Способ и установка для измерения параметров газожидкостной и жидкостной смеси, добываемой из нефтяных скважин

1. Способ измерения параметров газожидкостной и жидкостной смеси, добываемой из нефтяных скважин, оборудованных двухфазным сепаратором, включающий разделение газожидкостной смеси в двухфазном сепараторе на жидкостный и газовый каналы, измерение в жидкостном канале параметров жидкой смеси, отличающийся тем, что обеспечивают измерение параметров неразделенной газожидкостной смеси - стабильной эмульсии, подаваемой из скважин в газожидкостный канал, при этом предварительно кодируют скважины, подающие стабильную эмульсию и нестабильтную эмульсию газожидкостной смеси, далее, при помощи многоходового переключателя газожидкостной смеси из скважин, подключенного к выходам этих скважин и оснащенного платой шифраторов кодов с номерами скважин, электрический сигнал, от которого поступает на плату дешифратора номеров скважин в блоке управления работой электропривода трехходового крана, обеспечивают переключение выходов скважин на вход нужных измерительных линий и направляют добываемую нестабильную эмульсию газожидкостной смеси на разделение в двухфазный сепаратор, и далее в устройство для измерения параметров жидкой смеси, а стабильную эмульсию - в газожидкостный канал, оборудованный устройством для определения параметров газожидкостной смеси.
2. Способ измерения параметров газожидкостной и жидкостной смеси, добываемой из нефтяных скважин по п. 1, отличающийся тем, что измерение плотности с помощью устройств для измерения параметров жидкой смеси и определения параметров газожидкостной смеси осуществляют дифференциальным методом, при котором в процессе измерения происходит автоматическое сравнение давления столба измеряемой смеси со столбом давления «эталонной» жидкости, находящейся в статике в импульсной трубке, сообщающейся контактным способом с измеряемой смесью.
3. Установка для измерения параметров газожидкостной и жидкостной смеси, добываемой из нефтяных скважин, содержащая двухфазный сепаратор для разделения газожидкостной смеси на жидкостный и газовый каналы, средство измерения в жидкостном канале параметров жидкой смеси, многоходовой переключатель потока газожидкостной смеси из скважин, обеспечивающий подачу добываемой нестабильной эмульсии газожидкостной смеси на разделение в двухфазный сепаратор, отличающееся тем, что в установку дополнительно встроена измерительная линия - газожидкостный канал с устройством для определения параметров стабильной эмульсии, которая подключена к многоходовому переключателю потока газожидкостной смеси, подаваемой из скважин, посредством трехходового крана с электроприводом, оснащенным блоком управления, при этом многоходовой переключатель потока снабжен платой шифраторов кодов с номерами указанных скважин, электрический сигнал, от которого поступает на плату дешифратора номеров скважин в блоке управления работой электропривода трехходового крана, обеспечивающего переключение выходов указанных скважин на вход нужных измерительных линий, а каждое из указанных средство для измерения параметров измеряемой смеси содержит измерительную колонку, выполненную в виде двух коаксиальных, установленных с кольцевым зазором вертикальных труб - с внешней трубой и внутренней трубой, являющейся отводом колена трубопровода с измеряемой смесью, датчик разности давления, установленный в верхней части измерительной колонки, два датчика разности давления, установленные в нижней части измерительной колонки, датчик давления и датчик температуры измеряемой смеси, импульсные трубки с «эталонной» жидкостью, а также регистрирующий блок, при этом измерительная колонка снабжена дополнительным датчиком разности давления, точки отбора, давления которого разнесены между собой по высоте L и размещены в отверстиях в стенке внутренней калиброванной трубы, его импульсные трубки с «эталонной» жидкостью расположены в кольцевом зазоре между вертикальными трубами измерительной колонкиа, а точки отбора давления