Способ измерения дебита нефтяных скважин Советский патент 1987 года по МПК E21B47/10 

113

изобретение относится к нефтедобыче и может быть использовано для измерения дебита нефтяных скважин раздельно по жидкости, по газу и определения обводненности продукции скважины.

Целью изобретения является определение дополнительного дебита скважины по газу и обводненности продук- ции скважины,

На чертеже схематически изображено устройство для реализации предлагаемого способа.

Устройство содержит сепарационную емкость 1, датчик 2 предельных значений уровня жидкости, газовую заслонку 3, регулятор 4 расхода, преобразователь 5 расхода жидкости с ди тационным выходом, блок 6 определени дебита скважины.

Способ осу1цествляют следующим образом.

В сепарационной емкости ГЗУ Спутник в i-M цикле накопления и вытес- нения происходят следующие процессы.

При закрытии линии отвода жидкости и открытии линии отвода газа в емкости сепаратора накапливается ЖРЩ- кость. Отсепарированный газ при этом отводится по линии газа. При накоплении некоторого объема жидкости перекрытия линии отвода газа и дальнейший процесс накопления жидкости сопровождается повышением давления в сепараторе. При достижении величиной давления некоторой величины открывается линия отвода жидкости, и жидкость из емкости сепаратора вытесняется. К концу вытеснения жидкости давление в сепараторе принимает значение Р,; .

За время накопления t,; в емкости сепаратора накапливается жидкость в объеме

.; t,;

()

а остальной объем сепаратора занимает

газ. Обозначим этот объем V

01

К концу

процесса вытеснения весь объем сепа- ратора, равный Q +V.; , занимает газ, поступив1чий в сепаратор за время вытеснения в объеме 2 газ 5 находившийся в сепараторе к началу вытеснения, который при давлении

р

Р 1 занимает объем -- - .

Следовательно, можно написать равенство

V . + V 0 . t +V - -- (2}

0 Ч; - г, -Ji 0| р .

Из выражений (I) и (2) найдем

. Y2..(,S..)l.b. . (3)

Qxi

Pii

5

0

0 35 0

ВИД

При Р,, формула (3) принимает

tiL о.

(А)

где , средний дебит скважины по газу и по жидкости ветственно в условиях измерения в i-м цикле накопления и вытеснения; , Ц - длительность периодов

накопления и вы еснения жидкости соответственно в -м цикле накопления и вытеснения;

,2,,.,N - порядковый номер цикла накопления и вытеснения;

N - число циклов накопления и вытеснения в течение времени измерения дебита.

Величина дебита скважины по жидкости средне го за i-й цикл накопления и вытеснения определяется отношением Количества жидкости V.j за время вытеснения t к длительности цикла .,;+t;j;.

Следовательно, средний дебит скважины по газу за время определяется формулой

Qr,

V,

t-l.

(t,)t,i

Величина рабочего газового фактора Грд в условиях измерения определяется соотношением

г Qiiрае о

HI

(5)

где 0.,;- средний дебит скважины по нефти в i-M цикле накопления и вытеснения. Как известно, величина газового фактора практически является постоянной для данного месторождения, а дебит скважины По газу меняется за счет изменения обводненности W продукции скважины. Обводненность определяется выражением

- t .

31

где Q g, дебит скважины по воде.

Так как Д i-ro цикла накопления и вытеснения обводненность W определяется выражением

. (6)

vXi

Из (4), (5), (6) получим соотношение, определяющее обводненность в i-M цикле накопления и вытеснения,

„,., t, .

раь 21

Значения дебита скважины по газу Q и обводненности W за время изме- рения дебита скважины Тц могут быть определены путем усреднения значений величин дебита скважины по газу и коэффициента обводненности, определенных в каждом цикле накопления и вытеснения в течение времени измерения дебита Т„,по следукядим формулам:

N

f. t .

(7)

О 1 у- -Ysi- ti;.

N .tr (vt,.)t,,

(1- -Ч-);

w N,, или n

id

.tb

роБ г

Qj.- ц

Т 5 t

H 4 L, N

г(

. tj41

(8)

(9)

(10)

pci6 f-

Применение формул (7) и (8) или (9) и (10) для определения дебита по газу и обводненности определяется при конкретной реализации способа в зависимости от статистических характеристик параметров потока скважин, от тpeбye юй точности измерения, от требований к степени надежности системы измерений и к величине затрат.

Устройство для реализации предлагемого способа работает следующим образом.

При .нижнем положении уровня жидкости в сепараторе 1 газовая заслон- ка 3, механически связанная с датчиком 2 предельных значений уровня, открывает линию отвода газа. Давлени в сепараторе падает до величины давления в общем коллекторе, вследствие этого регулятор 4 расхода перекрывает линию отвода жидкости, процесс вытеснения жидкости из сепаратора заканчивается.

