способ учета нефти в системе нефтедобычи

Формула изобретения

Способ учета нефти в системе нефтедобычи, включающий сбор нефти от нескольких поставщиков (с нескольких направлений), подготовку нефти, измерение количества и качества сырой нефти, отличающийся тем, что перед сбором сырой нефти выбирают одно или несколько направлений из всех направлений поступления нефти на установку подготовки нефти, в каждом из которых измеряют количество сырой нефти, поступающей в потоке, поток переводят в турбулентный и разбивают на два потока (большой и малый потоки), в малом из которых измеряют количество отобранной сырой нефти, направляют ее на установку подготовки нефти малой производительности, измеряют качество и количество товарной нефти на выходе установки подготовки нефти малой производительности, после чего товарную нефть в малом потоке смешивают с большим потоком этого направления.

Описание изобретения к патенту

Предложение относится к нефтедобывающей промышленности, а именно к системам учета и подготовки нефти.

Известна технологическая схема подготовки нефти («Автоматизация промысловой подготовки нефти и воды», Москва «Недра», 1988 г., стр.3-5), включающая: эксплуатируемые скважины, групповую замерную установку, сепаратор, отстойный аппарат предварительного обезвоживания, печи, отстойный аппарат глубокого обезвоживания, отстойник обессоливания, газосепаратор горячей сепарации, резервуар товарной нефти, пункт учета товарной нефти.

Недостатком данной схемы является возможность измерения и учета только сырой нефти на групповой замерной установке и товарной нефти после подготовки, отсутствие возможности производить учет нефти на любом этапе добычи и подготовки.

Наиболее близким по технологическим признакам к предлагаемому способу учета является способ учета нефти, поступающей на подготовку, с применением установок коммерческого учета сырой нефти при ее сборе (см. книгу: Фатхутдинов А.Ш. и др. Автоматизированный учет нефти и нефтепродуктов при добыче, транспорте и переработке. - М.: Недра, 2002, с.64-73), включающий: сбор сырой нефти от нескольких поставщиков (с промыслов, дожимных насосных станций, месторождений нефти, лицензионных участков), определение количества и качества (содержание воды) поступающей сырой нефти от каждого поставщика на коммерческом узле учета сырой нефти, смешивание нефти от нескольких поставщиков в единый поток, подготовку нефти на установке подготовки нефти (УПН), измерение в общем потоке на коммерческом узле учета товарной нефти количества и качества подготовленной на УПН товарной нефти, распределение между поставщиками количества подготовленной товарной нефти пропорционально количеству поступившей сырой нефти. На Фиг.1 представлена известная схема сбора и учета сырой нефти, поступающей на подготовку от нескольких поставщиков. Учет нефти осуществляется следующим образом (см. Фиг.1). Сырая нефть (поток I) от каждого поставщика (поставщик 1 - поставщик n) поступает на соответствующий коммерческий узел учета сырой нефти 1 для измерения количества и качества нефти, в котором определяется количество поступившей от поставщика сырой нефти и содержание воды в ней. После измерения в узле 1 сырая нефть (поток II) от каждого поставщика смешивается с сырой нефтью от других поставщиков (потоки II) в общий поток нефти (поток III). Сырая нефть в общем потоке (поток III) поступает на установку подготовки нефти 2, в которой осуществляется подготовка сырой нефти до качества товарной нефти. Подготовленная на установке подготовки нефти 2 товарная нефть (поток IV) поступает на узел учета количества и качества товарной нефти 3, в котором осуществляется измерение количества подготовленной товарной нефти и ее качества (содержание воды в нефти и соответствие ее требованиям, предъявляемым к товарной нефти). Количество измеренной товарной нефти (поток IV) в узле 3 перераспределяется между всеми поставщиками, сдающими сырую нефть на подготовку на данную установку подготовки нефти, пропорционально количеству сырой нефти (поток II), измеренной на узле 1.

Недостатками существующего способа учета нефти являются большие величины относительной погрешности (при содержании воды в сырой нефти до 10% погрешность определения количества (массы) нефти на коммерческом узле учета сырой нефти составляет 2%, при содержании воды в сырой нефти до 60% погрешность определения количества нефти составляет 3%, погрешность определения содержания воды в нефти влагомером 1,5% при содержании воды в нефти не более 10%), высокая стоимость измерительных систем (от 6 млн. руб. и более).

Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение точности определения количества нефти, поступающей на подготовку, а также снижение себестоимости измерительной техники и оборудования за счет использования компактного оборудования невысокой и малой производительности (не менее чем в 4 раза меньшего от используемого для измерения всего потока), что приводит к экономии материальных средств.

