Разработка промыслового мобильного эталона 2-го разряда как инструмента поверки установок измерения скважинной продукции

Abstract

In recent years, in the oil production industry there is a tendency of mass use of stationary multiphase metering units for determining oil, water, and associated gas flow rates in the recoverable well production. Automated group metering units, allowing to cover the whole group of wells in rotation metering mode, became widespread. The necessity of equipping wells with individual or group measuring devices is dictated, first of all, by the economic tasks of improving oil recovery factor and production optimization. In these conditions, the task of periodic verification of stationary measuring devices in the field with the help of mobile standards-measuring devices of higher accuracy class becomes urgent. The standard’s mobility and the need to work in the field with fluids of different composition significantly complicates the task of creating such a device. The practicality and economy of the created units first of all depends on a choice of a measuring method determining the design of the unit. This article analyzes the existing types of equipment for measuring oil, gas, and water consumption at the oil production wells. Showing the main advantages and disadvantages of each of them, this paper proves the necessity of using complex solutions based on different physical principles to improve the accuracy of measurements. The authors have proposed a combined scheme of a mobile standard of the 2nd category with a dynamic method for measuring the phase rates at the core. The unit performs a multi-stage partial separation of the input multiphase flow into liquid and gas phases and determines the fractions of water and oil in the liquid stream using a hydrostatic-type mixture composition analyzer. In addition, this article indicates the ways of increasing the accuracy of the measuring installation.

В последние годы в нефтедобывающей отрасли прослеживается тенденция массового использования стационарных многофазных замерных установок для определения расходов нефти, воды и попутного газа в извлекаемой продукции скважин. Широкое распространение получили автоматизированные групповые замерные установки, позволяющие охватить замером целые группы скважин в режиме поочередного измерения. Необходимость оснащения скважин индивидуальными или групповыми средствами измерений диктуется в первую очередь экономическими задачами повышения коэффициентов нефтеотдачи и оптимизации процессов добычи. В этих условиях весьма актуальной становится задача проведения периодической поверки стационарных измерительных установок на местах с помощью передвижных эталонов-измерительных установок более высокого класса точности. Мобильность эталона и необходимость работы в полевых условиях с флюидами самого различного состава существенно усложняет задачу создания подобного устройства. Практичность и экономичность создаваемых установок в первую очередь зависит от выбора способа измерения, определяющего конструкцию установки. В данной статье проведен анализ существующих видов измерительных установок для определения расхода нефти, газа и воды на добывающих нефтяных скважинах. Показаны основные достоинства и недостатки каждого из них. Сделан вывод о необходимости применения комплексных решений, основанных на различных физических принципах для повышения точности измерений. Авторами предложена комбинированная схема промыслового мобильного эталона 2-го разряда, в основе которой лежит динамический метод измерения расходов фаз. В установке осуществляется многоступенчатая частичная сепарация входного многофазного потока на жидкую и газовую фазы. Определение долей воды и нефти в жидком потоке производится с использованием анализатора состава смеси гидростатического типа. Указаны пути повышения точности измерительной установки.