RU2760858C1 - Method for measuring the flow rate of a gas condensate well - Google Patents

Method for measuring the flow rate of a gas condensate well Download PDF

Info

Publication number
RU2760858C1
RU2760858C1 RU2020138569A RU2020138569A RU2760858C1 RU 2760858 C1 RU2760858 C1 RU 2760858C1 RU 2020138569 A RU2020138569 A RU 2020138569A RU 2020138569 A RU2020138569 A RU 2020138569A RU 2760858 C1 RU2760858 C1 RU 2760858C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
components
section
gas
flow
condensate
Prior art date
Application number
RU2020138569A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Иванович Попов
Михаил Михайлович Беляев
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук
Priority to RU2020138569A priority Critical patent/RU2760858C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2760858C1 publication Critical patent/RU2760858C1/en

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00—Survey of boreholes or wells
    • E21B47/10—Locating fluid leaks, intrusions or movements

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Measuring Volume Flow (AREA)

Abstract

FIELD: measuring equipment.
SUBSTANCE: invention relates to the field of measuring the flow rate of multicomponent gas-liquid flows, namely, to a method for measuring the flow rate of a gas condensate well, and can be used in the field of servicing gas condensate wells. The expected result is achieved by the fact that, according to the method, a condensate flow is passed through the measuring section of the channel from the charge section to the measuring section with gradient heat flow sensors. The flow is charged with thermal pulses beforehand in the charge cross-section, EMF pulses are measured in cross-section with sensors as parameters of belonging to specific components of reservoir water and gas, components are sorted by EMF pulses, areas of water and gas components are constructed in the channel cross-section. The region of the component of unstable condensate is calculated, the share of components in the total mass flow of condensate and the total flow of components are determined by the regions.
EFFECT: providing simplified measurement of the flow rate of unstable gas condensate components using a single component identification parameter.
1 cl, 3 dwg

Description

Предложенный способ измерения дебита газоконденсатной скважиныThe proposed method for measuring the flow rate of a gas condensate well

относится к области измерения расхода многокомпонентных газожидкостных потоков и может быть использован в сфере обслуживания газоконденсатных скважин.refers to the field of measuring the flow rate of multicomponent gas-liquid flows and can be used in the field of servicing gas condensate wells.

Известны способы измерения расхода газожидкостного потока, в которых используются различные методы покомпонентного измерения газожидкостной среды (ГЖС). В известных решениях контроль дебита продукции скважин осуществляется с использованием передвижных установок (для исследования газоконденсатных скважин типа 177 Р-1-00-000 (Нефтегазовое оборудование, установка для исследования газоконденсатных скважин. https://gmsneftemash.nt-rt.ru/images/manuals/TH_gazokond.pdf), построенных на способе предварительной сепарации. Недостатком известного способа является требующие значительные затраты на проведение периодического контроля дебита продукции скважин.Known methods for measuring the flow rate of a gas-liquid flow, which use various methods of component-wise measurement of a gas-liquid medium (GLC). In the known solutions, well production rate control is carried out using mobile units (for testing gas condensate wells of type 177 R-1-00-000 (Oil and gas equipment, installation for testing gas condensate wells. Https://gmsneftemash.nt-rt.ru/images/ manuals / TH_gazokond.pdf), built on the method of preliminary separation.The disadvantage of this method is that it requires significant costs for periodic monitoring of the production rate of wells.

Известен способ модернизированного решения по мобильной сепарационной установке (www.plcgroup.ru>uslugi/issledovatelskie-raschety-…). Недостаток известного способа в технологии предварительной сепарации с периодическим контролем дебита.The known method of the modernized solution for a mobile separation plant (www.plcgroup.ru> uslugi / issledovatelskie-raschety- ...). The disadvantage of the known method in the technology of preliminary separation with periodic control of the flow rate.

Перечисленные известные комплексы являются примерами технологий разделения (сепарации) компонентов газового конденсата. Все они имеют громоздкие габариты и вес.The listed well-known complexes are examples of technologies for separation (separation) of gas condensate components. All of them have bulky dimensions and weight.

Известен способ безсепарационного измерения расхода продукции газоконденсатной скважины (Зимин М.И., Исаченко И.Н. Измерения бессепарационным методом расхода и количества продукции, извлекаемой из газоконденсатной скважины/ж.«ИСУП», №5(35), 2011/www.sibna.ru), техническое решение которого позволяющее установку на каждой контролируемой скважине, принятое за прототип.There is a known method of non-separation measurement of the flow rate of gas condensate wells (Zimin M.I., Isachenko I.N. .ru), the technical solution of which allows installation at each controlled well, taken as a prototype.

