Установка и способ исследования газовых и газоконденсатных скважин

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности и может быть использовано при проведении промысловых гидродинамических, газоконденсатных исследований скважин в процессе разведки и разработки газовых и газоконденсатных месторождений. Технический результат изобретения заключается в снижении трудоемкости проведения исследований при обеспечении необходимого качества результатов проводимых исследований. Установка для исследования газовых и газоконденсатных скважин включает пробоотборное устройство, дозирующий цилиндр, сепарационную установку, газовый анализатор, станцию привода, расходомеры, обратный клапан, дроссельные устройства, задвижки, линии газопровода, краны, контроллер, компьютер, клапаны, датчики температуры и давления. Установка оснащена пробоотборным устройством, монтируемым на фонтанной арматуре скважины, которое отбирает часть потока продукции скважины по всей площади сечения трубопровода фонтанной арматуры и дозирующий цилиндр направляет ее на сепарационную установку, при этом не останавливая скважину и продолжая подавать продукцию скважины в газопровод. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к нефтегазовой промышленности и может быть использовано при проведении промысловых гидродинамических, газоконденсатных исследований скважин в процессе разведки и разработки газовых и газоконденсатных месторождений.

Известна установка для исследования скважин, включающая в себя линию приема продукции исследуемой скважины и оборудованная регуляторами давления, устройствами для измерения давления, температуры, вертикальным гравитационным сепаратором для отделения газа от жидкости. Гравитационный сепаратор оснащен линиями отбора конденсата и воды, а также сообщен с помощью регуляторов давления, автоматизированных клапанов, обратных клапанов с конденсатосборником, оборудованным измерителями уровня жидкости. Установка оборудована теплообменником, установленным до вертикального гравитационного сепаратора. При этом установка для исследования скважин дополнительно снабжена линией подачи газа высокого давления, соединенной с малогабаритным волновым детандером. Компрессорная часть волнового детандера соединена с теплообменником, установленным после вертикального гравитационного сепаратора. При этом теплообменник дополнительно соединен с теплообменником, выход которого соединен с линией отбора газа на промышленный хроматограф, через емкость защиты хроматографа с поплавковым датчиком уровня жидкости [RU 2438015, С1, МПК Е21В 47/00, опубл. 27.12.2011].

Также известна установка для исследования газоконденсатных скважин, включающая сепаратор предварительной очистки, сепараторы основной очистки первой и второй ступеней, узлы измерения расхода газа, давления и температур, теплообменник первой ступени, сборник жидкости, соединенный с полостями сепараторов, снабженная двумя вихревыми камерами, двумя эжекторами и теплообменником второй ступени, причем вход первой вихревой камеры соединен с выходом сепаратора предварительной очистки, вход второй вихревой камеры соединен с выходом первого сепаратора основной очистки, а выходы первой и второй вихревых камер соединены соответственно с входами теплообменников первой и второй ступеней, выходы теплообменника первой ступени подключены к сепаратору основной очистки первой ступени и к линии высокого давления первого эжектора, камера смешения которого соединена с выходом теплообменника второй ступени, второй выход которого соединен с сепаратором основной очистки второй ступени, а выход первого эжектора соединен с линией высокого давления второго эжектора, камера смешения которого соединена с выходом сепаратора основной очистки второй ступени, а выход второго эжектора подсоединен к узлу измерения расхода газа [RU 2070965, С1, МПК Е21В 47/00, опубл. 27.12.1996].

Изобретения направлены на повышение качества проведения исследований газоконденсатных скважин за счет снижения температуры газа сепарации, исключения потерь газа и конденсата от сжигания на факелах.

Основным недостатком вышеуказанных установок является их массогабаритные характеристики и соответственно, ограничение применимости по дебиту и давлению скважины, что зависит от пропускной способности сепарационной установки. Данные установки носят характер стационарного размещения, что вызовет сложность с перемещением их к исследуемым скважинам по промыслу.

Также известна установка для исследования газовых и газоконденсатных скважин [RU 2228439, С1 МПК Е21В 47/00, опубл. 10.05.2004]. Основной недостаток установки это низкая степень сепарации продукции скважины, что не обеспечивает достаточного качества при отборе проб флюида и достоверность определения дебитов жидкой и газовых составляющих.

