Способ определения дебитов нефтяных скважин Советский патент 1991 года по МПК E21B47/10 

Изобретение относится к нефтедобывающей отрасли, в частности к области измерения дебита и контроля подачи нефтяных скважин в системах автоматического контроля и управления.

Целью изобретения является повышение точности определения дебитов нефтяных скважино

На чертеже дано устройство, реализующее способ, включающий в качестве средств измерения параметров, характеризующих потоки в выкидных линиях скважин, преобразователи давления, устанавливаемые в начале и в конце выкидных линий скважин, где Р, ,2,..., n - давление в начале выкидной линии i-й скважины; Р0 - давление на концах выкидных линий скважин; q«, ,2,,,.., n - расход

жидкости в выкидной линии i-й скважи-

ны; q0 - расход потока жидкости в общем трубопроводе; qr- расход газа„ Устройство содержит выкидные линии 1 скважин, обратные клапаны 2, общий трубопровод 3, преобразователь 4 дав- ления, гидроциклонный сепаратор 5, эталонный расходомер 6 жидкости, микропроцессорное вычислительное устройство 7, блок 8 ввода, вычислительный блок 9, блок 10 памяти, блок 11 вывода, устройство 12 отображения и устройство 13 передачи данных

Величинами, оцениваемыми по измеряемым значениям параметров, характеризующих потоки в выкидных линиях,, являются степенные функции от величин перепадов давления в выкидных линиях скважино

ОЭ

ю

CD

СЛ

СО

316

Зависимость между величиной q расхода жидкости в выкидной линии i-й скважины и степенными функциями перепада давления U.PJ в выкидной линии этой,скважины с достаточной точностью может быть представлена в виде:

i-i

(1)

q; VP;+A2;,Rp7+A3;,

де А,,; Аг1 и A j, - коэффициенты линейности зависимости между величиной расхода потока жидкости в выкидной линии i-й скважины и параметрами Л.Р и Л.Р; , оцениваемыми по измеряемым значениям давления в начале (Рч ) и конце (Р0) выкидной линии 1-й с- важины с учетом ограничения

др.

Р:-Рл

О

(2)

при Р;-Р0 0; при Р. -Р0 О,

вводимого наличием обратно- го клапана 2 на выкидной линии i-й скважины. Устройство работает следующим об- разоМо

Потоки газожидкостной смеси от каждой скважины объединяются в общем трубопроводе 3 и поступают в гидроциклонный сепаратор 5, где газ отделяется от жидкости„ Расход жидкости в линии отвода жидкости из сепаратора замеряется при помощи расходомера 6 жидкости, установленного на линии отвода жидкости из сепаратора 50

После запуска в работу вычислителное устройство 7 согласно программе, хранящейся в блоке 10 памяти, производит дискретные отсчеты значений, давлений PJ (,2,.,.,п) в начале выкидной линии i-й скважины и РО в

общем трубопроводе 3 (т.е„ в концах выкидных линий скважин) путем опроса показаний преобразователей 4 давления и расходомера 6 с заданным шагом дискретизации, определяет дискретные значения величин перепадов давления ДР- с учетом ограничения (2) и кор- неквадратичных функций -j UP, , последовательно, через интервалы времени заданной длительности ut, определяет ряд средних за эти интервалы времени

(

И-лЦР;

и ряд средних значений 2,...,N, расхода жидкости

значений (Д.Р, )

(

N, величин UP

,2,..e,N,

40j J 1

q0 в общей

линии, а также составляет и решает систему линейных уравнений:

П

и

, (л.+А.-или

(3)

А

iK oj ,

0

5

0

0

5

5

0

5

0

5

где ,2,...,N, и определяет неизвестные значения коэффициентов А,,;, А21-и АЭ1 , ,2,..„, п.

Число уравнений (N) в системе (3) задается с учетом необходимой точности определения значений коэффициентов о

В системе (3) п - количество скважин; m - количество величин, оцениваемых по измеряемым значениям параметров, характеризующих поток в выкидной линии скважины} коэффициент линейной зависимости между расходом потока i-й скважины и b-й величиной (,2,...,т), оцениваемой по измеряемым значениям параметров, характеризующих поток i-й скважины; j - порядковый номер уравнения в системе, соответствующий порядковому номеру интервала времени усреднения (j-1, 2,...,N); N - число уравнений в системе, задаваемое в зависимости от требуемой точности определения значений коэффициентов A j ; X j | j - k-я величина, оцениваемая по измеряемым значениям параметров, характеризующих поток в выкидной линии i-й скважины, усредненная за j-й интервал времени усреднения; q0j- среднее, за j-й интервал времени усреднения, значение расхода продукции в общем трубопроводе за j-й интервал времени усреднения при заданном числе измерения.