Недостаток известного способа состоит в ограничении использования комплекса, в условиях только для стабильного конденсата с небольшой массовой долей воды и объемным содержанием жидкой фазы, не более 15%. По измеренным параметрам и при известном компонентном составе комплекс обеспечивает вычисление объемного расхода и объем газа, приведенных к стандартным условиям, и массовый расход и массу стабильного конденсата. При этом на измерительном трубопроводе устанавливается датчик расхода газа-ультразвуковой излучатель с приемником на пути вихревых колец, адаптированного для работы на газоконденсатной смеси и измеритель плотности (автоколебания камертона), параметры которых обрабатываются контроллером по аттестованной «методике». Кроме того, необходима линейная часть измерительного участка не менее 5D до положения датчика расхода.The disadvantage of the known method consists in limiting the use of the complex, under conditions only for stable condensate with a small mass fraction of water and a volumetric content of the liquid phase, not more than 15%. Based on the measured parameters and with a known component composition, the complex provides the calculation of the volumetric flow rate and gas volume, reduced to standard conditions, and the mass flow rate and mass of stable condensate. At the same time, a gas flow sensor - an ultrasonic emitter with a receiver in the path of vortex rings, adapted for operation on a gas-condensate mixture, and a density meter (tuning fork self-oscillation) are installed on the measuring pipeline, the parameters of which are processed by the controller according to a certified "method". In addition, a linear part of the measuring section is required at least 5D up to the position of the flow sensor.

Техническим результатом является обеспечение упрощенного измерения расхода компонентов нестабильного газового конденсата с использованием единого параметра идентификации компонента.The technical result is to provide a simplified measurement of the flow rate of unstable gas condensate components using a single component identification parameter.

Технический результат достигается тем, что по способу измерения дебита газоконденсатной скважины, характеризующийся тем, что проводят поток конденсата через измерительный участок канала от сечения заряда к измерительному сечению с градиентными датчиками теплового потока, заряжают поток тепловыми импульсами предварительно в сечении заряда, измеряют в сечении с датчиками импульсы ЭДС как параметры принадлежности к конкретным компонентам пластовой воды и газа, сортируют компоненты по импульсам ЭДС, строят области компонентов воды и газа в сечении канала, вычисляют область компонента нестабильного конденсата, определяют по областям доли компонентов в общем массовом расходе конденсата и общий расход компонентов.The technical result is achieved by the fact that according to the method of measuring the flow rate of a gas condensate well, characterized by the fact that the condensate flow is conducted through the measuring section of the channel from the charge section to the measuring section with gradient heat flow sensors, the flow is charged with heat pulses in advance in the charge section, measured in the section with sensors EMF pulses as parameters of belonging to specific components of formation water and gas, sort the components by EMF pulses, build areas of water and gas components in the channel section, calculate the area of the unstable condensate component, determine the areas of the component fraction in the total mass flow rate of condensate and the total consumption of components.

На фиг. 1 показана схема измерителя расхода двухфазной газожидкостной среды, состоящей из пластовой воды (ПВ), газа (Г) и нестабильного газового конденсата (НК). 1-канал; 2 - сечение заряда нагреваемое); 3 - источник стабилизированных тепловых импульсов; 4 - компоненты газожидкостной среды; 5 - измерительное сечение; 6 - градиентные датчики теплового потока; 7 - вычислительный блок, Q - тепловой импульс, Е - величина импульса ЭДС.FIG. 1 shows a diagram of a flow meter for a two-phase gas-liquid medium consisting of formation water (PV), gas (G) and unstable gas condensate (NC). 1-channel; 2 - heated charge cross section); 3 - source of stabilized heat pulses; 4 - components of the gas-liquid medium; 5 - measuring section; 6 - gradient heat flow sensors; 7 - computing unit, Q - heat impulse, E - value of EMF impulse.

На фиг. 2 - показано определение принадлежности компонентов ПВ и Г по параметру

Figure 00000001
и
Figure 00000002
и корректирование импульсов временем τ скорости. Показания приведены для одного датчика.FIG. 2 - shows the determination of the belonging of the components of the PV and G by parameter
Figure 00000001
and
Figure 00000002
and correcting the impulses with the speed time τ. Readings are for one sensor.

На фиг. 3 - показаны области долей компонентов в сечении потока ГЖС.8 - компонента ПВ «пластовая вода», 9 - компонента НК «Нестабильный конденсат», 10-компонента Г «газ», L - длина области.FIG. 3 - shows the areas of the component fractions in the section of the GZhS flow. 8 - component of the PW "formation water", 9 - component of the NK "Unstable condensate", 10-component Г "gas", L - the length of the region.

По способу проводят поток конденсата через измерительный участок трубопровода 1 от сечения 2 заряда к сечению 5 с датчиками 6, заряжают поток предварительно в сечении 2 тепловыми импульсами Q, измеряют в сечении 5 с датчиками 6 параметры компонентов пластовой воды ПВ и газа Г, сортируют компоненты по параметру ЭДС

Figure 00000003
строят области компонентов воды и газа по показаниям ЭДС в сечении канала 5, вычисляют область компонента нестабильного конденсата НК, определяют доли Кпв, Кг и Кнк компонентов в общем массовом расходе конденсата и общий расход компонентов.According to the method, the flow of condensate is carried out through the measuring section of the pipeline 1 from the charge section 2 to the section 5 with sensors 6, the flow is pre-charged in section 2 with heat pulses Q, the parameters of the components of the formation water PW and gas G are measured in section 5 with sensors 6, the components are sorted according to EMF parameter
Figure 00000003
the areas of water and gas components are plotted according to the EMF readings in the section of channel 5, the area of the component of unstable condensate NK is calculated, the shares of K pw , K g and K nk components in the total mass flow rate of the condensate and the total consumption of components are determined.

