Прибор для определения объемной доли и физических параметров нефти в пластовой жидкости

 

Изобретение относится к нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей и химической промышленности, в частности к способам контроля содержания нефти в пластовой жидкости скважины в процессе ее эксплуатации. Сущность изобретения: прибор для определения объемной доли и физических параметров нефти в пластовой жидкости содержит отводящую трубу от магистрального трубопровода скважины, мерную емкость, выполненную в виде дифференциального гидравлического цилиндра с поршнем и штоком возвратно-поступательного перемещения. Поршень с корпусом цилиндра образуют две полости - мерную и запоршневую. В отводящей трубе перед мерной полостью последовательно установлены электроклапан и жиклер. Запоршневая полость сообщается с магистральным трубопроводом через два дополнительных параллельных трубопровода, в которых установлены электроклапаны. Между вводами дополнительных трубопроводов в магистральном трубопроводе установлено гидравлическое сопротивление. На жиклере установлен электрический дифференциальный манометр, выдающий сигнал, пропорциональный перепаду давления на жиклере. На штоке гидроцилиндра размещена магнитная лента, которая при перемещении штока формирует импульсы в головке датчика импульсов. Электрические выходы дифференциального манометра и датчика импульсов подключены к счетно-решающему устройству. 1 ил.

Изобретение относится к нефтедобывающей, нефтеперерабатывающей и химической промышленности, в частности к способам контроля содержания нефти в пластовой жидкости скважины в процессе ее эксплуатации, но может найти применение и в других отраслях промышленности, например, при анализе несмешивающихся жидкостей, особенно токсичных и взрывоопасных жидкостей.

Известны приборы для отбора и измерения продукции нефтяных скважин, содержащие устройство для забора жидкости из магистрального трубопровода скважины и измерительное устройство для определения количества состава продукции скважины (SU, авторское свидетельство, 1652521, кл. E 21 B 47/00). Однако известные приборы не позволяют достичь необходимого качества пробы, оперативности и точности при определении нефтенасыщенности пробы пластовой жидкости.

Предлагаемый прибор позволяет достичь высокой оперативности при отборе пробы и точности при определении нефтенасыщенности пластовой жидкости, а также улучшить эксплуатационные качества скважины.

На чертеже показан прибор контроля содержания нефти в пластовой жидкости.

Прибор содержит отводящий трубопровод 1, подсоединенный к магистральному трубопроводу 2 скважины 3, и трубопровод 4, сообщенный с трубопроводом 1 через клапан 5. В трубопроводе 4 установлен жиклер 6. На жиклере 6 установлен электрический дифференциальный манометр 7, выдающий информационный сигнал на счетно-решающее устройство 8. Трубопровод 4 соединен с дифференциальным гидроцилиндром 9, в котором размещен поршень 10 со штоком 11. Поршень 10 с корпусом цилиндра 9 образуют мерную полость А и запоршневую полость В. На штоке 11 имеется магнитная лента 12, формирующая импульсы в магнитной головке датчика 13 импульсов, с которого они поступают в счетно-решающее устройство 8. Запоршневая полость В цилиндра 9 сообщена с магистральным трубопроводом 2 трубопроводами 14 и 15, в которых установлены клапаны 16 и 17.

Между вводами трубопроводов 14 и 15 в магистральном трубопроводе 2 расположено гидравлическое сопротивление 18, обеспечивающее неравенство давлений в трубопроводе 2: P_M1 > P_M2 где P_M1 давление в трубопроводе 2 до гидравлического сопротивления; P_M2 давление в трубопроводе 2 после гидравлического сопротивления.

Работа прибора осуществляется следующим образом. В исходном состоянии поршень 10 находится в крайнем верхнем положении. Клапаны 5, 16 и 17 закрыты. Для отбора пробы и анализа пластовой жидкости открывают клапаны 5 и 16. За счет разности давления P_M1 > P_M2 жидкость из полости В вытесняется, а полость А заполняется жидкостью, отбираемой из магистрального трубопровода 2 через отводящий трубопровод 1, клапан 5 и жиклер 6. При прохождении жидкости через жиклер 6 дифференциальный манометр 7 выдает электрический сигнал, пропорциональный перепаду давления при прохождении через жиклер нефти P_Н и при прохождении воды P_В.

При заполнении полости А происходит перемещение штока 11 вверх. Величина его перемещения определяется количеством импульсов, снимаемых головкой датчика 13 с магнитной ленты 12. Электрические импульсы передаются в счетно-решающее устройство 8. Запись импульсов при прохождении нефти через жиклер и запись импульсов при прохождении воды через жиклер осуществляется в разные ячейки памяти счетно-решающего устройства 8 в соответствии с сигналом с дифференциального манометра 7 P_Н или P_В. При этом фиксируется реальное время прохождения нефти t_Н и воды t_В.

Объемная доля нефти в пластовой жидкости q_н определяется в счетно-решающем устройстве по формуле: где N_н количество импульсов при прохождении нефти через жиклер; N_в количество импульсов при прохождении воды через жиклер.

Одновременно определяется кинематическая вязкость нефти _Н и воды _В из выражения: где D постоянная прибора.

Для возвращения поршня 10 в исходное состояние закрывают клапан 16 и открывают клапан 17. Возвращение поршня 10 происходит за счет силы, определяемой выражением:
где S_п площадь поршня;
S_ш площадь штока.

При возвращении поршня происходят те же измерения, что и при прямом ходе, обеспечивая тем самым большую точность.

Формула изобретения

Прибор для определения объемной доли и физических параметров нефти в пластовой жидкости, содержащий устройство для забора пластовой жидкости из магистрального трубопровода скважины и устройство для определения ее состава, отличающийся тем, что устройство для забора пластовой жидкости снабжено отводящим трубопроводом, в котором установлены клапан и жиклер, и через который магистральный трубопровод сообщается с мерной емкостью, выполненной в виде дифференциального гидравлического цилиндра, в котором размещены поршень со штоком, образуя с корпусом цилиндра мерную и запоршневую полости, а также двумя дополнительными трубопроводами, подсоединенными к магистральному трубопроводу через гидравлическое сопротивление и сообщающимися с запоршневой полостью цилиндра через клапаны, а устройство для определения состава жидкости выполнено в виде подключенного к жиклеру электрического дифференциального манометра и импульсного датчика перемещений, представляющего собой магнитную головку и магнитную ленту, размещенную на штоке цилиндра, причем электрические выходы дифференциального манометра и импульсного датчика подключены к счетно-решающему устройству.

РИСУНКИ

Рисунок 1