Определенные значения коэффициентов запоминаются в блоке 10 памяти„

Вычислительное устройство 7 последовательно по истечении каждого интервала времени длитепьности At проверяет выполнение условия:

и

( SPA,; (&.P; )+А2; 4Ар7 +Аэ;1

-q0),(4)

где Ј - заданная величина, определяемая необходимой точностью определения дебитов0

При выполнении условия (4) вычислительное устройство 7, определяет

средние значения (UP,1 ) и Q /LPT ) ве162

личин 4.Р; за интервал времени заданной длительности Т и определяет величину дебита q каждой i-й скважины из выражения

(АР; )+А2; ()+А,;, (5)

или

п

A,

:q-,

где

xfk-.k-я

величина, оцениваемая по измеряемым значениям параметров, характеризующих поток в выкидной линии 1-й скважины,усредненная за заданное число интервалов времени усреднения. Определенные значения q-(, 2,...,п) отображаются устройством 12 отображения и передаются на верхний уровень контроля и управления при помощи устройства 13 передачи данных

При невыполнении условия (4) вычислительное устройство 1 повторяет процедуру определения коэффициентов , А

I3i

1,2,.

,п, путем составления и решения системы уравнений (3).

Дебит скважины определяется, как средняя за интервал времени заданной длительности Т величина расхода потока продукции в выкидной линии сква - жины.

Мгновенные значения расхода потока продукции в выкидной линии скважины, а следовательно, и мгновенные значения измеряемых параметров, характеризующих этот поток, являются случайными величинами, обладающими свойством стационарности и имеющими относительно большие (достигающие 100% и более) отклонения от величины дебита

Среднее значение величины расхода потока продукции в выкидной линии скважины за интервал времени fat,длительность которого существенно меньше заданной длительности Т определения дебита, также является случайной величиной с относительно большим .диапазоном отклонения от величины дебита. Следовательно, если при сопоставлении предлагаемой системы уравнений длительности интервалов усреднений приняты равными &t (&t Т),, то уравнения в предлагаемой системе оказываются составленными при значениях средних (за интервалы времени

29519

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

&t) расходов потоков продукции в выкидных линиях скважин, существенно1 различающихся для разных значений j (,2,,..,N).

Следовательно предлагаемая система содержит линейно независимые уравнения, что обеспечивает достаточную точность определения величин коэффициентов А ,

Поскольку место установки эталонного устройства измерения расхода потока в общем трубопроводе на практике отдалено от мест установки устройств измерения параметров, характеризующих ПОТОКИ В ВЫКИДНЫХ ЛИНИЯХ

скважин, на некоторое конечное расстояние, то изменение величин расходов потоков в выкгдных линиях скважин, а следовательно, и параметров, характеризующих эти потоки, вызывают соответствующие изменения величин расхода потока продукции в общем трубопроводе скважин, измеряемого эталонным измерительным устройством с некоторым запаздыванием во времени Влияние запаздывания на точность определения величин коэффициентов может быть минимизировано в достаточной степени использованием операции усреднения за интервалы времени длительности fit(ut Т) оцениваемых величин, необходимых для составления предлагаемой системы уравнений.

Повышение точности в предлагаемом способе в отличие от известного достигается за счет практически непрерывного контроля за отклонениями определенных значений коэффициентов линейных зависимостей от их действительных значений и переопределения их при превышении величиной отклонения заданного значения.

Формула изобретения

Способ определенля дебитов нефтяных скважин, включающий измерение параметров потоков в выкидных линиях скважин, определение расхода продукции в выкидных линиях скважин за интервал времени усреднения заданной длительности заданное число раз и определение с их учетом дебитов скра- жин, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения, за тот же интервал времени усреднения и то же заданное число раз определяют расход продукции

общем трубопроводе,,а дебиты скван определяют из системы уравнений

ri m

srZA;k x;kf4o;;

i«« к-l V ./

flAKX kri

1 К

V

X

Jkj

15

де п - количество скважин;

m - количество величин, оценива- ш емых по измеренным значениям параметров, характеризующих поток в выкидной линии скважины;

А I,- коэффициент линейной зависимости между расходом потока продукции i-й скважины и k-й величиной, оцениваемой по измеряемым значениям параметров потока i-й скважины;

k-я величина, оцениваемая по измеряемым значениям параметров, характеризующих поток в выкидной линии 1-й

20

25

5

0

5

N

скважины, усредненная за j-й интервал времени усреднения ;

,2,о о о,N - порядковый номер уравнения в системе, соответствующий порядковому номеру интервала времени усреднения;

- число уравнений в системе, задаваемое в зависимости от требуемой точности определения значений коэффициентов линейных зависимостей; ;- расход продукции в общем трубопроводе за j-й интервал времени усреднения при заданном числе измерения; k-я величина, оцениваемая по измеряемым значениям параметров потока в выкидной линии i-й скважины, усредненная за заданное число интер- „. валов времени усреднения; q - дебит i-й скважины

Ч

V

Изобретение относится к нефтедобывающей пром-сти. Цель - повышение точности определения дебитов нефтяных скважино В выходных линиях скважин измеряют параметры потоков Расход продукции определяют в выкидных линиях скважин за интервал времени усреднения заданной длительности заданное число раз и определяют их с учетом дебитов скважин. Та тот же интервал времени усреднения в то же заданное число раз определяют расход продукции в общем трубопроводе Де- биты скважин определяют из системы уравнений. При использовании данного способа осуществляется непрерывный контроль за отклонениями определенных значений коэффициентов линейных зависимостей от их действительных значений и перераспределения их при превышении величиной отклонения заданного значения. 1 ил„ 8