, заключающийся в подключении продукции скважин к нефтесборному коллектору и измерению суммарного объема добычи продукции по кусту скважин посредством групповой замерной установки, отличающийся тем, что непрерывно от каждой скважины производят отбор части ее продукции, пропорциональной дебиту скважины, разделяют отобранную часть продукции в индивидуальном для каждой скважины сепараторе на жидкость и газ и производят их замеры, на основании которых определяют дебит каждой скважины, при этом после измерений отобранную часть продукции соединяют с основной частью продукции куста скважин перед измерением суммарного объема добычи по кусту скважин групповой замерной установкой.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что дебит каждой скважины Q_i определяют из следующего соотношения: Q_i=Q_жi+Q_гi=Q_ж0⋅q_жi/q_ж0+Q_г0⋅q_гi/q_г0, где Q_жi, Q_гi - дебит каждой скважины по жидкости и газу соответственно; Q_ж0, Q_г0 - общее количество жидкости и газа куста скважин соответственно; q_жi, q_гi - расход измеряемой части жидкости и газа скважины соответственно; q_ж0, q_г0 - сумма расходов измеряемой части жидкости и газа куста скважин соответственно.

3. Система для индивидуально-группового замера продукции куста нефтяных скважин, содержащая нефтесборный коллектор, соединенный на входе с каждой из скважин выкидными линиями, а на выходе с групповой замерной установкой, отличающаяся тем, что она снабжена индивидуальными для каждой из скважин малогабаритными сепараторами, при этом каждый сепаратор соединен на входе с установленным на соответствующей ему скважине устройством отбора части продукции, при этом выходные линии газа и жидкости сепараторов снабжены расходомерами и соединены через буферную емкость с общим нефтесборным коллектором.