СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА СЕПАРАЦИИ

Изобретение относится к области нефтегазовой промышленности и может быть использовано для определения коэффициентов сепарации установок очистки флюидов, а также сепараторов, предназначенных для контроля содержания примесей в потоке флюида.

Известен способ определения коэффициента сепарации, включающий измерение количества примеси, уловленной сепаратором, и количества примеси в измерителе уноса после сепаратора при установившемся режиме течения флюида через сепаратор [Методические указания по комплексному исследованию технологических установок подготовки газа и конденсата к транспорту. – М.: ВНИИЭгазпром, 1979, с. 28-29].

Недостатком указанного способа является необходимость установки после сепаратора специального измерителя уноса, отбирающего только часть потока газа, что может приводить к значительным погрешностям измерения при неравномерном распределении жидкости по сечению трубы. Кроме того, в обвязке сепаратора должно быть установлено специальное устройство для ввода измерительных зондов внутрь трубы для отбора газа, которое часто отсутствует.

Известен способ определения коэффициента сепарации с помощью двух сепараторов, установленных последовательно по ходу газа, включающий измерение количества уловленных сепараторами примесей [Патент на изобретение №2169604 «Способ определения коэффициента сепарации» от 27.06.2001]. При различных характеристиках сепараторов требуется дополнительно установить их в обратном порядке, после чего снова подать имеющий примеси флюид в сепараторы и измерить количество уловленных в них примесей. Только после этого возможно определить коэффициенты сепарации каждого сепаратора.

Недостатком указанного способа является невозможность его применения для сепараторов, которые нельзя установить сначала в прямом, а потом в обратном порядке, например, для стационарно установленных сепараторов. Кроме того, при высоком значении коэффициента сепарации во втором по ходу движения газа сепараторе будут улавливаться очень незначительные объемы жидкости, что приведет к снижению точности измерений.

Задачей изобретения является разработка способа определения коэффициента сепарации без использования специального измерительного оборудования, не требующего дополнительную переустановку сепараторов и повышающего точность измерений.

Технический результат достигается за счет подключения сначала двух сепараторов, через которые имеющий примеси флюид проходит последовательно, а затем одного сепаратора.

Целью изобретения является повышение точности получаемых результатов и сокращение затрат на определение коэффициента сепарации.

Указанная цель достигается тем, что в предлагаемом способе определения коэффициента сепарации, включающем подачу имеющего примеси флюида в два сепаратора, установленные последовательно по ходу его движения, флюид в сепараторы подают в течение заданного интервала времени, необходимого для накопления достаточного для измерений количества уловленной сепараторами примеси, после завершения которого измеряют количество примеси в первом и втором по ходу движения флюида сепараторах, а затем подают флюид с теми же расходом и содержанием в нем примесей в обход первого сепаратора во второй в течение другого заданного интервала времени, необходимого для накопления в нем достаточного для измерений количества уловленной примеси, после завершения которого измеряют это количество примеси и рассчитывают коэффициенты сепарации первого и второго сепараторов по формулам:

k₁ - коэффициент сепарации первого по ходу движения флюида сепаратора;

k₂ - коэффициент сепарации второго по ходу движения флюида сепаратора;

V₁₁ - количество примеси, уловленной первым по ходу движения флюида сепаратором, при подаче флюида в первый и второй сепаратор;

V₂₁ - количество примеси, уловленной вторым по ходу движения флюида сепаратором, при подаче флюида в первый и второй сепаратор;

V₂₂ - количество примеси, уловленной вторым по ходу движения флюида сепаратором, при подаче флюида только во второй сепаратор;

t₁ - заданный интервал времени подачи флюида в первый и второй сепаратор;

t₂ - заданный интервал времени подачи флюида только во второй сепаратор.

Следует отметить, что коэффициент сепарации первого сепаратора может быть определен независимо от характеристик второго сепаратора по формуле (1). При этом время накопления уловленных примесей можно подобрать таким образом, чтобы обеспечить наиболее оптимальные количества примесей для повышения точности измерений. Кроме того, если отсутствует необходимость определения коэффициента сепарации второго сепаратора количество примесей в первом сепараторе можно не измерять для ускорения работ.

Способ реализуется следующим образом.

В трубопровод, к которому последовательно друг за другом подключены два сепаратора, подают флюид, содержащий примеси. Проходя последовательно сначала через первый, а затем второй сепараторы, флюид очищается, а уловленные примеси собирают в специальные емкости. Через заданное время, когда сепараторы уловят достаточно примеси, одновременно измеряют ее количество на обоих сепараторах. После этого уловленную примесь из сепараторов удаляют.

