способ определения дебита продукции нефтяных скважин ("приращение массы")

Формула изобретения

1. Способ определения дебита продукции нефтяных скважин, включающий измерение гидростатического давления при наполнении вертикальной цилиндрической измерительной емкости скважинной жидкостью при открытой на коллектор газовой и закрытой сливной жидкостной линиях и расчет производительности по жидкости, причем измерение гидростатического давления производят на линейном участке измерительной емкости через промежутки времени, по значениям прироста гидростатического давления за эти промежутки времени, умноженным на площадь поперечного сечения измерительной емкости, судят о производительности скважины по жидкости, а продолжительность процесса измерения дебита не должна превышать времени, полученного путем деления рабочего объема измерительной емкости на значение производительности скважины, полученное в первом корректном замере после начала наполнения измерительной емкости, при этом окончательно дебит продукции скважины определяют как среднее значение всех замеров, полученных на линейном участке измерительной емкости, отличающийся тем, что измерение гидростатического давления производят через промежутки времени, которые не меньше минимальных аппаратно достижимых для конкретного устройства, но не больше одной трети времени наполнения измерительной емкости скважинной жидкостью с максимальной для данного устройства производительностью, причем время окончания процесса измерения дебита определяют путем сравнения предыдущего замера с последующими, при этом последним корректным замером после начала наполнения измерительной емкости признают тот, который больше последующих.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что когда измерительная емкость содержит нелинейное днище, например эллиптическое, измерение гидростатического давления производят через промежутки времени, которые не меньше минимальных аппаратно достижимых для конкретного устройства, но не больше одной трети времени наполнения нелинейного днища измерительной емкости скважинной жидкостью с максимальной для данного устройства производительностью, а первым корректным замером после начала наполнения измерительной емкости признают тот, который меньше предыдущего и в пределах погрешности устройства не отличается от последующего.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к нефтедобыче и может быть использовано для оперативного учета дебитов продукции нефтяных скважин в системах герметизированного сбора.

Известен способ измерения дебита продукции нефтяных скважин по жидкости, включающий измерение гидростатического давления при наполнении измерительной емкости продукцией скважины при открытой на коллектор газовой и закрытой сливной жидкостной линиях и расчет производительности по жидкости [1].

Недостатками известного способа являются:

- чувствительность измерений к пенообразованию;

- жесткие требования к качеству сепарации;

- большая материалоемкость устройства, обусловленная необходимостью иметь мощный сепаратор в составе устройства для реализации способа;

- необходимость иметь уровнемер в составе устройства для реализации способа;

- повышенная цена.

Наиболее близким техническим решением является способ определения дебита продукции нефтяных скважин в системах герметизированного сбора, включающий измерение гидростатического давления при наполнении вертикальной цилиндрической измерительной емкости скважинной жидкостью при открытой на коллектор газовой и закрытой сливной жидкостной линиях и расчет производительности по жидкости, причем измерение гидростатического давления производят на линейном участке измерительной емкости через промежутки времени, по значениям прироста гидростатического давления за эти промежутки времени, умноженным на площадь поперечного сечения измерительной емкости, судят о производительности скважины по жидкости, а продолжительность процесса измерения дебита не должна превышать времени, полученного путем деления рабочего объема измерительной емкости на значение производительности скважины, полученное в первом корректном замере после начала наполнения измерительной емкости, при этом окончательно дебит продукции скважины определяют как среднее значение всех замеров, полученных на линейном участке измерительной емкости [2].

Недостатки данного способа:

- недостаточно четкое определение времени измерения гидростатического давления;

- реализация способа при измерении гидростатического давления только в вертикальной цилиндрической измерительной емкости с нелинейной формой днища.

Задача предлагаемого технического решения - выявить алгоритм определения прироста гидростатического давления в измерительной емкости с линейной и нелинейной формой днища.

Это достигается тем, что в способе определения дебита продукции нефтяных скважин, включающем измерение гидростатического давления при наполнении вертикальной цилиндрической измерительной емкости скважинной жидкостью при открытой на коллектор газовой и закрытой сливной жидкостной линиях, и расчет производительности по жидкости, причем измерение гидростатического давления производят на линейном участке измерительной емкости через промежутки времени, по значениям прироста гидростатического давления за эти промежутки времени, умноженным на площадь поперечного сечения измерительной емкости, судят о производительности скважины по жидкости, а продолжительность процесса измерения дебита не должна превышать времени, полученного путем деления рабочего объема измерительной емкости на значение производительности скважины, полученное в первом корректном замере после начала наполнения измерительной емкости, при этом окончательно дебит продукции скважины определяют как среднее значение всех замеров, полученных на линейном участке измерительной емкости, согласно изобретению измерение гидростатического давления производят через промежутки времени, которые не меньше минимальных аппаратно достижимых для конкретного устройства, но не больше одной трети времени наполнения измерительной емкости скважинной жидкостью с максимальной для данного устройства производительностью, причем время окончания процесса измерения дебита определяют путем сравнения предыдущего замера с последующими, при этом последним корректным замером после начала наполнения измерительной емкости признают тот, который больше последующих.