Источник 3 стабилизированных тепловых импульсов посылает в сечение 2 канала 1 одиночные тепловые импульсы Q различным компонентам 4 потока среды- пластовая вода ПВ, газ Г, нестабильного конденсата НК. Поскольку излучаемые в зоне сечения 2 заряда, нагреваемое от источника 3, тепловые импульсы равны между собой и одинаковы для различных компонентов 4, то поглощенное количество тепловой энергии будет пропорционально удельным теплоемкостям ск и массам тк этих компонентов. Причем масса тк компонента имеет величину объема равную произведению площади области, занятой компонентом, на длину L, обусловленной временем г заряда и скоростью потока V. Компоненты 4 с тепловым импульсом Q проходят к датчикам 6, расположенным в измерительном сечении 5 на решетке, и каждый датчик воспринимает и преобразует в ЭДС тепловые импульсы от проходящего мимо него компонентов, и далее ЭДС поступают в вычислитель 7 с регистратором.The source of 3 stabilized heat impulses sends single heat impulses Q to the section 2 of channel 1 to various components 4 of the medium flow - formation water PW, gas G, unstable condensate NK. Since the heat pulses emitted in the zone of the cross-section 2, heated from the source 3, are equal to each other and are the same for different components 4, the absorbed amount of thermal energy will be proportional to the specific heat capacities c k and masses m k of these components. Moreover, the mass m k of the component has a volume value equal to the product of the area of the region occupied by the component by the length L, due to the charge time r and the flow rate V. Components 4 with a heat pulse Q pass to sensors 6 located in the measuring section 5 on the grating, and each the sensor perceives and converts into EMF the thermal impulses from the components passing by it, and then the EMF is fed to the calculator 7 with the recorder.

В качестве датчика используется, гетерогенный градиентный датчик теплового потока (ГГДТП). Величина его постоянной времени равна 10-8 с, что позволяет сократить время обработки сигнала от компонентов и тем самым уменьшить взаимообмен тепловой энергией между компонентами, повышая достоверность получаемой информации. Датчик ГГДТП использует поперечный эффект Зеебека и выполнен на основе кристалла висмута (Bi), который вырабатывает ЭДС при обтекании его потоком с порцией тепловой энергии. Размеры датчика от 1×1 до 10×10 мм2, толщиной 0,1-0,2 мм.As a sensor, a heterogeneous gradient heat flux sensor (HGTF) is used. The value of its time constant is equal to 10 -8 s, which makes it possible to reduce the processing time of the signal from the components and thereby reduce the exchange of thermal energy between the components, increasing the reliability of the information received. The GGDTP sensor uses the lateral Seebeck effect and is based on a bismuth crystal (B i ), which generates an EMF when flowing around it with a portion of thermal energy. The dimensions of the sensor are from 1 × 1 to 10 × 10 mm 2 , with a thickness of 0.1-0.2 mm.

Датчики ГГДТП измеряют тепловые импульсы Q и передают информацию в вычислитель 7 в виде выработанных ими электродвижущих сил (ЭДС). Отклики датчиков на величину теплового потока компонентов в виде заряда Q теплового импульса будут разными в зависимости от различных величин удельной теплоемкости ск и массы тк компонентов.GGDTP sensors measure heat impulses Q and transmit information to the calculator 7 in the form of electromotive forces (EMF) generated by them. The responses of the sensors to the value of the heat flux of the components in the form of the charge Q of the heat pulse will be different depending on the different values of the specific heat capacity c k and the mass m k of the components.

Преобразование тепловой энергии от источника стабилизированных тепловых импульсов Q в виде теплового потока Ф в величину ЭДС, равную ЕДК, вырабатываемую датчиком, представлено следующей зависимостьюConversion of thermal energy from a source of stabilized thermal impulses Q in the form of a heat flux Ф into an EMF value equal to Е ДК generated by the sensor is represented by the following relationship

Figure 00000004
Figure 00000004

где K1 - коэффициент пропорциональности между зарядом и тепловым потоком; К2 - коэффициент преобразования датчика; Δt - заданное время подачи теплового импульса; Тк - температура нагретого компонента; Тх - температура холодного компонента; Ск - теплоемкость массы в объеме WK; ск - удельная теплоемкость компонента; mк - масса нагретого компонента в объеме WK. Датчик 6 преобразует в ЭДС величиной Едк тепловой поток Ф2, который проходит мимо датчика периодическими порциям в виде тепловых импульсов Q продолжительностью Δt.where K 1 - coefficient of proportionality between the charge and heat flow; K 2 - the conversion factor of the sensor; Δt is the specified time for the heat pulse; T to - the temperature of the heated component; T x is the temperature of the cold component; C k - heat capacity of the mass in the volume W K ; with to - specific heat capacity of the component; m k - the mass of the heated component in the volume W K. The sensor 6 converts the heat flux F 2 into an EMF of E qc value, which passes by the sensor in periodic portions in the form of heat pulses Q of duration Δt.