Затем отключают первый сепаратор и в обход его подают флюид с тем же расходом и тем же содержанием примесей сразу во второй сепаратор. После завершения другого заданного интервала времени, когда во втором сепараторе накопиться достаточное количество уловленной примеси, измеряют ее количество. Коэффициенты сепарации первого и второго сепараторов рассчитывают по формулам:

,

,

где k₁ - коэффициент сепарации первого по ходу движения флюида сепаратора;

k₂ - коэффициент сепарации второго по ходу движения флюида сепаратора;

V₁₁ - количество примеси, уловленной первым по ходу движения флюида сепаратором, при подаче флюида в первый и второй сепаратор;

V₂₁ - количество примеси, уловленной вторым по ходу движения флюида сепаратором, при подаче флюида в первый и второй сепаратор;

V₂₂ - количество примеси, уловленной вторым по ходу движения флюида сепаратором, при подаче флюида только во второй сепаратор;

t₁ - заданный интервал времени подачи флюида в первый и второй сепаратор;

t₂ - заданный интервал времени подачи флюида только во второй сепаратор.

Пример конкретной реализации способа

На скважине 3206 Бованенковского месторождения проводились работы по определению характеристик стационарно подключенного к скважине сепаратора, который предназначен для измерения содержания примеси (пластовой воды, конденсата, механических примесей) в продукции скважины на различных режимах работы в процессе проведения газодинамических и газоконденсатных исследований. С целью определения предлагаемым способом коэффициента сепарации на конце факельной линии скважины был установлен коллектор «Надым-1» [А.И. Гриценко и др. Руководство по исследованию скважин. - М.: Наука, 1995, с. 499], в состав которого входит малогабаритный сепаратор. Газ с примесями со скважины подавался на первый стационарный сепаратор, а затем поступал через факельную линию на второй сепаратор, который входил в состав коллектора «Надым-1». Скважина была запущена в работу на t₁=3 часа на режиме с дебитом 535 тыс. м³/сут. Газ со скважины, содержащий примеси, поступал последовательно сначала в первый сепаратор, а затем во второй сепаратор. Удаляемые из газа примеси собирались в специальные контейнеры, которыми были оборудованы каждый из сепараторов. После завершения заданного интервала времени скважина была переключена на работу в газосборную сеть с тем же расходом газа для исключения влияния нестационарных процессов при ее остановке и пуске. В этот период содержимое контейнеров сепараторов было слито в специальную мерную емкость, с помощью которой измерено количество уловленных примесей в каждом сепараторе. В контейнерах первого сепаратора находилось V₁₁=34 л пластовой жидкости, а в контейнерах второго сепаратора - V₂₁=2,9 л жидкости.

После этого первый стационарный сепаратор был отключен, а скважина переключена на работу по факельной линии. При этом газ из скважины в обход первого сепаратора по байпасной линии поступал через факельную линию на второй сепаратор (коллектор «Надым-1»). Скважина была запущена в работу на t₂=1 час на том же режиме с дебитом 535 тыс. м³/сут. Затем скважина была остановлена и определено количество пластовой жидкости во втором сепараторе - V₂₂=11 л.

По формулам (1) и (2) были рассчитаны коэффициенты сепарации первого и второго сепараторов:

,

,

где k₁ - коэффициент сепарации первого по ходу движения флюида сепаратора;

k₂ - коэффициент сепарации второго по ходу движения флюида сепаратора;

V₁₁ - количество примеси, уловленной первым по ходу движения флюида сепаратором, при подаче флюида в первый и второй сепаратор;

V₂₁ - количество примеси, уловленной вторым по ходу движения флюида сепаратором, при подаче флюида в первый и второй сепаратор;

V₂₂ - количество примеси, уловленной вторым по ходу движения флюида сепаратором, при подаче флюида только во второй сепаратор;

t₁ - заданный интервал времени подачи флюида в первый и второй сепаратор;

t₂ - заданный интервал времени подачи флюида только во второй сепаратор.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет определять коэффициенты сепарации одновременно двух сепараторов или только первого сепаратора без использования специального измерительного оборудования, что снижает затраты на проведение работ. При этом возможность подбора интервалов времени накопления примесей сначала при работе двух сепараторов, а затем - только одного, таким образом, чтобы обеспечить оптимальные объемы примесей для измерения, повышает точность результатов. Кроме того, измерение коэффициентов сепарации производят при работе сепараторов в реальных условиях, что также способствует повышению точности результатов, поскольку отсутствуют ошибки, возникающие при моделировании реальных потоков флюидов.