 |
Режима течения газоконденсатного потока в вертикальном участке
|
|
|
|
Трубы
Изокинетическая объемная скорость газа через зонд определяется по формуле
(9)
где Q1 - расход газа, отбираемого через зонд, м3/с; Q2 - дебит скважины, м3/с; d1, d2 - внутренний диаметр соответственно сопла зонда и трубы, м.
Так как при малых сечениях эффективный диаметр dэ сопла зонда в 1,063 раза меньше действительного, то
. (10)
|
Рис. 12. Эпюры распределения жидкости по диаметру горизонтальной
трубы: А - кольцевая структура; Б - полукольцевая структура
Рис. 13. Схема обвязки МТСУ при исследовании скважины методом
малых отборов газа: а - на вертикальном участке; б - на горизонтальном участке
Первоначально в практике испытания газоконденсатных скважин американской фирмой Lone Star Gas Co был применен одноканальный неподвижный зонд, концентрично вставленный в вертикальный участок отвода от скважины (см. рис. 13а).
В дальнейшем для гомогенизации потока стали применять различные смесители: сетчатые, в виде сопла, различные перфорированные пластины и стенки с обводными каналами. Одноканальный неподвижный зонд устанавливается за смесителем; газ, отбираемый зондом, подается на МТСУ для замеров КГФ и отбора проб (см. рис. 13б).
|
Рис. 14. Многоканальный зонд
Рис. 15. Секторный зонд Рис. 16. Одноканальный подвижный зонд
Используя одноканальный зонд, можно получить сведения о ГКЗ залежи; сравнивая эти сведения с данными, полученными методом промышленных отборов, можно вывести коэффициент сравнения. При содержании жидкой фазы в двухфазном потоке до 150 см3/м3 коэффициент сравнения определяется с погрешностью 7%. Определяя коэффициент сравнения при исследовании двухфазных потоков с содержанием жидкой фазы от 550 до 1100 см3/м3, получим погрешность 19% для одноканального зонда со смесителем на горизонтальном участке трубопровода. Погрешность при определении коэффициента сравнения с помощью одноканального зонда, концентрично установленного на вертикальном участке трубопровода, колеблется от 10 до 26% при содержании жидкой фазы в двухфазном потоке от 350 до 900 см3/м3.
|
|
|
Многоканальные зонды изготавливаются в двух модификациях. Первая позволяет усреднять отбираемую пробу (см. рис. 14а), направляя потоки из всех сопел в один канал. Вторая модификация позволяет из каждого сопла по отдельному каналу направлять в МТСУ (см. рис. 14б).
При определении места ввода зонда на вертикальном участке трубопровода предпочтительно горизонтальное его положение, на расстоянии не менее трех диаметров от местного гидравлического сопротивления. В этом случае отбор пробы производится с 1/2 диаметра трубопровода (рис. 18а).
На горизонтальном участке трубопровода допускается размещение зонда под углом 45о в вертикальной плоскости (рис. 18б).
|
Рис. 17. Определение выхода конденсата в МТСУ при
Изокинетическом отборе
Расстояние от оси сопла зонда до внутренней стенки трубопровода определяется по формуле
(11)
где 
- расстояние от оси сопла многоканального зонда до внутренней стенки трубопровода, м; R - радиус трубопровода, м; x - порядковый номер сопла от стенки трубопровода; Z - число точек отбора на 1/2 сечения трубопровода.
|
Рис. 18. Схема расположения многоканальная зонда на вертикальном и
горизонтальном участке трубопровода (Д£400 мм)
Для трубопроводов диаметром до 0,2 м число сопел на 1/2 диаметра равно 3.