Также известен способ отбора проб газожидкостного потока и устройство для его осуществления [RU 2091579, C1, Е21В 47/10, опубл. 27.09.1997]. Способ отбора проб газожидкостного потока заключается в создании зоны критического течения основного газожидкостного потока и отбор пробы ведут из этой зоны с критической скоростью течения отбираемого потока, при этом критические режимы течений основного и отбираемого потоков создают путем установки на пути потоков штуцеров. Устройство для отбора проб газожидкостного потока содержит полый корпус с каналами для входа и выхода потока и размещенную в полости корпуса пробоотборную трубку, в корпусе и на входе в пробоотборную трубку установлены штуцеры, при этом проходные сечения штуцеров заданы так, что обеспечивают установление критических режимов течения газожидкостных потоков, а пробоотборная трубка размещена так, что вход в нее находится в зоне критического истечения основного газожидкостного потока.

Основными недостатками способа является трудность получения гомогенного потока и подтверждения такого потока, отсутствие условия изокинетичности при отборе проб продукции, а также необходимость регулирования расстояния до зоны отбора проб и подбор соответствующих штуцеров, что ведет к остановке скважины и нарушению режима работы.

Технической задачей заявленного решения является создание способа и устройства для проведения гидродинамических, газоконденсатных исследований без сжигания газа в атмосферу, снижения трудоемкости проведения исследований при обеспечении необходимого качества результатов проводимых исследований.

Поставленная задача в установке для исследования скважин, включающей пробоотборное устройство, дозирующий цилиндр, сепарационную установку, газовый анализатор, станцию привода, расходомеры, обратный клапан, дроссельные устройства, задвижки, линии газопровода, краны, контроллер, компьютер, клапаны, датчики температуры и давления решается тем, что установка для исследования скважин оснащена пробоотборным устройством, монтируемым на фонтанной арматуре, и дозирующим цилиндром, которые позволяют отсечь и отобрать часть потока продукции скважины по всей площади сечения трубопровода и направить его на сепарационную установку для проведения газоконденсатных исследований, при этом не останавливая скважину и продолжая подавать продукцию скважины в газопровод.

Поставленная задача также решается тем, что установка для исследования скважин оснащена газоанализатором и расходомерами, позволяющими замерить количество продукции на различных участках установки, получить компонентный состав газа в полевых условиях и тем самым повысить качество проводимых исследований.

Поставленная задача также решается тем, что для приведения установки для исследования скважин в работу сокращается количество монтажных и демонтажных работ на устье скважины, а модульное исполнение блоков установки для исследования скважин позволяет осуществлять мобилизацию любым видом транспорта.

Поставленная задача также решается тем, что конструкция пробоотборного устройства позволяет проводить спуск на забой скважины глубинных приборов, что повышает качество проведенных исследований и позволяет выполнить полный комплекс гидродинамических исследований скважины.

Способ заключается в отборе малого объема продукции из всего потока скважины по всей площади сечения трубы продуктопровода, направлении его на сепарационную установку и проведении газоконденсатных исследований с отобранной продукцией без остановки скважины. Способ реализуется при помощи установки для исследования скважин.

Заявленные существенные отличительные признаки не являются очевидными для среднего специалиста в данной отрасли, а при анализе технического уровня не были обнаружены.

На фиг. 1 представлена установка для исследования скважин.

Установка включает пробоотборное устройство 1, установленное на задвижке 12 фонтанной арматуры 13 скважины, дозирующий цилиндр 2, сепарационную установку 3, газовый анализатор 4, станцию привода 5, расходомеры 6, 7, 8, обратный клапан 9, дроссельные устройства 10, 11, линии газопровода 14, 15 от скважины в газосборный шлейф, краны 16, 17, контроллер 18, компьютер 19, клапаны 20, 21, датчики температуры и давления 22, 23.

