КОНДЕНСАТНО-ГАЗОВЫЕ СООТНОШЕНИЯ УГЛЕВОДОРОДСОДЕРЖАЩИХ ТЕКУЧИХ СРЕД Российский патент 2020 года по МПК G01N1/10 G01N1/22 G01F1/74 

ЗАЯВЛЕНИЕ О ПРИОРИТЕТЕ

[0001] Данная заявка испрашивает приоритет на основании заявки US № 14/258976 от 22 апреля 2014 года, полное содержание которой включено в настоящий документ посредством ссылки.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] Настоящее изобретение относится к системам и способам для анализа углеводородсодержащих текучих сред с помощью циклонной сепарации.

[0003] При добыче нефти и газа углеводородсодержащие текучие среды анализируют для целей планирования путем определения газосодержания нефти, усадки флюида и состава газа. Газожидкостные сепараторы используются для разделения и анализа текучих сред в ходе этапов испытания и добычи при нефтегазовых работах. Существующие способы разделения включают гравитационное разделение в больших емкостях и разделение центрифугированием. Многие из этих способов, однако, предполагают использование крупногабаритного, занимающего много места и трудно транспортируемого оборудования.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0004] В первом общем аспекте анализ углеводородсодержащей текучей среды включает подачу углеводородсодержащей текучей среды в циклонный сепаратор, разделение углеводородсодержащей текучей среды на образец газовой фазы и образец жидкой фазы с помощью циклонного сепаратора, и разделение образца жидкой фазы на водный образец и неводный образец. Анализ углеводородсодержащей текучей среды также включает оценку объема образца газовой фазы, оценку объема неводного образца, и оценку конденсатно-газового соотношения углеводородсодержащей текучей среды, где конденсатно-газовое соотношение углеводородсодержащей текучей среды представляет собой отношение объема неводного образца к объему образца газовой фазы.

[0005] Варианты осуществления первого общего аспекта могут включать в себя один или более из следующих признаков.

[0006] В некоторых случаях оценка объема неводного образца включает установление положения границы раздела между водным образцом и неводным образцом. Неводный образец может быть собран в контейнер после оценки объема неводного образца. Состав образца газовой фазы может быть оценен. Оценка состава образца газовой фазы может включать подачу части образца газовой фазы в газовый хроматограф. Постоянные газы и С1-С5 соединения в образце газовой фазы могут быть оценены с помощью газового хроматографа. Совокупность гексанов и C6+ соединений в образце газовой фазы может быть определена. Оценка объема образца газовой фазы может включать корректировку объема образца газовой фазы на основе состава газа. В некоторых случаях могут оцениваться влагосодержание образца газовой фазы и температура образца газовой фазы или и то и другое. В некоторых случаях углеводородсодержащую текучую среду направляют из добычного трубопровода углеводородов ко входу циклонного сепаратора.

[0007] Во втором общем аспекте устройство для анализа углеводородсодержащей текучей среды включает в себя циклонный сепаратор, выполненный с возможностью разделения углеводородсодержащей текучей среды на образец газовой фазы и образец жидкой фазы, измеритель расхода, выполненный с возможностью оценки объема образца газовой фазы из циклонного сепаратора, и приемный резервуар, выполненный с возможностью приема образца жидкой фазы из циклонного сепаратора. Образец жидкой фазы включает водный образец и неводный образец. Контроллер функционально соединен с измерителем расхода и приемным резервуаром. Контроллер выполнен с возможностью оценки конденсатно-газового соотношения углеводородсодержащей текучей среды (т.е. отношения объема неводного образца к объему образца газовой фазы).

[0008] Варианты осуществления второго общего аспекта могут включать в себя один или более из следующих признаков.