Техническая задача решается предлагаемым способом учета нефти в системе нефтедобычи, включающим сбор нефти, поступающей с дожимных насосных станций, месторождений, лицензионных участков (от нескольких поставщиков, с нескольких направлений), подготовку нефти (на установке подготовки нефти), измерение количества и качества сырой нефти, поступающей на подготовку от каждого поставщика (по каждому направлению поступления нефти на подготовку).

Новым является то, что перед сбором сырой нефти выбирают одно или несколько направлений из всех направлений поступления нефти на установку подготовки нефти, в каждом из которых измеряют количество сырой нефти, поступающей в потоке, поток переводят в турбулентный и разбивают на два потока (большой и малый потоки), в малом из которых измеряют количество отобранной сырой нефти, направляют ее на установку подготовки нефти малой производительности, измеряют качество и количество товарной нефти на выходе установки подготовки нефти малой производительности, после чего товарную нефть в малом потоке смешивают с большим потоком этого направления.

На Фиг.2 изображена предлагаемая схема учета сырой нефти, поступающей с одного выбранного направления из нескольких (до сбора сырой нефти в общий поток), по которому сырая нефть от поставщика (дожимная насосная станция, месторождение нефти, лицензионный участок) поступает на установку подготовки нефти.

Способ осуществляется в следующей последовательности.

Сырая нефть (поток I) с месторождения нефти (лицензионного участка) или объекта нефтесбора (например, с дожимной насосной станции) поступает на измерительный узел 1, в котором осуществляется измерение количества поступающей сырой нефти. Пройдя через измерительный узел 1, сырая нефть поступает в узел перемешивания и разделения 2, в котором поток разделяется на малый (поток II) и большой (поток III). После разделения сырая нефть (поток II) в малом потоке (меньшего по объему перекачиваемой нефти не менее, чем в 4 раза от большего) поступает на измерительный узел 3, в котором измеряется количество сырой нефти в малом потоке. После измерения в узле 3 сырая нефть в малом потоке II поступает на установку подготовки нефти малой производительности 4, на которой осуществляется подготовка нефти до третьей группы качества товарной нефти по ГОСТ Р 51858-2002 (содержание воды в подготовленной товарной нефти не более 1%). Подготовленная на установке 4 товарная нефть (поток IV) поступает в измерительный узел 5, где осуществляется измерение количества и качества нефти (содержание воды), затем товарная нефть (поток IV) смешивается с основным большим потоком сырой нефти (поток III) в общий поток V. Общий поток нефти (поток V) транспортируется на общую УПН (на чертеже не показана), на которой поток V смешивается с потоками сырой нефти других поставщиков и подготавливается. Результат измерения количества товарной нефти (поток IV) на выходе установки подготовки нефти малой производительности 4, полученный узлом 5, показывает, какое количество товарной нефти поступает на установку подготовки малой производительности 4 в малом потоке сырой нефти (поток II). По количеству товарной нефти (поток IV), измеренному узлом 5 и с учетом соотношения разделения потока I на поток II и III определяется количество товарной нефти, поступающей в потоке сырой нефти I. Разделение потока I сырой нефти в узле перемешивания и разделения 2 на потоки малый (поток II) и больший (поток III) осуществляется в соотношении потока сырой нефти I к потоку II от 10 к 1 до 4 к 1. Соотношение разделения потока I на потоки II и III определяется производительностью установки подготовки нефти малой производительности 4. При этом наиболее эффективным является соотношение 1 к 10 малого потока II к потоку I соответственно, при котором обеспечивается достоверность результатов измерения и вычисления количества товарной нефти, поступающей в потоке сырой нефти I и минимальная себестоимость измерительной техники и оборудования.