датчиков разности давления, установленных в нижней части измерительной колонки, разнесены между собой по высоте ΔН, кроме того, импульсные трубки, соединенные с датчиками разности давления, установленными в нижней части измерительной колонки, снабжены размещенным в верхней части измерительной колонки сосудом с «эталонной» жидкостью, поддерживающей постоянный уровень в импульсных трубках, датчики разности давления, датчик давления и температуры измеряемой смеси размещены на внешней вертикальной трубе измерительной колонки и соединены с регистрирующим блоком, при этом регистрирующий блок в устройстве для определения параметров газожидкостной смеси стабильной эмульсии снабжен программой для измерения и расчета следующих параметров, согласно формул:
3
где  - расходная плотность газожидкостной смеси, кг/м;
t
3
ρ эт - плотность «эталонной жидкости», приведенная к рабочим условиям по температуре и давлению, кг/м;
1i
2i
ΔP - ΔP - разность перепадов давления между «эталонной» и измеряемой смеси, Па;
2
g - ускорение свободного падения, м/с;
ΔН - высота разноса точек отбора давления датчиков разности давления, установленных в нижней части измерительной колонки, м;
3
- расходный объем газожидкостной смеси, м/с;
d - диаметр внутренней калиброванной вертикальной трубы измерительной колонки, м;
м
d - диаметр рабочей площади мембраны датчика разности давления, установленного в верхней части измерительной колонки, м;
3
ΔР - перепад давления на датчике разности давления, установленном в верхней части измерительной колонки, Па;
iг
3
Q - объемный расход газа в порции газожидкостной смеси, м/с;
н
3
3
3
β - объемный коэффициент содержания газа в 1 м нефти, м/м;
iж
3
ρ - расходная плотность жидкости («нефть + вода») в порции газожидкостной смеси, кг/м;
г
3
, где ρ - плотность газа, приравненная к рабочим условиям по температуре и давлению, кг/м;
i
w - расходная доля воды в порции жидкости, безразмерная величина;
н
3
ρ - плотность дегазированной нефти, кг/м;
в
3
ρ - плотность пластовой воды, кг/м;
iв
3
Q - объемная доля воды в объеме жидкости, м/с;
iн
3
Q - объемная доля нефти в объеме жидкости, м/с;
Мв - суточное количество массы воды, т/сут;
н
М - суточное количество массы нефти, т/сут;
τ - время, сут;
ф
3
Г - газовый фактор, м/т
W - текущая обводненность нефти, %;
0
Р - давление при стандартных условиях, МПа;
0
Т - температура при стандартных условиях, град. Кельвина;
Р - абсолютное давление, Мпа;
Т - температура, град. Кельвина,
кроме того, регистрирующий блок в устройстве для определения параметров жидкой смеси нестабильной эмульсии снабжен программой для измерения и расчета следующих параметров,
плотности - по формуле:
скорости потока жидкости - по формуле:
объемного или массового расхода измеряемой жидкости - по формулам:
или
вязкости измеряемой жидкости - по формуле:
ж
3
где ρ - плотность измеряемой жидкости, кг/м;
t
3
ρ эт - плотность «эталонной жидкости», приведенная к рабочим условиям по температуре и давлению, кг/м;
1
2
ΔР - ΔР - разность перепадов давления между «эталонной» и измеряемой жидкостями, Па;
2
g - ускорение свободного падения, м/с;
ΔН - высота разноса точек отбора давления датчиков разности давления, установленных в нижней части измерительной колонки, м,
d - диаметр внутренней калиброванной вертикальной трубы измерительной колонки, м;
V - скорость потока измеряемой жидкости, м/с;
м
d - диаметр рабочей площади мембраны датчика разности давления, установленного в верхней части измерительной колонки, м;
3
ΔР - перепад давления на датчике разности давления, установленном в верхней части измерительной колонки, Па.
3
Q - объемный расход, м/с;
М - массовый расход, т/с;
α - поправочный коэффициент, устанавливаемый при градуировке измерительного устройства;
υ - вязкость измеряемой жидкости, сСт;
L - расстояние между точками отбора давления дополнительного датчика разности давления, устанавливаемого на вутренней калиброванной трубе, м;
4
ΔР - перепад давления на дополнительном датчике разности давления, Па.