[0009] В некоторых случаях циклонный сепаратор определяет циклонную камеру, имеющей продольную ось, и длина циклонного сепаратора вдоль продольной оси составляет до 2 м. Циклонная камера может определять вход для текучей среды, выход для газа и выход для жидкости. В одном примере диаметр выхода для жидкости находится в диапазоне от 1 см до 5 см. Циклонная камера может дополнительно включать в себя первую камеру, определяющую выход для газа, вторую камеру, определяющую выход для жидкости, и третью камеру между первой камерой и второй камерой, определяющую вход для текучей среды. Первая камера, вторая камера и третья камера обычно связаны по текучей среде и выровнены вдоль продольной оси. Внутренний диаметр второй камеры может линейно уменьшаться от диаметра третьей камеры до диаметра выхода для жидкости. Третья камера обычно включает в себя одну или несколько областей улавливания, причем каждая область улавливания соединена по текучей среде с приемным резервуаром с помощью трубопровода. Устройство может включать в себя газовый хроматограф, выполненный с возможностью приема части образца газовой фазы. В некоторых случаях пользовательский интерфейс соединен с возможностью обмена данными с контроллером. В некоторых случаях датчик влаги и температурный датчик соединены с возможностью обмена данными с контроллером и выполнены с возможностью оценки, соответственно, влажности и температуры образца газовой фазы. Приемный резервуар может содержать смотровое окно, и аналитическая система может включать в себя камеру, выполненную с возможностью регистрации местоположения границы раздела между водным образцом и неводным образцом в смотровом окне.

[00010] Описанные здесь способы и устройство обеспечивают преимущества, включая улучшенную портативность и мобильность. Аналитическая система является компактной, что является особенно предпочтительным в таких местах, как морские скважинные сооружения, где рабочее пространство ограничено, удалено и/или труднодоступно. Другие преимущества включают сбор данных в почти реальном времени, отбор образцов жидкости под давлением, определение выхода жидкого продукта для ультрабедных систем газа, месячное планирование и исследование добывающих конденсатных скважин.

[00011] Эти общие и конкретные аспекты могут быть реализованы с помощью устройства, системы или способа, или любого сочетания устройств, систем или способов. Подробности одного или более вариантов осуществления изложены на прилагаемых чертежах и в описании ниже. Другие признаки, цели и преимущества изобретения будут ясны из описания и чертежей и из формулы изобретения.

ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[00012] На фиг.1 представлена аналитическая система.

[00013] На фиг.2 представлен вид в поперечном разрезе циклонного сепаратора.

[00014] На фиг.3 представлена блок-схема способа анализа углеводородсодержащей текучей среды.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

[00015] Настоящее изобретение относится к оценке конденсатно-газового соотношения углеводородсодержащей текучей среды с помощью циклонной сепарации. В одном примере, таком как пластовая текучая среда, углеводородсодержащая текучая среда является неочищенной. В другом примере, таком как углеводородсодержащая текучая среда в магистральном трубопроводе, углеводородсодержащая текучая среда является по меньшей мере частично очищенной. Конденсатно-газовое соотношение оценивается с помощью разделения углеводородсодержащей текучей среды на образец газовой фазы и образец жидкой фазы, оценки объема образца газовой фазы и неводной части образца жидкой фазы («конденсат»), и вычисления отношения объема неводной части образца жидкой фазы к объему образца газовой фазы.

[00016] Как описано в настоящем документе, циклонная сепарация используется для разделения углеводородсодержащей текучей среды на образец газовой фазы и образец жидкой фазы. Разделение осуществляется в устройстве, обычно называемом циклонным сепаратором. Углеводородсодержащая текучая среда обычно подается в циклонный сепаратор в виде потока (например, непрерывного потока) из источника, такого как магистральный трубопровод или другой трубопровод, используемый для транспортировки углеводородсодержащей текучей среды. В некоторых случаях углеводородсодержащую текучую среду подают в циклонный сепаратор из контейнера с фиксированным объемом (например, пробоотборного цилиндра). Углеводородсодержащую текучую среду подают в циклонный сепаратор так, чтобы создать высокую скорость вращения образца по спирали в пределах внутренней камеры циклонного сепаратора. Угол, под которым текучая среда подается внутрь камеры, геометрия внутренней камеры и скорость поступления текучей среды могут быть выбраны таким образом, что углеводородсодержащая текучая среда разделяется на образец газовой фазы и образец жидкой фазы, при этом образец газовой фазы, мигрирует в направлении верхнего конца циклонного сепаратора, и образец жидкой фазы стекает в направлении нижнего конца циклонного сепаратора. Таким образом, процесс разделения сам по себе достигается в отсутствие фильтров и в отсутствие подачи электроэнергии.