0

5 0

5

0

5

Q

05

44

В.момент екончания процесса вытеснения, определяемый моментом исчезнс- вения- сигнала на выходе преобразователя 5 расхода, заканчивается отсчет времени вытесенния и начинается отсчет времени накопления жидкости. Отсчет временных интервалов производится в блоке 6 определения дебита скважины. Когда в емкости сепаратора накопится определенный объем жидкости, газовая заслонка 3 перекрывает линию отвода газа, вследствие чего начинает повышаться давление в сепараторе. При достижении величиной давления в сепараторе определенного значения регулятор 4 расхода открывает линию отвода жидкости и начинается процесс вытеснения жидкости из емкости сепаратора при постоянном избыточном давлении. Постоянство избыточного давления в сепараторе в течение времени вытеснения обеспечивается при помощи регулятора 4 расхода,

В момент;появления сигнала на выходе преобразователя 5 расхода жидкости заканчивается отсчет времени накопления и начинается отсчет времени вытеснения жидкости. При достижении уровнем жидкости нижнего поло- жения газовая заслонка 3 открывает линию отвода газа, и процесс накопления вытеснения повторяется,

В блоке 6 определения дебита производится интегрирование расхода жидкости, отсчет и хранение нзмерен- ных значений времени накопления и времени вытеснения жидкости каждого цикла накопления и вытеснения, отсчет времени, измерения дебита и, при достижении времени измерения заданной величины THJ, производится определение дебита по жидкости по формуле

N

-

Q т

а также определение дебита газа и коэффициента обводненности по формулам (7) и (8) или по формулам (9) и (10).

Экономический эффект от внедрения способа создается за счет сокращения затрат на оборудование (исключение влагомера и газомера) на 5%, эксплуатационных затрат на 10%.

Формула изобретения

Способ измерения дебита нефтяных скважин, заключаюпшйся в разделении

гаэожидкостной смеси в сепарационной емкости, задании времени измерения дебита, периодическом накоплении жидкости в емкости сепаратора и вытеснении жидкости из емкости сепарато- ра под избыточным давлением и определении дебита скважины по жидкости путем кэНерения количества вытесненной жидкости в течение заданного времени измерения дебита, о т л и ч а- ю щ и и с я тем, что, с целью дополнительного определения дебита скважины по газу и обводненности продукции скважины, в течение времени вытеснения жидкости в емкости сепа- ратора пЬддерживают постоянное давление путем изменения расхода вытесняемой жидкости,, дополнительно.производят измерения длительностей периодов накопления и периодов вытеснения жидкости в циклах накопления и вытеснения, а значение дебита скважины по газу и обводненность продукции скважины определяют из соотношения

2ix. . ч

t2-

где QJ.., Q.- средний дебит скважины по газу и по жидкости соответственно в условиях измерения в i-м цикле накопления и вытеснения;

длительность периодов накопления и вытеснения жидкости соответственно в -м цикле накопления и вытеснения; I,2,..,N - порядковый номер цикла

накопления и вытеснения N - число циклов накопления и вытеснения в течение времени измерения дебит

t. ч. -,. Z,

Изобретение относится к нефте добыче и позволяет определять дебит скважины по жидкости газа и обводненности -продукции скважины. Для этого сначала разделяют газожидкостную смесь в сепарационной емкости и задают время измерения дебита. В емкости сепаратора периодически накапливается жидкость. При накоплении некоторого объема жидкости перекрывается ЛИНИЯ отвода газа, и дальнейший процесс накопления жидкости сопровождается повытением давления в сепараторе Затем вытесняют жидкость из емкости сепаратора. В .течение времени вытеснения жидкости в емкости сепаратора поддерживают постоянное давление , путем изменения расхода вытесняемой жидкости. Измеряют количество вытесненной жидкости в течение заданного времени и определяют дебит- скважины по жидкости. Дополнительно производят измерения длительностей периодов накопления и периодов вытеснения жидкости в циклах накопления и вытеснения. Значение дебита скважины по газу и обводненность продукции скважин определяют по соотношению Qri/Q ti / /tj., где Qj., средний дебит скважины по газу и по жидкости соответст- венно в условиях измерения в i-м цикле накопления и вытеснения; t,, длительность периодов накопления и вытеснения жидкости в i-м дакле накопления и вытеснения, ,2,...,N - порядковьй номер цикла накопления и вытеснения; N - число циклов накопления и вытеснения в течение времени измерения дебита. I ил. 0 О СД

Редактор Э.Слиган

Составитель В.Петрова Техред Л.Олейник

1873/30

Тираж 533Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Корректор Г.Решетник