Когда измерительная емкость содержит нелинейное днище, например эллиптическое, измерение гидростатического давления производят через промежутки времени, которые не меньше минимальных аппаратно достижимых для конкретного устройства, но не больше одной трети времени наполнения нелинейного днища измерительной емкости скважинной жидкостью с максимальной для данного устройства производительностью, а первым корректным замером после начала наполнения измерительной емкости признают тот, который меньше предыдущего и в пределах погрешности устройства не отличается от последующего. Проведение непрерывных измерений гидростатического давления на линейном участке измерительной емкости через промежутки времени, которые не меньше минимальных аппаратно достижимых для конкретного устройства, но не больше одной трети времени наполнения измерительной емкости скважинной жидкостью с максимальной для данного устройства производительностью, и суждение о жидкостной производительности скважины по значениям прироста гидростатического давления за эти промежутки времени, умноженным на площадь поперечного сечения измерительной емкости, а также определение окончательного дебита продукции скважины как среднее значение всех замеров, полученных на линейном участке измерительной емкости, обеспечивают возможность определять производительность скважин по жидкости при низком качестве сепарации, а следовательно, с дешевым сепаратором. При этом не требуется точно определять уровень наливаемой продукции скважины и отсутствует необходимость в специальном уровнемере. Таким образом, измерительная установка становится существенно дешевле.

Назначение для промежутков времени измерения гидростатического давления верхнего временного предела в размере не больше одной трети времени наполнения измерительной емкости скважинной жидкостью с максимальной для данного устройства производительностью позволяет с оптимальной надежностью отследить момент выхода поверхности поступающей продукции скважины за пределы линейной части измерительной емкости и минимизировать потерю для процесса измерения линейной части измерительной емкости.

Назначение для промежутков времени измерения гидростатического давления нижнего временного предела в размере минимальных аппаратно достижимых для конкретного устройства позволяет определить мгновенную скорость прироста массы в линейной части измерительной емкости, причем линейным участком считается рабочий участок измерительной емкости (цилиндрический и вертикальный), когда происходит выход поверхности скважинной жидкости из нелинейного днища.

В случаях, когда измерительная емкость содержит нелинейное днище, например эллиптическое, произведение измерения гидростатического давления через промежутки времени, которые не меньше минимальных аппаратно достижимых для конкретного устройства, но не больше одной трети времени наполнения нелинейного днища измерительной емкости скважинной жидкостью с максимальной для данного устройства производительностью и признание первым корректным замером после начала наполнения измерительной емкости продукцией скважины тот, который меньше предыдущего и в пределах погрешности устройства не отличается от последующего, позволяет скомпенсировать некорректность измерения, обусловленную немгновенностью срабатывания запорной арматуры и эллиптической формой днища измерительной емкости.

Назначение для промежутков времени измерения гидростатического давления верхнего временного предела в размере не больше одной трети времени наполнения нелинейного днища измерительной емкости скважинной жидкостью с максимальной для данного устройства производительностью позволяет с оптимальной надежностью отследить момент выхода поверхности поступающей продукции скважины из эллиптического днища и минимизировать потерю для процесса измерения линейной части измерительной емкости.

Назначение для промежутков времени измерения гидростатического давления нижнего временного предела в размере минимальных аппаратно достижимых для конкретного устройства позволяет определить мгновенную скорость прироста массы в линейной части измерительной емкости.

Предлагаемый способ позволяет выявить алгоритм определения прироста гидростатического давления в измерительной емкости с линейной и нелинейной формой днища.

Способ реализуется следующим образом.

При наполнении продукцией скважины вертикальной цилиндрической измерительной емкости с линейным (плоским) днищем через промежутки времени t (сек), которые не меньше минимальных аппаратно достижимых для конкретного устройства, но не больше одной трети времени наполнения измерительной емкости скважинной жидкостью с максимальной для данного устройства производительностью, измеряют гидростатическое давление:

где m - масса продукции скважины, a g - ускорение свободного падения. Прирост гидростатического давления за промежуток времени t равен:

P_i=P_i+1-P_i кг/см² .

Когда измерительная емкость содержит нелинейное днище, например эллиптическое, измерение гидростатического давления производят через промежутки времени t (сек), которые не меньше минимальных аппаратно достижимых для конкретного устройства, но не больше одной трети времени наполнения нелинейного днища измерительной емкости скважинной жидкостью с максимальной для данного устройства производительностью.

При этом первым корректным замером после начала наполнения измерительной емкости продукцией скважины признают тот, который не отличается от последующего, т.е. когда P_i=P_i+1, а время окончания процесса измерения дебита определяют путем сравнения предыдущего замера с последующими, при этом последним корректным замером после начала наполнения измерительной емкости признают тот, который больше последующих, т.е. когда P_i>P_i+1.

Прирост массы в вертикальной цилиндрической измерительной емкости (т.е. массовая производительность скважины по жидкости) за промежуток времени t определяется по следующей формуле:

где S - площадь поперечного сечения вертикальной цилиндрической измерительной емкости в см².

Среднее значение производительности скважины по жидкости за n промежутков времени t равно:

где n - количество корректных замеров.

Продолжительность налива продукции скважины в измерительную емкость определяют по формуле:

где V - рабочий объем измерительной емкости в м³;

_ж - плотность жидкости в продукции скважины в т/м³ (определяют лабораторным путем);

i=1 или 2.

Объемный дебит скважины по жидкости равен:

Использование предложенного технического решения позволяет выявить алгоритм определения прироста гидростатического давления в измерительной емкости с линейной и нелинейной формой днища за счет назначения временных пределов. Точность измерения дебита по жидкости этим способом не зависит от качества сепарации. Устройство для реализации предложенного способа может не содержать большого сепаратора и уровнемера, а поэтому будет компактным и недорогим.

Библиографические данные

1. RU Свидетельство на полезную модель № 22179, Е21В 47/00, 2002, БИ № 7.

2. RU Заявка на изобретение № 2005127492 А, кл. Е21В 47/00, 2007, БИ № 7 (прототип).