По измеренной величине ЭДС, равной

Figure 00000005
для конкретного компонента с массой mк и удельной теплоемкостью ск компонента, получим величину его искомой массы компонента
Figure 00000006
.According to the measured value of the EMF, equal to
Figure 00000005
for a specific component with mass m k and specific heat c k of the component, we obtain the value of its required mass of the component
Figure 00000006
...

Все компоненты с полученными от источника 3 порциями теплового потока Ф1 продвигаются в потоке ГЖС по каналу 1 от сечения 2 к измерительному сечению 5 с датчиками ГГДТП. Датчики расположены равномерно по сечению 5 канала на решетке и имеют непосредственный контакт с компонентами. Все датчики воспринимают только поток тепловой энергии и преобразуют его в виде импульсов ЭДС разной амплитуды, в зависимости от их принадлежности к компоненту к ПВ или газу Г. Компоненты, заряженные тепловыми импульсами, поочередно проходят мимо датчиков (фиг. 2) и датчики переводят тепловые импульсы в импульсы ЭДС. При этом должна быть выполнена рассортировка этих импульсов ЭДС по их принадлежности к конкретным компонентам и определение долей этих компонентов в общем потоке. Предложенным способом учитываются амплитуды импульсов ЭДС Eдк только величиной

Figure 00000007
и величиной
Figure 00000008
вычисленные программой для объемов компонентов с равномерно распределенными по площади сечения 2. Величина 5% определяется конкретной скважиной. Считаем тепловой заряд объема компонента, определяющий
Figure 00000009
принадлежит компоненту ПВ, а заряд, определяющий Eдк мин. принадлежит только компоненту Г газ. Между собой величины импульсов
Figure 00000010
и E дк ном мин номинально отличаются более чем в 2000 раз -
Figure 00000011
, поэтому идентификация компонента ПВ и компонента Г очевидна. Промежуточные величины
Figure 00000012
отнесем к нестабильному конденсату НК и складывать в отдельную корзину не будем.All components with 3 portions of the heat flux Ф 1 received from the source move in the flow of gas mixtures along channel 1 from section 2 to measuring section 5 with GHDTP sensors. The sensors are evenly spaced over the cross section of the channel 5 on the grill and have direct contact with the components. All sensors perceive only the flow of thermal energy and convert it in the form of EMF pulses of different amplitudes, depending on their belonging to the component to the PV or gas G. Components charged with thermal pulses alternately pass by the sensors (Fig. 2) and the sensors translate the thermal pulses into EMF pulses. In this case, sorting of these EMF pulses should be performed according to their belonging to specific components and the determination of the proportion of these components in the total flow. The proposed method takes into account the amplitudes of the EMF pulses E dc only by the value
Figure 00000007
and size
Figure 00000008
calculated by the program for the volumes of components with uniformly distributed over the cross-sectional area 2. The value of 5% is determined by a specific well. We consider the thermal charge of the volume of the component, which determines
Figure 00000009
belongs to the PV component, and the charge that determines E dk min. belongs only to the component Г gas. Pulse values between themselves
Figure 00000010
and E dk nom min nominally differ by more than 2000 times -
Figure 00000011
, therefore, the identification of the PV component and the G component is obvious. Intermediate quantities
Figure 00000012
we will attribute it to unstable condensate of NK and will not put it in a separate basket.

В дальнейшем вычисление количества массы НК (образ НК) произведем с помощью коэффициента кнк, извлеченного из уравнения сохранения масс в поперечном сечении измерительного участка вида

Figure 00000013
При этом две величины кпв и кг, измеренные датчиками и вычисленные по программе, будут известны.In the future, the calculation of the amount of mass of NK (image of NK) will be performed using the coefficient k nk , extracted from the equation of conservation of masses in the cross section of the measuring section of the form
Figure 00000013
In this case, two quantities k pv and k r , measured by the sensors and calculated using the program, will be known.

Массы

Figure 00000014
в каждом из объемов WK областей компонентов различные и, например для компонента ПВ, равна
Figure 00000015
, где
Figure 00000016
- плотность компонента ПВ в объеме области при этом теплоемкость будет равна
Figure 00000017
, где удельная тепло-емкость - спв и плотность -
Figure 00000018
пластовой воды общеизвестны из литературы (и данным лабораторных проб исследуемой скважины), также для газа -
Figure 00000019
(удельная теплоемкость: вода - 4,2; газ-1,4 КДж/кг*К и плотность: вода 1009; газ - 1,29 кг/ м3). Полученная ЭДС на датчике, пропорциональна теплоемкости Ск компонента и может быть представлена как, например для компонента ПВ будет
Figure 00000020
Figure 00000021
Masses
Figure 00000014
in each of the volumes W K, the component regions are different and, for example, for the PW component, is equal to
Figure 00000015
, where
Figure 00000016
- the density of the PV component in the volume of the region in this case, the heat capacity will be equal to
Figure 00000017
, where the specific heat capacity is with pw and the density is
Figure 00000018
formation water is well known from the literature (and data from laboratory samples of the investigated well), also for gas -
Figure 00000019
(specific heat: water - 4.2; gas - 1.4 KJ / kg * K and density: water 1009; gas - 1.29 kg / m 3 ). The resulting EMF on the sensor is proportional to the heat capacity C to the component and can be represented as, for example, for the PV component will be
Figure 00000020
Figure 00000021