[00017] На фиг.1 представлена аналитическая система 100 для оценки конденсатно-газового соотношения углеводородсодержащей текучей среды с помощью циклонной сепарации. Аналитическая система 100 включает в себя циклонный сепаратор 102, заключенный в корпус 104. Вход 106, выполненный с возможностью приема углеводородсодержащей текучей среды, соединен с циклонным сепаратором 102 с помощью трубопровода 108. В некоторых случаях датчик 110 давления соединен с трубопроводом 108. Циклонный сепаратор 102 обычно имеет цилиндрическую форму и определяет внутреннюю камеру 112. Продольная ось l проходит вдоль длины циклонного сепаратора 102, от первого конца 114 до второго конца 116. После разделения углеводородсодержащей текучей среды на образец газовой фазы и образец жидкой фазы в циклонном сепараторе 102 образец газовой фазы выходит из циклонного сепаратора через первый конец 114, и образец жидкой фазы выходит из циклонного сепаратора через второй конец 116. В некоторых случаях циклонный сепаратор 102 по меньшей мере частично покрыт оболочкой 118. Оболочка 118 может нагревать циклонный сепаратор 102, изолировать циклонный сепаратор, или и то и другое.

[00018] Приемный резервуар (емкость) 120 для сбора образца жидкой фазы из циклонного сепаратора 102 соединен со вторым концом 116 циклонного сепаратора с помощью трубопровода 122. Приемный резервуар 120 может содержать смотровое окно 124, через которое может быть видно содержимое приемного резервуара 120, включая границу раздела между водным образцом и неводным образцом образца жидкой фазы. В некоторых вариантах осуществления трубопровод 122 включает в себя сливной клапан 126. Аналитическая система 100 включает в себя камеру 128 вблизи приемного резервуара 120 и контровую подсветку 130 напротив камеры. Камера 128 может быть прибором с зарядовой связью, цифровой камерой, видеокамерой или тому подобным. В некоторых случаях камера 128 прикреплена к перемещающему устройству (устройствам) 132, дающему возможность перемещения в одном или более направлениях относительно приемного резервуара 120. В одном примере перемещающее устройство 132 включает шприцевой насос, функционально соединенный с камерой 128 и выполненный с возможностью перемещения камеры по высоте приемного резервуара 120. Перемещающее устройство (устройства) 132 может быть также выполнено с возможностью перемещения камеры 128 вдоль ширины или длины приемного резервуара 120. Приемный резервуар 120 дает возможность визуального определения объема, например, с помощью отметок на стенке приемного резервуара. Образец жидкой фазы, собранный в приемный резервуар 120, проходит через двусторонний селекторный клапан 134, который обеспечивает разделение жидкого потока на неводный образец и водный образец. Неводный образец подается в емкость 136 через дозировочный клапан 138, и водный образец подается в емкость 140 через дозировочный клапан 142.

[00019] Измеритель 144 расхода соединен с первым концом 114 циклонного сепаратора 102 с помощью трубопровода 146. Газ, проходящий через измеритель расхода 144, выходит из аналитической системы 100 через выход 148. В некоторых случаях регуляторный клапан 150 клапан регулирует расход образца газовой фазы в трубопроводе 146 к измерителю 144 расхода. Датчик 152 давления обычно соединен с трубопроводом 146. Трубопровод 146 соединен с регулятором 154 обратного давления, ведущим к газовому хроматографу 156. Датчик 158, который может быть датчиком влаги, температурным датчиком или и тем и другим, по отдельности или вместе, соединен с трубопроводом 146 между циклонным сепаратором 102 и регуляторным клапаном 150. Источник 160 калибровочного газа и источник 162 газа-носителя соединены с газовым хроматографом 156. Газ-носитель из источника 162 газа-носителя поступает в газовый хроматограф 156 через регулятор 164, выполненный с возможностью снижения давления от газа-носителя к газовому хроматографу. Газовый хроматограф 156 соединен с атмосферой через выпуск 166.

[00020] Газовый хроматограф 156 идентифицирует и определяет количества соединений от метана (C1) до пентана (C5), постоянных газов и совокупности гексанов плюс C6+ соединений в образце газовой фазы на основе элюирования пиков по сравнению со стандартом. Используемый в настоящем документе термин «постоянные газы» обычно относится к одному или нескольким неуглеводородным газам, таким как He, H₂, N₂, O₂, CO₂. В некоторых случаях только некоторые постоянные газы, такие как N₂, O₂ и CO₂, могут быть определены. В одном примере газовым хроматографом 156 является Totalflow Model 8206, доступный от ABB (Цюрих, Швейцария).

