Метод непрерывного отбора малых количеств газа

Метод заключается в следующем. Вся продукция скважины направляется в газопровод или на факел, часть потока (менее 1%) с помощью специального зонда отводится в МТСУ. Достоверность получаемых данных зависит от отбора представительной пробы из двухфазного потока.

На рис. 7 показаны разновидности существования различных структур двухфазного потока в вертикальном участке трубы при восходящем потоке.

На рис. 8 показаны разновидности структур потока газожидкостной смеси в горизонтальных трубах: А - при большом газосодержании (0,50<₂ <1), Б - при малом (0<₂ <0,5). А в практике газоконденсатных исследований случай Б практически встречается только на нефтяных скважинах (рис. 9).

Метод малых отборов допускает, что неравномерность распределения фаз по сечению трубы можно исключить, если перед местом отбора небольшой части потока установить смеситель. Газоконденсатный смеситель должен иметь та­кую конструкцию, чтобы в движущемся потоке происхо

В реальных газоконденсатных скважинах газосодержание двухфазного потока находится в пределах 0,9<b2<1. На рис. 10 приведена диаграмма потоков в зоне больших газосодержаний b>0,9 при течении в горизонтальной трубе.

Наиболее распространенной формой течения смеси в местах установки смесителя является дисперсно-кольцевая - на вертикальном участке трубы (рис. 11) и полукольцевая или кольцевая - на горизонтальном участке (рис. 12).

После смесительной камеры на выходе смесителя установлен пробоотборный зонд (рис. 13). Отбор через него газоконденсатной смеси на МТСУ необходимо производить в таком объеме, чтобы при заданном дебите скважины линейные скорости движения потока в месте установки смесителя и в наконечнике зонда были одинаковыми (изокинетический отбор).

Рис. 8. Структура потока газожидкостной смеси в горизонтальных трубах: А - при большом газосодержании; Б - при малом газосодержании

Рис. 10. Диаграмма структур газожидкостных потоков в горизонтальной трубке (в зоне больших газосодержаний, b₂>0,9):

а - расслоенная; а¢ - полукольцевая; а² - кольцевая; б - пробковая.

Разновидностью метода отбора части двухфазного потока является использование многоканального зонда. Данный способ предполагает, что представительную пробу смеси, характеризующую весь поток, можно получить из нескольких капиллярных трубок, расположенных в различных точках сечения потока газоконденсатной смеси (рис. 14).

Еще одной разновидностью пробоотборного устройства является пробоотборник с заборным органом в виде секторного кармана (рис. 15). На рис. 16 изображен одноканальный зонд.

Каждый из приведенных способов предполагает изокинетический отбор газа. Это значит, что линейная скорость потока через сопло зонда должна быть равна линейной скорости потока в трубе перед зондом. Тяжелые компоненты любого потока обладают большей кинетической энергией, чем легкие, поэтому при отсутствии изокинетического режима представительной пробы получить нельзя. Так, при скорости потока в сопле зонда, превышающей скорость общего потока в трубе, создается как бы подсос легких компонентов из общего потока и проба искажается. При скорости потока в сопле зонда, меньшей скорости общего потока в трубе, тяжелых компонентов в сопле больше, чем в общем потоке, а легкие компоненты потока оттесняются и в пробу не попадают, т.е. проба также искажается.

На рис. 17 приведена зависимость от отбора газа удельного количества жидкой фазы в двухфазном потоке, полученного с помощью зонда. Так как практически выдержать изокинетический отбор газа через зонд довольно трудно, определить удельное количество жидкой фазы в потоке (в месте нахождения зонда) можно с помощью построения подобной зависимости применительно к конкретному исследованию.

Рис. 11. Эпюры распределения жидкой фазы дисперсно-кольцевого