Скорость потока ГЖС изменяется (V=var) и объем WK компонента, содержащий тепловую энергию, также изменяется и в результате изменяется преобразованная датчиком ЭДС

Figure 00000022
The flow rate of the gas mixture changes (V = var) and the volume W K of the component containing thermal energy also changes and, as a result, the EMF converted by the sensor changes
Figure 00000022

Увеличение скорости (V2>V1) при одинаковом тепловом заряде {Q1=Q2) и одинаковом времени

Figure 00000023
, его подачи приводит к увеличению длины L
Figure 00000024
области компонента нагретой тепловым импульсом зоны (L2>L1), его объема WK и массы (m2>m1).Increase in speed (V 2 > V 1 ) with the same thermal charge {Q 1 = Q 2 ) and the same time
Figure 00000023
, its filing leads to an increase in the length L
Figure 00000024
area of the component of the zone heated by the heat pulse (L 2 > L 1 ), its volume W K and mass (m 2 > m 1 ).

При этом величина периода Гц частоты

Figure 00000025
подачи теплового заряда и времени
Figure 00000026
подачи теплового заряда неизменны
Figure 00000027
In this case, the value of the period Hz frequency
Figure 00000025
heat charge and time
Figure 00000026
heat charge supply unchanged
Figure 00000027

Чтобы учесть влияние скорости V потока, которая связана с изменением длины L объема WK и величиной массы mк в этом объеме WK, по программе в вычислителе выполняется коррекция по скорости V поступающих от датчиков импульсов ЭДС. После этого выполняется по амплитудам ЭДС импульсов идентификация компонентов ПВ и Г и распределение их по соответствующим «корзинам» и расчет амплитуды импульсов ЭДС компонента НК.To take into account the effect of the flow velocity V, which is associated with a change in the length L of the volume W K and the value of the mass m k in this volume W K , according to the program in the calculator, a correction is made for the speed V of the EMF pulses coming from the sensors. After that, according to the amplitudes of the EMF pulses, the identification of the components of the PW and G and their distribution over the corresponding "baskets" and the calculation of the amplitude of the pulses of the EMF of the NK component are performed.

Для коррекции по скорости импульсов Eдк, поступающих от датчиков величин ЭДС, выполняется измерение скорости потока на измерительном участке (фиг. 1) канала 1 по времени т пробега теплового заряда со скоростью V потока между сечениями 2 и 5 с момента прекращения подачи нагрева в сечении 2 канала до момента прекращения измерения датчиком теплового потока в измерительном сечение 5 канала. По времени

Figure 00000028
вычислитель выполняет коррекцию амплитуды импульсов ЭДС по скорости в соответствии с зависимостью
Figure 00000029
где: Ек - скорректированные в вычислителе импульсы ЭДС, Eдк - полученные от датчиков импульсы ЭДС
Figure 00000030
- время пробега потока от сечения 2 к сечению 5. Объем компонента ПВ равен
Figure 00000031
компонента
Figure 00000032
объем компонента НК
Figure 00000033
где SПВ, SГ, SНК - площади компонентов внутри общей площади 5" поперечного сечения канала 1.To correct the velocity of the pulses E dc coming from the EMF value sensors, the flow velocity is measured in the measuring section (Fig. 1) of channel 1 in terms of the time t of the thermal charge travel with the flow velocity V between sections 2 and 5 from the moment of stopping the heating supply in the section 2 channels until the sensor stops measuring the heat flux in the measuring section 5 of the channel. By time
Figure 00000028
the calculator performs speed correction of the amplitude of the EMF pulses in accordance with the dependence
Figure 00000029
where: E k - EMF pulses corrected in the calculator, E dk - EMF pulses received from the sensors
Figure 00000030
is the travel time of the flow from section 2 to section 5. The volume of the PV component is equal to
Figure 00000031
component
Figure 00000032
volume of NK component
Figure 00000033
where S PW , S G , S NK are the areas of the components within the total area of 5 "of the cross-section of channel 1.