[00021] Контроллер 168 выполнен с возможностью оценки конденсатно-газового соотношения углеводородсодержащей текучей среды, подаваемой в циклонный сепаратор 102. Контроллер функционально соединен с измерителем 144 расхода, сливным клапаном 126, двусторонним селекторным клапаном 134 и датчиками 110, 152 и 158. В некоторых случаях контроллер 168 соединен с оболочкой 118 (например, для регулирования нагревания или охлаждения циклонного сепаратора 102 с помощью оболочки). Контроллер 168 также соединен с пользовательским интерфейсом или вычислительным устройством 170, что позволяет осуществлять наблюдение, анализ и управление выходными данными аналитической системы 100. В некоторых случаях пользовательский интерфейс или вычислительное устройство 170 соединено с сетью, что позволяет удаленным вычислительным устройствам обмениваться данными и/или удаленно управлять аналитической системой 100. Пользовательский интерфейс или вычислительное устройство 170 также соединено с камерой 128, перемещающим устройством (устройствами) 132 и газовым хроматографом 156. В некоторых случаях пользовательский интерфейс или вычислительное устройство 170 соединено с портом USB, доступным снаружи корпуса 104 через камеру 172.

[00022] Корпус 104, как правило, имеет прямоугольную форму с размерами в диапазоне от 72 дюйм x 28 дюйм x 18 дюйм (180 см x 75 см x 50 см) до 84 дюйм x 40 дюйм х 30 дюйм (215 см х 100 см x 75 см). Компактные размеры аналитической системы являются предпочтительными в местах с ограниченным пространством, таких как морские скважинные сооружения. Аналитическая система 100 обычно включает отдельную камеру 172, соединяемую с корпусом 104, но изолированную от атмосферы внутри корпуса 104. Продувочный газ подается в регулятор 174 по трубопроводу 176 и поступает в корпус 104 по трубопроводу 178 для создания и поддержания избыточного давления в корпусе так, что атмосфера в корпусе не проникает в камеру, и так, что проникновение в корпус потенциально взрывоопасной атмосферы из окружающего воздуха затруднено. Регулятор 174 и другие компоненты, такие как порт USB и управляющие переключатели для двустороннего селекторного клапана 134, дозировочных клапанов 138 и 142 и регуляторного клапана 150 потока, доступны через дверцу 180, благодаря чему можно осуществлять доступ к этим компонентам при одновременном сохранении избыточного давления внутри корпуса 104. В некоторых случаях аналитическая система 100 включает в себя индикатор 182 продувки, который обеспечивает индикацию (например, активирует подсветку), когда в корпусе 104 существует избыточное давление.

[00023] На фиг.2 представлен вид в поперечном разрезе примера циклонного сепаратора 102. Длина циклонного сепаратора 102 вдоль продольной оси l обычно составляет менее 10 фут (2 м). В одном примере длина циклонного сепаратора 102 составляет от 1,5 фут (0,5 м) до 5 фут (1,5 м). Циклонный сепаратор 102 обычно изготовлен из нержавеющей стали, но может также включать и другие материалы, такие как обработанный алюминий.

[00024] Циклонный сепаратор 102 включает в себя первую камеру 202 у первого конца 114, вторую камеру 204 у второго конца 116, и третью камеру 206, расположенную между первой камерой и второй камерой. Первая камера 202 соединена с выходом 208 для газа, и вторая камера соединена с выходом 210 для жидкости. Третья камера 206 соединена со входом 212 для текучей среды. Первая камера 202, вторая камера 204 и третья камера 206 образуют внутреннюю камеру, выровненную вдоль продольной оси l.

[00025] Первая камера 202 ограничена цилиндрической секцией 214 и имеет круглое внутреннее поперечное сечение, продолжающееся в непосредственной близости от первого конца 114 циклонного сепаратора 102 до третьей камеры 206. Внутренний диаметр круглого внутреннего поперечного сечения обычно находится в диапазоне от 0,5 дюйм (1 см) до 6 дюйм (15 см). Концевая секция 216 соединяет цилиндрическую секцию 214 с выходом 208 для газа. Длина первой камеры 202 обычно находится в диапазоне от 3 дюйм (7 см) до 12 дюйм (30 см).