При использовании зонда (см. рис. 14а) диаметр сопла равен 2,3 мм. При использовании пятиканального зонда (см.рис.14б) выбор диаметра сопла осуществляется из соотношения dо/d1/d2=6/10/13. Сопло dо расположено в центре потока, сопло d1 на расстоянии 2/5R (радиуса трубопровода), сопло d2 - на расстоянии 4/5R.
|
|
|
|
При использовании многоканального зонда погрешность измерения увеличивается в 2-3 раза, по сравнению с одноканальным. Пробоотборник в виде секторного кармана при газоконденсатных исследованиях не использовался. Сведений о погрешности его использования не имеется. Исследования с помощью одноканального подвижного зонда проводятся в комплексе с трубкой Пито (рис. 19).
Рис. 19. Оборудование для построения поля
объемных скоростей газового потока:
1 - скоростной напор+статистическое давление;
2 - статистическое давление
Расход газа в трубе на основании измерений, проведенных трубкой Пито, вычисляется по формуле
(12)
где Q - расход газа, м3/сут; C - постоянная, равная 23; D - диаметр трубы, м; T - температура потока, К; g - удельный вес газа; P - статистическое абсолютное давление, МПа; hv - скоростной напор или динамическое давление, мм вод.ст.
Если для измерения скоростного напора hv применяется ртутный манометр, С = 23 
= 84,6; если же hv выражается в кг/см2, С = 23 
= 2300.
В каждой точке трубопровода замеряется объемная скорость потока и зависимость КГФ от объемной скорости отбора газа через зонд. Строятся графики величины КГФ от объемной скорости отбора для каждой точки трубопровода и при известной изокинетической объемной скорости определяется истинный КГФ, строится эпюра распределения КГФ по сечению трубопровода. Затем проводится усреднение КГФ на все сечение трубопровода, что и является истинным значением КГФ. Погрешность метода накапливается ввиду большого числа определений и графических построений.
На рис. 20 приводится схема МТСУ, в которую попадает отобранная зондом 2 часть потока после смесителя 1. Газ проходит блок ингибирования 3. Подача ингибитора гидратообразования (этилового спирта) регулируется вентилем 4. После блока ингибирования газ попадает в теплообменник 5 и затем в сепаратор 7. Из сепаратора газ сепарации через блок отбора проб газа 13 поступает в счетчик. Энергетический газ отбирается через вентиль 10 и после дросселирования вентилем 11 попадает в теплообменник 5. Если за счет дросселирования невозможно достигнуть нужного снижения температуры исследуемого газа, можно включить для этой цели вихревую трубку 12.
|
|
|
При проведении исследования скорость отбора газа через зонд регулируется вентилем 8, а давление сепарации вентилем 6.
Отсепарированный газ отбирается во время исследования с помощью блока 13. Контейнеры 14 для проб газа присоединяются к вентилям 16. Газ из сепаратора 7 проходит к счетчику 9 при открытом вентиле 15 и закрытых вентилях 16. Чтобы не нарушать условия сепарации и скорости отбора газа через зонд, необходимо медленно открыть вентили 16 и заполнить газом контейнеры 14, после чего закрыть вентиль 15. После прохождения через контейнеры 2-3 м3 газа открывается вентиль 15, закрываются вентили контейнеров и вентили 16, контейнеры отсоединяются от вентилей 16. Контейнеры проверяются на герметичность и снабжаются заглушками. Одновременно газ можно отбирать в один-два контейнера. Соединение большего числа контейнеров создает значительное сопротивление для газа и может на время отбора газа исказить и условия сепарации, и скорость отбора газа через зонд.
Проба сырого конденсата отбирается в контейнер 17, который предварительно тарируется, заполняется диэтиленгликолем (ДЭГом); температура его доводится до температуры сепарации.
Сепаратор 7 заполняется сырым конденсатом. Вентили 6 и 8 закрываются. Затем из сепаратора сбрасывается водоспиртовая смесь. Контейнер 17 подсоединяется к вентилю 18 короткой трубкой, заполненной диэтиленгликолем. Открыва
|
Рис. 20. Обвязка МТСУ при газоконденсатных исследованиях
|
|
|