По откорректированным амплитудам Ек импульсов (для ПВ - Епв, для газа - Ег) по программе вычислителя проводится идентификация компонентов по их уровням ЭДС и распределяются полученные импульсы по «корзинам»: «ПВ» и «Г». Амплитуды Ек скорректированных импульсов ЭДС компонентов изменяются с изменением масштаба объема WK компонента и временем τ, т.е. уставки идентификации в виде

Figure 00000034
по плотности
Figure 00000035
и удельной теплоемкости ск также изменяются со скоростью V потока.According to the corrected amplitudes E k of impulses (for PV - E pv , for gas - E g ), the computer program identifies the components according to their EMF levels and distributes the received impulses to the "baskets": "PV" and "G". The amplitudes E k of the corrected EMF pulses of the components change with a change in the scale of the volume W K of the component and time τ, i.e. identification settings in the form
Figure 00000034
by density
Figure 00000035
and the specific heat c to also vary with the flow rate V.

Плотность

Figure 00000036
и удельная теплоемкость
Figure 00000037
приведенных для примера компонентов составляют произведения:
Figure 00000038
, (не нормируемые величины плотности
Figure 00000039
средние из 6 месторождений;Density
Figure 00000036
and specific heat
Figure 00000037
the components shown for example are works:
Figure 00000038
, (not standardized density values
Figure 00000039
average of 6 deposits;

Уренгойское

Figure 00000040
при 40°С. Процедура идентификации компонентов потока по уровням амплитуд импульсов показана на фиг. 2.Urengoyskoe
Figure 00000040
at 40 ° C. The procedure for identifying the components of the flow by the levels of the pulse amplitudes is shown in Fig. 2.

После идентификации по ЭДС компонентов ПВ и Г вычислителем по программе проводится построение областей с величинами ЭДС «ПВ» и ЭДС «Г» по показаниям датчиков сечения 5 в сумме набранных по своим «корзинам» для определения величины доли кпв и KГ площадей пластовой воды SПВ и площади газа SГ относительно общей площади S измерительного сечения 5. Отношение площадей

Figure 00000041
и
Figure 00000042
представляющей величину массы Мк каждого компонента в общей массе потока М по сумме ЭДС датчиков, попавших в соответствующую «корзину» ПВ и Г, является величиной доли компонента в общей массе потока М двухфазной среды. По программе вычислителя 7 считается, что оставшаяся часть площади сечения 5 принадлежит нестабильному конденсату НК (образ НК) в соответствии с уравнением сохранения масс в поперечном сечении измерительного участка.After identification by EMF of the components of PV and G, the computer uses the program to construct areas with the values of EMF "PV" and EMF "G" according to the readings of the sensors of section 5 in the sum of the accumulated in their "baskets" to determine the value of the proportion to pw and K G of the formation water areas S PV and gas area S G relative to the total area S of the measuring section 5. The ratio of areas
Figure 00000041
and
Figure 00000042
representing the value of the mass M to each component in the total mass of the flow M according to the sum of the EMF of the sensors that fall into the corresponding "basket" of PV and G, is the value of the fraction of the component in the total mass of the stream M of the two-phase medium. According to the program of the calculator 7, it is assumed that the remaining part of the cross-sectional area 5 belongs to the unstable condensate NK (NK image) in accordance with the equation of conservation of masses in the cross-section of the measuring section.

Массовые доли определены следующими соотношениями

Figure 00000043
. Например, дляMass fractions are determined by the following ratios
Figure 00000043
... For example, for

ПВ - это

Figure 00000044
, для газа -
Figure 00000045
, для НК - это
Figure 00000046
, где δ - размерный коэффициент.PV is
Figure 00000044
, for gas -
Figure 00000045
, for NK it is
Figure 00000046
, where δ is the dimensional coefficient.

На рис. 3 представлена геометрическая интерпретация распределения компонентов в сечении канала по долевым областям компонентов с датчиками, расположенными равномерно, представляющими доли кк компонентов в потоке, где 8 - область компонента ПВ «пластовая вода», 9 - область компонента НК «Нестабильный конденсат», 10- область компонента Г «газ», L- длина области.In fig. 3 shows a geometric interpretation of the distribution of the components in the cross section areas of the channel on equity components with sensors arranged uniformly, representing a fraction of a component in the flow, where 8 - component region PV "produced water", 9 - component region NC "Unstable condensate", 10- the area of the G component is "gas", L is the length of the area.

Для определения самих масс Мк компонентов блоком 7 по программе вычисляется общая масса М, как сумма масс всех компонентов, проходящих потоком среды через измерительное сечение 5 измеренными величинами амплитуд ЭДС компонентов ПВ и Г, и условно вычисленной амплитуды импульса ЭДС «образа» компонента НК (образ НК) для всей области компонента НК. Средняя величина ЭДС области компонента НК, сложного по составу углеводородов, принимается, как образ НК, расчетнаяTo determine the masses M to the components themselves, block 7 according to the program calculates the total mass M as the sum of the masses of all components passing by the flow of the medium through the measuring section 5 by the measured values of the EMF amplitudes of the components of the PW and G, and the conventionally calculated amplitude of the EMF pulse of the "image" of the NC component ( NK image) for the entire area of the NK component. The average value of the EMF of the region of the NC component, complex in the composition of hydrocarbons, is taken as an image of the NC, calculated

Figure 00000047
Figure 00000047

Figure 00000048
и далее
Figure 00000048
and further

Figure 00000049
Figure 00000049

Каждый датчик измеряет тепловой поток Ф при нагреве одним импульсом теплового заряда Q в соответствии с общим уравнением преобразования. Общая суммарная масса М всех компонентов в потоке определяется вычислителем по суммам величин Еа со всех датчиков области Sпв - это

Figure 00000050
для компонента ПВ и для компонента Г - это будет
Figure 00000051
которые находятся в «корзинах».Each sensor measures the heat flux Ф when heated by one pulse of thermal charge Q in accordance with the general conversion equation. The total total mass M of all components in the flow is determined by the calculator from the sums of the values of E and from all sensors of the area Spv - this is
Figure 00000050
for the PV component and for the G component - this will be
Figure 00000051
which are in the "baskets".