[00026] Вторая камера 204 ограничена цилиндрической секцией 218 и имеет круглое внутреннее поперечное сечение, продолжающееся от третьей камеры 206 ко второму концу 116 циклонного сепаратора 102. Диаметр круглого внутреннего поперечного сечения уменьшается от конца, примыкающего к третьей камере 206, в направлении второго конца 116 циклонного сепаратора 102. Концевая секция 220 соединяет цилиндрическую секцию 218 с выходом 210 для жидкости. В некоторых случаях фитинг 222 выходит из концевой секции 220. Длина второй камеры обычно находится в диапазоне от 5 дюйм (12 см) до 12 дюйм (30 см).

[00027] Третья камера 206 ограничена первой секцией 224, второй секцией 226 и третьей секцией 228, и продолжается от первой камеры 202 до второй камеры 204. Первая секция 224 и вторая секция 226 соединены с помощью соединителя 230, и вторая секция 226 и третья секция 228 соединены с помощью соединителя 232. Первая секция 224, вторая секция 226 и третья секция 228 обычно имеют цилиндрические внутренние стенки одинакового внутреннего диаметра. Внутренний диаметр третьей камеры 206 обычно находится в диапазоне от 0,5 дюйм (1 см) до 6 дюйм (15 см). Длина третьей камеры 206 обычно находится в диапазоне от 8 дюйм (20 см) до 20 дюйм (50 см).

[00028] Соединитель 230 создает область 234 улавливания между первой секцией 224 и второй секцией 226, и соединитель 232 создает область 236 улавливания между второй секцией 226 и третьей секцией 228. Каждая из областей 234 и 236 улавливания имеет внутренний диаметр, который превышает внутренний диаметр секций, с которыми они соединены. Фитинг 238 выходит из соединителя 230. Фитинг 238 обычно соединен с фитингом 222 во второй камере 204 посредством трубопровода, благодаря чему жидкость из области 234 улавливания течет к выходу 210 для жидкости. Аналогичный фитинг может выходить из соединителя 232 и соединяться с фитингом 222, благодаря чему жидкость из области 236 улавливания течет к выходу 210 для жидкости.

[00029] Третья секция 228 соединена со входом 212 для текучей среды. Вход 212 для текучей среды расположен под углом α относительно продольной оси l. Угол α обычно находится в диапазоне от 60° до 65°. Расположение и угол текучей среды 212 относительно третьей секции 228, а также скорость, с которой углеводородсодержащая текучая среда входит в циклонный сепаратор 102, влияют на начальный путь потока текучей среды в циклонном сепараторе и эффект сепарации.

[00030] Как показано на фиг.1 и фиг.2, аналитическая система 100 может использоваться для получения конденсатно-газового соотношения углеводородсодержащей текучей среды, поданной в аналитическую систему. Во-первых, углеводородсодержащая текучая среда подается ко входу 106. В одном примере углеводородсодержащая текучая среда поступает из системы добывающей скважины в аналитическую систему 100 через вход 106. Углеводородсодержащей текучей среде может быть предоставлена возможность поступать через вход 106 в течение заданного времени отбора образцов. Скорость потока углеводородсодержащей текучей среды может находиться в диапазоне от 1 фактического фут³/мин (0,03 м³/мин) до 100 фут³/мин (3 м³/мин), например, от 4 фактических фут³/мин (0,1 м³/мин) до 60 фактических фут³/мин (2 м³/мин). От входа 106 углеводородсодержащая текучая среда поступает в третью камеру 206 циклонного сепаратора 102. Углеводородсодержащая текучая среда обычно подается в третью камеру 206 со скоростью в диапазоне от 10 фут/с (3 м/с) до 40 фут/с (12 м/с). Вход 212 для текучей среды направляет углеводородсодержащую текучую среду в третью камеру 206 под углом, который обычно параллелен касательной к внутренней стенке третьей камеры. Текучая среда в циклонном сепараторе 102 циркулирует внутри сепаратора 102, заставляя перемещаться жидкую фазу к внутренним боковым стенкам и газовую фазу от внутренних боковых стенок. Образец жидкой фазы обычно движется в направлении к выпускному отверстию 210, и образец газовой фазы обычно движется в направлении к выходу 208. Области 234 и 236 улавливания замедляют достижение первой камеры 202 частями образца жидкой фазы.