Работа установки осуществляется следующим образом. На фонтанную арматуру 13 скважины, через лубрикаторную задвижку 12 монтируется пробоотборное устройство 1. Данное устройство позволяет направлять поток продукции скважины на установку для исследования скважин либо в линию 14. Через пробоотборное устройство 1 на забой скважины опускается глубинный прибор, для фиксации глубинных параметров. При приведении пробоотборного устройства в действие вся продукция скважины направляется через дроссель 10, необходимый для снижения давления до давления подачи в газосборный шлейф, расходомер смеси 6, дозирующий цилиндр 2 и клапан 20 в газосборный шлейф, при этом продукция скважины по линии 14 не поступает. После определения стабилизации потока поступающей продукции по датчикам давления и температуры 22 и выхода скважины на эксплуатационный режим пробоотборное устройство 1 переключается, и поток продукции скважины направляется в линию 14, проходя через дроссель 11, продукция скважины направляется в газосборный шлейф. Одновременно с этим закрывается клапан 20 и продукция скважины, находящаяся в дозирующем цилиндре 2, через клапан 21 вытесняется в сепаратор 3. Приведение в действие пробоотборного устройства 1 и дозирующего цилиндра 2 осуществляется при помощи гидравлической станции 5, в качестве привода устройств может быть применен любой из известных энергетических источников. В сепараторе 3 продукция разделяется на жидкую и газообразную составляющие при поддержании давления сепарации 4-6 МПа и его регистрации вместе с температурой сепарации датчиками 23. После разделения газ через газовый расходомер 7 поступает на газоанализатор 4 для определения компонентного состава газа, а жидкость через расходомер 8 поступает в накопительную емкость или утилизируется. Операции по отсечению и отбору интервала потока продукции и направлению его в сепаратор повторяются до достижения возможности отбора представительных проб жидкости и газа сепарации и определения параметров газа и жидкости. Пробы жидкости и газа сепарации отбираются через пробоотборные краны 16, 17 для дальнейшего анализа в лабораторных условиях. Вся информация с приборов и датчиков поступает по линии связи, также возможен вариант беспроводной связи в контроллер 18 и далее на промышленный компьютер 19.

Установка может быть изготовлена известными средствами и применена для работы с существующим в промышленности оборудованием. Все это свидетельствует о наличии промышленной применимости предлагаемой конструкции установки для исследования скважин.

Источники информации

1. Долгушин Н.В., Корчажкин Ю.М., Подюк В.Г., Сагитова Д.З. Исследование природных газоконденсатных систем. - Ухта, 1997. - 178 с.

2. Гриценко А.И., Алиев З.С., Ермилов О.М., Ремизов В.В., Зотов Г.А. Руководство по исследованию скважин. М.: Наука, 1995.

3. Инструкция по комплексным исследованиям газовых и газоконденсатных скважин два тома, Р-Газпром 086-2010, ОАО «Газпром». М., 2011.

1. Установка для исследования газовых и газоконденсатных скважин, включающая пробоотборное устройство, дозирующий цилиндр, сепарационную установку, газовый анализатор, станцию привода, расходомеры, обратный клапан, дроссельные устройства, задвижки, линии газопровода, краны, контроллер, компьютер, клапаны, датчики температуры и давления, отличающаяся тем, что установка оснащена пробоотборным устройством, монтируемым на фонтанной арматуре скважины, которое отбирает часть потока продукции скважины по всей площади сечения трубопровода фонтанной арматуры и дозирующий цилиндр направляет ее на сепарационную установку, при этом не останавливая скважину и продолжая подавать продукцию скважины в газопровод.

2. Установка для исследования скважин по п. 1, отличающаяся тем, что установка оснащена расходомерами на линии движения смеси продукции из скважины, а также на газовой и жидкостной линиях сепарационной установки, при этом газ сепарации подается в газоанализатор.

3. Установка для исследования скважин по п. 1, отличающаяся тем, что установка имеет модульное транспортное исполнение блоков.

4. Установка для исследования скважин по п. 1, отличающаяся тем, что конструкция пробоотборного устройства позволяет проводить спуск на забой скважины глубинных приборов.

5. Способ исследования газовых и газоконденсатных скважин включающий установку для исследования скважин отличающийся тем, что производится отбор малого объема продукции скважины по всей площади сечения трубы из всего потока скважины и направление его на сепарационную установку с проведением замеров дебитов и получением компонентного состава газа сепарации, отбором проб, а также измерением глубинных параметров исследуемой скважины.