Отдельно принятая для компонента НК (как образ НК) - это

Figure 00000052
и в сумме будет
Figure 00000053
Separately adopted for the NDT component (as an NDT image) is
Figure 00000052
and the sum will be
Figure 00000053

В результате раздельно массы Мк компонентов составят: масса компонента ПВ будет

Figure 00000054
, компонента
Figure 00000055
, компонента
Figure 00000056
Это подсчет текущих значений масс Мп компонентов в момент подачи теплового импульса Q. Для оценки количества накопленных масс М, прошедших за определенный промежуток времени, например за сутки, информация вырабатывается по подсчету величины ЭДС, накопленной за заданное время, по компонентам ПВ и Г, по компоненту НК принимается «образ величины» ЭДС. При этом величины ЭДС считаются по областям компонентов. То-есть, имеем в текущий момент массу всех компонентов нагретой одним тепловым импульсом по областям компонентов ПВ, Г и
Figure 00000057
далее имеем объединенную нагретую и не нагретую массу Мс потока, прошедшую через сечение с датчиками за один цикл Гц частоты подачи импульсов обогрева N (рис. 1) с допущением, что в не нагретом участке потока сохраняется содержание массы, определенное в нагретой части этого цикла -
Figure 00000058
; и наконец,As a result, separately the masses of M and the components will be: the mass of the PV component will be
Figure 00000054
, component
Figure 00000055
, component
Figure 00000056
This is the calculation of the current values of the masses M n of the components at the moment the heat pulse Q is applied. To estimate the number of accumulated masses M that have passed over a certain period of time, for example, per day, information is generated by calculating the value of the EMF accumulated over a given time for the components of the PW and G, the “image of the magnitude” of the EMF is taken for the NC component. In this case, the EMF values are calculated over the areas of the components. That is, we have at the current moment the mass of all components heated by one heat pulse in the regions of the components PW, G and
Figure 00000057
then we have a combined heated and unheated mass M from the flow that has passed through the cross section with the sensors in one cycle G c of the heating pulse frequency N (Fig. 1) with the assumption that the mass content determined in the heated part of this flow remains in the unheated section of the flow cycle -
Figure 00000058
; and finally

имеем накопленную массу Мм за заданный промежуток времени, например сутки, -

Figure 00000059
Figure 00000060
, где N - количество импульсов обогрева, прошедших за этот заданный промежуток времени.we have the accumulated mass M m for a given period of time, for example, a day, -
Figure 00000059
Figure 00000060
, where N is the number of heating pulses that have passed during this specified period of time.

По известным, ранее вычисленным, долям

Figure 00000061
компонентов от общей массы
Figure 00000062
определяются и накопленные массы отдельных компонентов: компонента ПВ
Figure 00000063
, компонента Г газа -
Figure 00000064
и компонента
Figure 00000065
According to the known, previously calculated, shares
Figure 00000061
components from the total mass
Figure 00000062
the accumulated masses of individual components are also determined:
Figure 00000063
, component G of the gas -
Figure 00000064
and component
Figure 00000065

Предложенным способом обеспечивается упрощенное измерение расхода компонентов ПВ и Г и расчет нестабильного газового конденсата НК с использованием единого параметра идентификации компонента - теплового импульса.The proposed method provides a simplified measurement of the flow rate of the PW and G components and the calculation of the unstable gas condensate NK using a single component identification parameter - a heat pulse.

Claims (1)

Способ измерения дебита газоконденсатной скважины, характеризующийся тем, что проводят поток конденсата через измерительный участок канала от сечения заряда к измерительному сечению с градиентными датчиками теплового потока, заряжают поток тепловыми импульсами предварительно в сечении заряда, измеряют в сечении с датчиками импульсы ЭДС как параметры принадлежности к конкретным компонентам пластовой воды и газа, сортируют компоненты по импульсам ЭДС, строят области компонентов воды и газа в сечении канала, вычисляют область компонента нестабильного конденсата, определяют по областям доли компонентов в общем массовом расходе конденсата и общий расход компонентов.A method for measuring the flow rate of a gas condensate well, characterized by the fact that the condensate flow is conducted through the measuring section of the channel from the charge section to the measuring section with gradient heat flow sensors, the flow is charged with heat pulses in advance in the charge section, EMF pulses are measured in the section with sensors as parameters of belonging to specific components of formation water and gas, the components are sorted by EMF pulses, the regions of water and gas components in the channel cross-section are plotted, the region of the unstable condensate component is calculated, and the regions of the proportion of components in the total mass flow rate of condensate and the total consumption of components are determined.
RU2020138569A 2020-11-25 2020-11-25 Method for measuring the flow rate of a gas condensate well RU2760858C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020138569A RU2760858C1 (en) 2020-11-25 2020-11-25 Method for measuring the flow rate of a gas condensate well

