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, обладающего высокой точностью для измерения незначительного количества примеси, уносимой из сепаратора.

Известны способ освоения газовых и газоконденсатных скважин и устройство для его осуществления (пат. РФ N 2059066 C1, кл. E 21 B 47/00, опубл. 27.04.96 Бюл. N 12), включающий подачу имеющего примеси флюида в сепаратор и измерение количества уловленной сепаратором примеси.

Недостатком указанного способа является необходимость установки перед сепаратором специального измерительного оборудования для подачи примеси в поток флюида и измерения ее количества при определении коэффициента сепарации.

Задачей изобретения является разработка способа определения коэффициента сепарации без использования специального измерительного оборудования.

Технический результат достигается за счет использования двух сепараторов, коэффициенты сепарации которых определяются одновременно.

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 сепаратор, измерение количества уловленной сепаратором примеси и последовательную по ходу движения флюида установку второго сепаратора, количество уловленной сепараторами примеси измеряют одновременно на каждом сепараторе, после чего при использовании одинаковых сепараторов измерения завершают и рассчитывают коэффициент сепарации по формуле

где k - коэффициент сепарации;
V₁ - количество примеси, уловленной первым сепаратором, когда он установлен первым по ходу движения флюида;
V₂ - количество примеси, уловленной вторым сепаратором, когда он установлен вторым по ходу движения флюида,
а при использовании разных сепараторов прекращают подачу флюида в сепараторы и устанавливают их в обратном порядке, после чего снова подают имеющий примеси флюид в сепараторы и одновременно измеряют количество уловленных сепараторами примесей на каждом сепараторе, а коэффициенты сепарации рассчитывают по формулам


где k₁, k₂ - коэффициенты сепарации соответственно первого и второго сепараторов;
V₁ - количество примеси, уловленной первым сепаратором, когда он установлен первым по ходу движения флюида;
V₂ - количество примеси, уловленной вторым сепаратором, когда он установлен вторым по ходу движения флюида;
V₃ - количество примеси, уловленной вторым сепаратором, когда он установлен первым по ходу движения флюида;
V₄ - количество примеси, уловленной первым сепаратором, когда он установлен вторым по ходу движения флюида.

Способ реализуется следующим образом.

На трубопровод устанавливают последовательно друг за другом два сепаратора. Затем в трубопровод подают флюид, содержащий примеси. Проходя последовательно через первый, а затем второй сепараторы, флюид очищается, а уловленные примеси собирают в специальные емкости. Через некоторое время, когда сепараторы уловят достаточно примеси, одновременно измеряют ее количество на обоих сепараторах. Если известно, что сепараторы одинаковые, то измерения завершают, а коэффициент сепарации рассчитывают по формуле
(1)
где k - коэффициент сепарации;
V₁ - количество примеси, уловленной первым сепаратором, когда он установлен первым по ходу движения флюида;
V₂ - количество примеси, уловленной вторым сепаратором, когда он установлен вторым по ходу движения флюида.

Если сепараторы разные и могут иметь различные коэффициенты сепарации, то измерения продолжают. Для этого прекращают подачу флюида в сепараторы и устанавливают их в обратном порядке: сначала второй, после него первый сепаратор. Затем снова подают флюид, имеющий примеси, в сепараторы и через некоторое время, когда сепараторы уловят достаточно примеси, одновременно измеряют ее количество на обоих сепараторах. Коэффициенты сепарации рассчитывают по формулам
(2)

где k₁, k₂ - коэффициенты сепарации соответственно первого и второго сепараторов;
V₁ - количество примеси, уловленной первым сепаратором, когда он установлен первым по ходу движения флюида;
V₂ - количество примеси, уловленной вторым сепаратором, когда он установлен вторым по ходу движения флюида;
V₃ - количество примеси, уловленной вторым сепаратором, когда он установлен первым по ходу движения флюида;
V₄ - количество примеси, уловленной первым сепаратором, когда он установлен вторым по ходу движения флюида.

Пример конкретной реализации способа.

На скважине 74 Медвежьего месторождения 16 сентября 1998 года проводились работы с целью определения предлагаемым способом коэффициентов сепарации нескольких сепараторов коллектора "Надым-1" (А.И. Гриценко и др. Руководство по исследованию скважин. - М.: Наука, 1995, с. 499). На конце выкидной линии скважины были последовательно установлены два одинаковых сепаратора. Скважина была запущена на 30 минут в работу на режиме с дебитом 324 тыс. м³/сут. Газ со скважины, содержащий жидкость, по выкидной линии поступал последовательно в первый сепаратор, затем во второй сепаратор, очищался от жидкости и выпускался в атмосферу. Удаляемая из газа жидкость собиралась в специальные контейнеры, которыми были оборудованы каждый из сепараторов. После остановки скважины жидкость из контейнеров сливалась в специальную мерную емкость, с помощью которой измерялось количество жидкости, удаленной из газа каждым сепаратором. В контейнерах первого сепаратора находилось V₁ = 9000 см³ жидкости, а в контейнерах второго сепаратора - V₂ = 500 см³ жидкости. Коэффициент сепарации был рассчитан по формуле
(1)
где k - коэффициент сепарации;
V₁ - количество примеси, уловленной первым сепаратором, когда он установлен первым по ходу движения газа;
V₂ - количество примеси, уловленной вторым сепаратором, когда он установлен вторым по ходу движения газа.

и составил величину k = 0,94.

После этого на конце выкидной линии скважины были последовательно установлены два разных сепаратора: сначала первый, затем второй сепаратор. Скважина была запущена на 30 минут в работу на режиме с дебитом 234 тыс.м³/сут. После остановки скважины было измерено количество жидкости, удаленной из газа каждым сепаратором. В контейнерах первого сепаратора находилось V₁ = 4000 см³ жидкости, а в контейнерах второго сепаратора - V₂ = 700 см³ жидкости. Затем сепараторы были установлены на выкидной линии скважины в обратном порядке: сначала второй, после него первый сепаратор. Скважина снова была запущена на 30 минут в работу на режиме с дебитом 240 тыс.м³/сут. После остановки скважины было измерено количество жидкости, удаленной из газа сепараторами. В контейнерах второго сепаратора находилось V₃ = 5000 см³ жидкости, а в контейнерах первого сепаратора - V₄ = 700 см³ жидкости. Коэффициенты сепарации были рассчитаны по формулам
(2)

где k₁, k₂ - коэффициенты сепарации соответственно первого и второго сепараторов;
V₁ - количество примеси, уловленной первым сепаратором, когда он установлен первым по ходу движения газа;
V₂ - количество примеси, уловленной вторым сепаратором, когда он установлен вторым по ходу движения газа;
V₃ - количество примеси, уловленной вторым сепаратором, когда он установлен первым по ходу движения газа;
V₄ - количество примеси, уловленной первым сепаратором, когда он установлен вторым по ходу движения газа;
и составили величины, соответственно k₁ = 0,83 и k₂ = 0,86.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет одновременно определять коэффициенты сепарации двух сепараторов без использования специального измерительного оборудования, что снижает затраты на проведение работ. Кроме того, отсутствие дополнительного измерительного оборудования дает возможность избежать вносимой им погрешности, что повышает точность результатов. Исключительно важно то, что измерение коэффициентов сепарации производят при работе сепараторов в реальных условиях, например, на газовых скважинах, что также способствует повышению точности результатов, поскольку отсутствуют ошибки, возникающие при моделировании реальных потоков флюидов.