Бессепарационный способ определения объёмных долей газа, конденсата и воды в продуктах добычи газоконденсатных скважин

Рассмотрена проблема нехватки приборов для оперативного измерения покомпонентных продуктов добычи газоконденсатных скважин – многофазных расходомеров. Описаны актуальные задачи, решаемые с применением многофазных расходомеров, и основное требование к этим приборам – измерение компонентов газоконденсатного потока без его разделения на газовую и жидкую фазы с помощью сепаратора. Предложен способ определения объёмных содержаний компонентов продукции газоконденсатных и нефтегазоконденсатных скважин с использованием бессепарационной техники регистрации компонентов. Описано зондирование газожидкостного потока радиоволнами дециметрового диапазона в момент прохождения потока через сверхвысокочастотный резонатор и предложен вариант конструкции бессепарационного анализатора объёмных долей газа, конденсата и воды в продуктах добычи газоконденсатных скважин. По результатам измерений сдвига частоты и добротности резонатора определены объёмные доли газа, воды и конденсата. При этом обеспечена приемлемая погрешность (менее 5 %) определения количества конденсата только при высоких конденсатогазовых факторах (300–1000 см³/м³) и низких водогазовых факторах (30–100 см³/м³). С увеличением доли воды или уменьшением доли конденсата погрешность определения конденсатогазового фактора становится недопустимо высокой (более 10 %). Показано, что данную погрешность можно уменьшить путём введения в расходомер байпасной линии, содержащей фильтр для отделения жидкой фазы и опорный резонатор. Опорный резонатор регистрирует сдвиг частоты, обусловленный газовой фазой. Фильтр зондируется радиолучом восьмимиллимитрового диапазона, реагирующим на содержание только водного компонента. Данные, получаемые с резонатора и фильтра, значительно расширяют диапазон регистрируемых конденсатогазовых и водогазовых факторов. Предложенные технические решения, реализуемые в многофазных расходомерах для газоконденсатных месторождений, позволяют определять объёмные доли компонентов в продуктах добычи газоконденсатных скважин и контролировать качество работы сепараторов, отделяющих жидкость перед дальнейшей подачей газа (при установке техники как перед сепаратором, так и после него). Резонаторы с большим проходным сечением можно использовать для контроля газожидкостного потока, протекающего по трубопроводам больших диаметров, таких как коллекторные трубопроводы.

1. Абрамов Г. С. Решение проблемы надёжного покомпонентного дебита нефтяных скважин. // Материалы II Общероссийской конференции по расходометрии, Тюмень, 1–2 ноября 2004. М.: ВНИИОЭНГ, 2005. С. 14–27.

2. Кремлевский П. П. Измерение расхода многофазных потоков. Л.: Машиностроение, 1982. 214 с.

3. Кремлевский П. П. Расходомеры и счётчики количества вещества: Справочник. Кн. 2. СПб.: Политехника, 2004. 412 с.

4. Малышев С. Л. Контроль и воспроизведение двухфазного потока на эталоне массового расхода газожидкостных смесей: дис. канд. техн. наук (Казанский национальный исследовательский технический университет им. А. Н. Туполева, Казань. 2017).

5. Ермолкин О. В. Современные измерительные приборы и аппаратура для нефтегазодобычи // Газовая промышленность. 2014. № 1(701). С. 79–81.

6. Новопашин В. Ф., Беляев В. Б., Орехов Ю. И. и др. Испытания расходомера РГЖ-001-01 на скважине 24.2 Заполярного НГКМ // Газовая промышленность. 2011. № 6(660). С. 36–39.

7. Москалев И. Н., Семенов А. В., Горбунов Ю. А., Величко М. А. Перспективы использования СВЧ-анализаторов объёмной доли компонентов продуктов добычи газоконденсатных и нефтегазоконденсатных скважин при больших расходах газа // Средства измерений, автоматизации, телемеханизации и связи. РГУ нефти и газа (НИУ) им. И. М. Губкина. 2020. № 12(569). С. 5–10. https://doi.org/10.33285/0132-2222-2020-12(569)-5-10

8. Гришин Д. В., Голод Г. С., Москалев И. Н., Деревягин Г. А., Хапов Д. А., Кочнев В. В. Метод и техника непрерывного определения коэффициента сжимаемости газов // Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности. 2016. № 1. С. 11–20.

9. Москалев И. Н., Семенов А. В. Алгоритм определения объёмных долей газа, воды и конденсата в продуктах добычи газоконденсатных и нефтегазоконденсатных скважин с высоким содержанием жидкой фазы // Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности. 2019. № 10(555). С. 12–18. https://doi.org/10.33285/0132-2222-2019-10(555)-12-18

10. Москалев И. Н., Семенов А. В., Горбунов И. А., Горбунов Ю. А. Организация высокоточных измерений объёмных долей газа, воды и конденсата в продуктах добычи газоконденсатных и нефтегазоконденсатных скважин // Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности. 2020. № 7(564). С. 5–12. https://doi.org/10.33285-0132-2222-2020-7(564)-5-12