[00031] Образец жидкой фазы проходит через выход 210 циклонного сепаратора 102 и далее в приемный резервуар 120 по трубопроводу 122. Образец газовой фазы проходит через выход 208 циклонного сепаратора 102 и трубопровод 146 для газа в газовый хроматограф 156 через регулятор 154 обратного давления. Часть образца газовой фазы, которая поступает в газовый хроматограф 156, обычно мала по сравнению со всем образцом газовой фазы, который проходит по трубопроводу 146. Регулятор 154 обратного давления обычно изменяет давление части образца газовой фазы, которая поступает в газовый хроматограф 156, исходя из требований к давлению газового хроматографа. Температура и влажность образца газовой фазы оцениваются датчиком 158. Часть образца газовой фазы, которая не подается в газовый хроматограф 156, выводится из аналитической системы через регуляторный клапан 150 и измеритель 144 расхода, который оценивает объем образца газовой фазы, не поданный в газовый хроматограф 156.

[00032] Газовый хроматограф 156 идентифицирует компоненты в образце газовой фазы на основе соотношения времени удерживания с известными стандартами. Соответственно, оценивается состав образца газовой фазы, в том числе относительные содержания постоянных (или неуглеводородных) газов, концентрация (или мол.%) газов С1-С5 и совокупная концентрация (или мол.%) газов C6+. Объем образца газовой фазы, определенный с помощью измерителя 144 расхода, корректируют для исправления различия между составом калибровочного газа измерителя расхода и составом образца газовой фазы, определенным с помощью газового хроматографа. Данная корректировка может включать, например, умножение оцененного объема образца газовой фазы на отношение плотности образца газовой фазы, определенной с помощью данных состава из газового хроматографа, к плотности калибровочного газа измерителя расхода. Скорректированный объем всего образца газовой фазы может быть дополнительно приведен в соответствие с объемом при стандартной температуре и давлении окружающей среды (т.е. при 60°F (15,5°C) и абсолютном давлении 14,696 фунт/кв.дюйм (101,325 кПа)). Объем части образца газовой фазы, подаваемой в газовый хроматограф 156, обычно пренебрежимо мал по сравнению с оцениваемым объемом. В некоторых случаях данные из измерителя 144 расхода и газового хроматографа 156 подаются в пользовательский интерфейс или вычислительное устройство 170 посредством контроллера 168 для вычисления скорректированного объема образца газовой фазы.

[00033] Образец жидкой фазы отбирают в приемный резервуар 120. Граница раздела между водным образцом и неводным образцом, как правило, видна через смотровое окно 124 в приемном резервуаре 120. В некоторых случаях контровая подсветка 130 обеспечивает возможность более легкого определения границы раздела между водным образцом и неводным образцом для приемного резервуара 120 и/или камеры 128. При закрытом селекторном клапане 134 камера 128 регистрирует местоположение границы раздела относительно шкалы в смотровом окне 124, а также общий объем жидкости в приемном резервуаре 120. Объем неводного образца оценивается с помощью вычисления разности между общим объемом и объемом, связанным с положением границы раздела между водным образцом и неводным образцом.

[00034] Селекторный клапан 134 работает таким образом, что водный образец собирается в емкости 140, и неводный образец собирается в емкости 136. Объем жидкой фазы вводится в пользовательский интерфейс или вычислительное устройство оператором, наблюдающим шкалу и смотровое окно 124 с помощью камеры 128. В некоторых случаях объем неводного образца может вводиться в пользовательский интерфейс или вычислительное устройство 170 автоматически (например, исходя из положения перемещающего устройства 132) с помощью контроллера 168. После того, как объем образца газовой фазы был скорректирован для состава и приведен к стандартным условиям, конденсатно-газовое соотношение углеводородсодержащей текучей среды рассчитывают с помощью деления объема неводного образца на скорректированный объем образца газовой фазы.

[00035] На фиг.3 представлена блок-схема, описывающая способ 300 оценки конденсатно-газового соотношения углеводородсодержащей текучей среды. В 302 углеводородсодержащая текучая среда непрерывно подается в циклонный сепаратор в течение заданного времени отбора образцов. Например, как показано на фиг.1 и фиг.2, углеводородсодержащая текучая среда может быть направлена из добычного трубопровода углеводородов ко входу 212 для текучей среды циклонного сепаратора 102.