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020138569A RU2760858C1 (en) 2020-11-25 2020-11-25 Method for measuring the flow rate of a gas condensate well

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2760858C1 true RU2760858C1 (en) 2021-12-01

Family

ID=79174001

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020138569A RU2760858C1 (en) 2020-11-25 2020-11-25 Method for measuring the flow rate of a gas condensate well

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2760858C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4813270A (en) * 1988-03-04 1989-03-21 Atlantic Richfield Company System for measuring multiphase fluid flow
RU2434206C1 (en) * 2010-04-22 2011-11-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" Method of determination of coolant flow rate by characteristic point of power and spectral density of voltage of magnet induction converter of ball flow metre
CN102890099A (en) * 2012-06-18 2013-01-23 中国海洋大学 Method and device for measuring components of mixture
RU2596611C2 (en) * 2014-05-14 2016-09-10 Акционерное общество "Инженерно-производственная фирма "Сибнефтеавтоматика" (АО "ИПФ "СибНА") Adaptive method for measuring flow rate of gas condensate well products
RU2726304C1 (en) * 2019-11-01 2020-07-13 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук Method for determining component flow rate of gas-fluid medium
RU2730364C1 (en) * 2019-11-13 2020-08-21 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук Method of determining content of a gas-liquid medium component

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4813270A (en) * 1988-03-04 1989-03-21 Atlantic Richfield Company System for measuring multiphase fluid flow
RU2434206C1 (en) * 2010-04-22 2011-11-20 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" Method of determination of coolant flow rate by characteristic point of power and spectral density of voltage of magnet induction converter of ball flow metre
CN102890099A (en) * 2012-06-18 2013-01-23 中国海洋大学 Method and device for measuring components of mixture
RU2596611C2 (en) * 2014-05-14 2016-09-10 Акционерное общество "Инженерно-производственная фирма "Сибнефтеавтоматика" (АО "ИПФ "СибНА") Adaptive method for measuring flow rate of gas condensate well products
RU2726304C1 (en) * 2019-11-01 2020-07-13 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук Method for determining component flow rate of gas-fluid medium
RU2730364C1 (en) * 2019-11-13 2020-08-21 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова Российской академии наук Method of determining content of a gas-liquid medium component

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ЗИМИН М.И. и др., Измерения бессепарационным методом расхода и количества продукции, извлекаемой из газоконденсатной скважины, Журнал "ИСУП", N 5(35), 2011. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU674141B2 (en) Method and apparatus for the measurement of the mass flowrates of fluid components in a multiphase slug flow
Runkel Toward a transport‐based analysis of nutrient spiraling and uptake in streams
Dohmen‐Janssen et al. Mobile‐bed effects in oscillatory sheet flow
US20150134275A1 (en) Steam flow rate metering device and metering method therefor
CN102405398B (en) There is the multi-phase flowmeter in batches separated
AU618602B2 (en) Measurement of flow velocity and mass flowrate
RU2726304C1 (en) Method for determining component flow rate of gas-fluid medium
AU2013405149B2 (en) Coriolis direct wellhead measurement devices and methods
CN107228693A (en) System and method for determining gas
WO1994021999A1 (en) Vibrating tube densimeter
EA011148B1 (en) Method and system for analyzing multi-phase mixtures
US20140136125A1 (en) System and method for multi-phase fluid measurement
US4876897A (en) Steam quality measurement apparatus and method
CN105486358A (en) Gas-liquid two-phase flow parameter measuring method based on double-differential pressure of Venturi tube
RU2760858C1 (en) Method for measuring the flow rate of a gas condensate well
Zhu et al. Flow regime detection using gamma-ray-based multiphase flowmeter: A machine learning approach
RU211157U1 (en) Device for measuring the flow rate of a gas condensate well
Vandenbohede et al. Parameter estimation based on vertical heat transport in the surficial zone
RU2730364C1 (en) Method of determining content of a gas-liquid medium component
RU2011151455A (en) METHOD OF INTELLECTUAL ENERGY SAVING BASED ON INSTRUMENTAL MULTI-PARAMETER MONITORING ENERGY AUDIT AND DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION
RU2280159C2 (en) Method and device for liquid flow rate measurement in well
RU2744486C1 (en) Method for determining mass of a gas-liquid medium component
JP2022028913A (en) Flowing vapor pressure apparatus and related method
RU2566158C2 (en) Oil well yield measuring method for measuring group units
RU2718140C1 (en) Method for measuring mass of one of components of a two-component substance with temperature correction and device for its implementation