Пример конкретного выполнения. Для определения количества нефти, добытой скважинами Бастрыкского месторождения, на линии выхода сырой нефти (поток 1) после установки предварительного сброса воды была установлена измерительная установка включающая: средство измерения количества сырой нефти 1, узел перемешивания и разделения 2 потока сырой нефти на два (больший и меньший) потока III и II, средство измерения количества сырой нефти в меньшем потоке 3, установку подготовки нефти малой производительности 4, средство измерения 5 количества и качества подготовленной нефти (поток IV) на выходе установки подготовки нефти малой производительности 4, смешивание подготовленной нефти малого потока (поток IV) с сырой нефтью большего потока (поток III) в поток V. Количество поступающей сырой нефти с установки предварительного сброса воды на вход измерительной установки (поток I) составляет 22,5 т/ч (определяется измерительным узлом 1) при содержании воды не более 10%. Соотношение количества сырой нефти в потоках при разделении потока I на малый (поток II) и больший (поток III) в узле перемешивания и разделения 2 установлено соответственно 1 к 10, т.е. количество сырой нефти в малом потоке (поток II) в десять раз меньше количества сырой нефти в потоке I и составляет 2,25 т/ч. Количество сырой нефти, поступающей в малом потоке II, определяется измерительным узлом 3. Подготовка товарной нефти на установке подготовки малой производительности 4 осуществляется до третьей группы качества по ГОСТ Р 51858-2002 (содержание воды в подготовленной товарной нефти не более 1%). Количество и качество (количество воды) подготовленной товарной нефти (поток IV) определяется в измерительном узле 5. Количество товарной нефти (поток IV), подготавливаемое на установке подготовки малой производительности 4, измеренное узлом 5 составляет 2,07 т/ч, содержание воды в потоке товарной нефти IV составляет 0,85%. По количеству полученной после подготовки и измеренной измерительным узлом 5 товарной нефти (поток IV) из потока поступившей на подготовку сырой нефти в малом потоке (поток II), с учетом соотношения количества сырой нефти в малом потоке II и в общем потоке I определяется количество товарной нефти, поступающей в общем потоке сырой нефти (поток I). Количество товарной нефти, поступающей в общем потоке сырой нефти I, составляет 20,7 т/ч, поскольку соотношение потока сырой нефти II к общему потоку сырой нефти I установлено 1 к 10 и количество товарной нефти в потоке II сырой нефти составляет 2,07 т/ч. После измерения количества и качества подготовленной нефти (поток IV) в узле 5 подготовленная нефть (поток IV) смешивается с большим потоком III и в общем потоке V направляется на установку подготовки нефти (на чертеже не показана) для дальнейшей подготовки. На установке подготовки нефти сырая нефть, поступающая с Бастрыкского месторождения, (поток V) смешивается с потоками сырой нефти других поставщиков в общий поток (на рисунке не показаны) и направляется на подготовку.

Применение измерительной установки позволило определить с погрешностью не более 1% количество товарной нефти, поступающей на подготовку в потоке сырой нефти с Бастрыкского месторождения, на общую УПН, выделить из общего потока подготовленной товарной нефти (принадлежащей нескольким поставщикам) количество товарной нефти, поступившей с данного направления (с Бастрыкского месторождения).

Полученная погрешность измерения количества нефти с помощью данной измерительной установки, учитывающая погрешности средств измерений в измерительных узлах 1, 3, 5, составляет не более 1%, что достигается применением более точных средств измерения, например требования по погрешности измерения содержания воды в товарной нефти влагомером составляют менее 0,1% (при обводненности нефти не более 2%), погрешность средств измерения количества нефти составляет 0,1-0,15%.

Применение коммерческогр узла учета сырой нефти, как показали расчеты, вместо данной измерительной установки потребовало бы в 1,5 раза больше капитальных вложений, позволило бы производить измерение количества поступающей сырой нефти с выбранного направления с погрешностью до 2% (при содержании воды не более 10%), поскольку количество нефти в потоке сырой нефти (содержащей воду, соли и примеси) вычисляется по результатам измерения количества сырой нефти и содержания в ней воды (обводненности), и не позволило бы получить информацию о количестве товарной нефти, поступающей на подготовку с выбранного направления, кроме этого, потребовало бы дополнительно провести расчеты и выделить из общего потока подготовленной товарной нефти на общей УПН количество товарной нефти, поступившей с каждого направления.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого способа учета нефти достигается за счет определения количества товарной нефти в каждом из выбранных направлений поступления нефти на установку подготовки нефти, исключения влияния воды, присутствующей в сырой нефти, на результат измерения количества нефти, применения компактного оборудования малой производительности и стоимости.

Использование данного способа позволяет повысить точность измерения количества поступающей нефти в 2 раза (до 1% по отношению к известному 2%) при снижении себестоимости измерительной техники и оборудования в 1,5 раза, исключить необходимость выделения из общего потока товарной нефти, подготовленной на общей УПН, нефти, поступившей по каждому направлению поступления нефти на УПН, а также отказаться от корректировки количества поступившей на подготовку нефти по каждому направлению по общему количеству подготовленной товарной нефти, исключить появление спорных моментов при корректировке количества нефти.