[00036] В 304 углеводородсодержащую текучую среду разделяют на образец газовой фазы и образец жидкой фазы. Например, образец жидкой фазы проходит через выход 210 циклонного сепаратора 102 и далее в приемный резервуар 120 по трубопроводу 122. Образец газовой фазы проходит через выход 208 циклонного сепаратора 102 и трубопровод 146 в измеритель 144 расхода. В некоторых случаях регуляторный клапан 150 клапан регулирует расход образца газовой фазы в трубопроводе 146, который входит в измеритель 144 расхода.

[00037] В 306 образец жидкой фазы разделяется на водный образец и неводный образец. Например, уровень текучей среды в приемном резервуаре 120 может поддерживаться таким, что граница раздела между водным образцом и неводным образцом видима в смотровое окно 124.

[00038] В 308 оценивается объем неводного образца. Камера 128 может использоваться для определения местоположения границы раздела между водным образцом и неводным образцом, чтобы оценить объем неводного образца. В некоторых случаях контровая подсветка 130 обеспечивает возможность более легкого определения границы раздела между водным образцом и неводным образцом для приемного резервуара 120 и/или камеры 128. Оцененный объем неводного образца посылается в пользовательский интерфейс или вычислительное устройство 170, например, с помощью ввода оператором или с помощью контроллера 168.

[00039] Часть образца газовой фазы направляется в газовый хроматограф 156 через регулятор 154 обратного давления. Датчик 158 оценивает влагосодержание и температуру образца газовой фазы. Регулятор 154 обратного давления регулирует давление части образца газовой фазы, которая поступает в газовый хроматограф 156. Часть образца газовой фазы, которая поступает в газовый хроматограф 156, как правило, пренебрежимо мала по сравнению со всем образцом газовой фазы, который проходит по трубопроводу 146. В некоторых случаях, регулятор 154 обратного давления изменяет давление части газовой фазы, которая поступает в газовый хроматограф 156, исходя из требований к давлению газового хроматографа.

[00040] В 310 объем образца газовой фазы оценивается с помощью интегрирования выводимых данных из измерителя 144 расхода за время отбора образцов. Данный объем можно скорректировать на основе хроматографических данных из газового хроматографа 156. В одном примере рассчитывали плотность или вязкость образца газовой фазы, полученные на основе хроматографических данных, и отношение плотности или вязкости образца газовой фазы к плотности или вязкости калибровочного газа измерителя расхода. Данное отношение использовалось для корректировки объема образца газа, полученного из измерителя расхода. Скорректированный объем образца газовой фазы может быть послан в пользовательский интерфейс или вычислительное устройство 170 с помощью контроллера 168.

[00041] В 312 оценивается конденсатно-газовое соотношение углеводородсодержащей текучей среды. В одном примере пользовательский интерфейс или вычислительное устройство 170 выполнены с возможностью оценки отношения объема неводного образца (конденсат) к образцу газовой фазы путем деления объемов, полученных в 308 и 310.

[00042] Было описано несколько вариантов осуществления изобретения. Тем не менее, следует понимать, что различные изменения могут быть сделаны без отклонения от сущности и объема изобретения. Соответственно, другие варианты осуществления входят в объем нижеследующей формулы изобретения.

Группа изобретений относится к анализу углеводородсодержащих сред с помощью циклонной сепарации. Представлен способ анализа углеводородсодержащей текучей среды, который включает: подачу углеводородсодержащей текучей среды в циклонный сепаратор; разделение углеводородсодержащей текучей среды на образец газовой фазы и образец жидкой фазы с помощью циклонного сепаратора; разделение образца жидкой фазы на водный образец и неводный образец; оценку объема образца газовой фазы, причем оценка объема образца газовой фазы включает регулировку объема образца газовой фазы на основе состава газа; оценку объема неводного образца и оценку конденсатно-газового соотношения углеводородсодержащей текучей среды, причем конденсатно-газовое соотношение углеводородсодержащей текучей среды представляет собой отношение объема неводного образца к объему образца газовой фазы. Также описано устройство для анализа углеводородсодержащей текучей среды. Достигается упрощение аппаратурного оформления процесса анализа. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Способ анализа углеводородсодержащей текучей среды, который включает:

подачу углеводородсодержащей текучей среды в циклонный сепаратор;

разделение углеводородсодержащей текучей среды на образец газовой фазы и образец жидкой фазы с помощью циклонного сепаратора;

разделение образца жидкой фазы на водный образец и неводный образец;

оценку объема образца газовой фазы, причем оценка объема образца газовой фазы включает регулировку объема образца газовой фазы на основе состава газа;

оценку объема неводного образца; и

оценку конденсатно-газового соотношения углеводородсодержащей текучей среды, причем конденсатно-газовое соотношение углеводородсодержащей текучей среды представляет собой отношение объема неводного образца к объему образца газовой фазы.

2. Способ по п.1, в котором оценка объема неводного образца включает установление положения границы раздела между водным образцом и неводным образцом.

3. Способ по п.1, дополнительно включающий отбор неводного образца в контейнер после оценки объема неводного образца.

4. Способ по п.1, дополнительно включающий оценку состава образца газовой фазы.

5. Способ по п.4, в котором оценка состава образца газовой фазы включает подачу части образца газовой фазы в газовый хроматограф.

6. Способ по п.5, в котором оценка состава образца газовой фазы с помощью газового хроматографа включает определение постоянных газов и C1-C5 соединений в образце газовой фазы.

7. Способ по п.5, дополнительно включающий в себя определение совокупности гексанов и C6+ соединений в образце газовой фазы.

8. Способ по п.1, дополнительно включающий оценку влагосодержания образца газовой фазы.

9. Способ по п.1, дополнительно включающий оценку температуры образца газовой фазы.

10. Способ по п.1, в котором углеводородсодержащую текучую среду направляют из добычного трубопровода углеводородов ко входу циклонного сепаратора.

11. Устройство для анализа углеводородсодержащей текучей среды, содержащее:

циклонный сепаратор, выполненный с возможностью разделения углеводородсодержащей текучей среды на образец газовой фазы и образец жидкой фазы;

измеритель расхода, выполненный с возможностью оценки объема образца газовой фазы из циклонного сепаратора;

приемный резервуар, выполненный с возможностью приема образца жидкой фазы из циклонного сепаратора, причем образец жидкой фазы содержит водный образец и неводный образец; и

контроллер, функционально соединенный с измерителем расхода и приемным резервуаром, причем контроллер выполнен с возможностью оценки конденсатно-газового соотношения углеводородсодержащей текучей среды, и конденсатно-газовое соотношение углеводородсодержащей текучей среды представляет собой отношение объема неводного образца к объему образца газовой фазы;

датчик влаги и температурный датчик, соединенные с возможностью обмена данными с контроллером и выполненные с возможностью оценки влажности и температуры, соответственно, образца газовой фазы.

12. Устройство по п.11, в котором циклонный сепаратор определяет циклонную камеру, имеющую продольную ось, и длина циклонного сепаратора вдоль продольной оси составляет до 2 м.

13. Устройство по п.12, в котором циклонная камера определяет вход для текучей среды, выход для газа и выход для жидкости.

14. Устройство по п.13, в котором диаметр выхода для жидкости находится в диапазоне от 1 см до 5 см.

15. Устройство по п.13, в котором циклонная камера содержит:

первую камеру, определяющую выход для газа;

вторую камеру, определяющую выход для жидкости; и

третью камеру между первой камерой и второй камерой, определяющую вход для текучей среды; и

причем первая камера, вторая камера и третья камера связаны по текучей среде и выровнены вдоль продольной оси.

16. Устройство по п.15, в котором внутренний диаметр второй камеры линейно уменьшается от диаметра третьей камеры до диаметра выхода для жидкости.

17. Устройство по п.15, в котором третья камера содержит одну или более областей улавливания, причем каждая область улавливания соединена по текучей среде с приемным резервуаром с помощью трубопровода.

18. Устройство по п.11, дополнительно содержащее газовый хроматограф, выполненный с возможностью приема части образца газовой фазы.

19. Устройство по п.11, дополнительно содержащее пользовательский интерфейс, соединенный с возможностью обмена данными с контроллером.

20. Устройство по п.11, в котором приемный резервуар содержит смотровое окно и также содержит камеру, выполненную с возможностью регистрации местоположения границы раздела между водным образцом и неводным образцом в смотровом окне.