(57) Реферат / Формула:
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в нефтегазодобывающей промышленности для измерения в режиме реального времени фазового состава потока многокомпонентной трёхфазной среды. Технический результат - уменьшение времени измерений за счет уменьшения времени обработки сигналов при сохранении заданной точности. В способе формируют группы пересекающих сечение потока пучков гамма-квантов, образованных путем прохождения через коллиматор первичного расходящегося от центра источника излучения вееробразного пучка, детектируют сигналы после прохождения пучками контролируемой среды и после обработки сигналов производят повторное формирование группы пучков, исключив те пучки, которые не являются необходимыми для дальнейшего контроля среды путем перекрытия части отверстий коллиматора.
(12) МЕЖДУНАРОДНАЯ
ЗАЯВКА ,ОПУБЛИКОВАННАЯ
В СООТВЕТСТВИИ
ДОГОВОРОМ О ПАТЕНТНОЙ КООПЕРАЦИИ (РСТ)
(19) ВселиО Организация ИнтеллектуМ й Собственности
Межд унаро дное бюро
(43) Дата международной публикации
05 октября 2017 (05.10.2017) W i P O I РСТ
ими
II и || м||м И И
(10) Номер международной публикации
WO 2017/171573 А1
(51) Международная патентная классификация :
G01F1/74 (2006.01)
(21) Номер международной заявки : PCT/RU2016/000172
(22) Дата международной подачи :
Русский Русский
28 марта 2016 (28.03.2016)
(25) Язык подачи :
(26) Язык публикации :
(71) Заявители : АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО
"РОСПАН ИНТЕРНЕШНЛ " (AKCIONERNOE О В -SHCHESTVO "ROSPAN INTERNATIONAL") [RU/RU]; ул. Геологоразведчиков , 16 "В", Новый Уренгой , Тюменская область, Ямало-Ненецкий АО, 629306, Novyj Urengoj, Tyumenskaya obi., Yamalo-Neneckij AO (RU). ВЕРХУ ШИН , Игорь Александрович (VERHUSHIN, Igor' Aleksandrovich) [RU/RU]; ул .Ключ -Камышенское плато, 10, кв .22, Новосибирск , 6301 14, Novosibirsk (RU). ТАЙЛАКОВ ,
Дмитрий Олегович (TAJLAKOV, Dmitrij Olegovich) [RU/RU]; бульвар Строителей , 28, кв.108, Кемерово , 650003, Kemerovo (RU).
(72) Изобретатели : ЛОМУХИН , Александр Юрьевич (LOMUHIN, Aleksandr Yurevich); микрорайон Северный , 17/1, кв.35, Бердск, 63301 1, Berdsk (RU). УЛЬЯНОВ , Владимир Николаевич (UL'YANOV, Vladimir Nikolaevich); ул.Лесосечная , 14, кв.37, Новосибирск , 630060, Novosibirsk (RU).
ТОРОПЕЦКИЙ , Константин Викторович
(TOROPECKIJ, Konstantin Viktor ovich);
ул .Инициативная , 28а, кв.23, Кемерово , 650033, Kemerovo (RU). РЯЗАНЦЕВ , Антон Эдуардович (RYAZANCEV, Anton Eduardovich); ул.Лесосечная , 18, кв.33, Новосибирск , 630060, Novosibirsk(RU).
(81)
Указанные государства (если не указано иначе, для каждого вида национальной охраны) : А Е, AG, AL, AM,
АО, AT, AU, AZ, В A, BB, BG, BH, BN, BR, BW, BY, BZ, CA, CH, CL, CN, CO, CR, CU, CZ, DE, DK, DM,
/продолжение на следующей странице ]
(54) Title: METHOD FOR DETERMINING PARAMETERS OF A MULTI-COMPONENT DOWNHOLE FLOW
МНОГОКОМПОНЕНТНОГО
(54) Название изобретения : СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ СКВАЖИННОГО
ПОТОКА
2^*
(57) Abstract: The invention relates to measuring technology and can be used in the oil and gas production industry for measuring in real time the phase composition of a flow of a multicomponent three-phase medium. The technical result is that ofreducing measurement time by reducing signal processing time, while at the same time maintaining a desired accuracy. In the present method, a group ofgamma ray bundles which intersect the cross section of a flow is formed, said bundles resulting from the passage through a collimator of a primary fan-beam which diverges from the centre of a radiation source; signals are detected after the bundles have passed through the medium under analysis; and once the signals have been processed, new groups of bundles are formed, wherein bundles that are not essential for the further analysis of the medium are excluded by closing off a portion ofthe collimator holes.
(57) Реферат: Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в нефтегазодобывающей промышленности
для измерения в режиме реального времени фазового состава потока
многокомпонентной трехфазной среды . Технический результат -
уменьшение времени измерений за счет уменьшения времени
обработки сигналов при сохранении заданной точности . В способе
формируют группы пересекающих сечение потока пучков гамма -квантов , образованных прохождением через коллиматор первичного расходящегося от центра источника излучения веерообразного пучка , детектируют сигналы после прохождения пучками
контролируемой среды и после обработки сигналов производят
повторное формирование группы пучков , исключив те пучки ,
которые не являются необходимыми для дальнейшего контроля
среды путем перекрытия части отверстий коллиматора .
w o 2017/171573 AI
DO, DZ, EC, EE, EG, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, GT, HN, HR, HU, ID, IL, IN, IR, IS, JP, KE, KG, KN, KP, KR, KZ, LA, LC, LK, LR, LS, LU, LY, MA, MD, ME, MG, MK, MN, MW, MX, MY, MZ, NA, NG, NI, NO, NZ, OM, PA, PE, PG, PH, PL, PT, QA, RO, RS, RU, RW, SA, SC, SD, SE, SG, SK, SL, SM, ST, SV, SY, TH, TJ, TM, TN, TR, TT, TZ, UA, UG, US, UZ, VC, VN, ZA, ZM, ZW.
(84) Указанные государства (если не указано иначе, для каждого вида региональной охраны) : ARIPO (BW, GH, GM, KE, LR, LS, MW, MZ, NA, RW, SD, SL, ST,
SZ, TZ, UG, ZM, ZW), евразийский (AM, AZ, BY, KG, KZ, RU, TJ, TM), европейский патент (AL, AT, BE, BG, CH, CY, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, FR, GB, GR, HR, HU, IE, IS, T , LT, LU, LV, MC, MK, MT, NL, NO, PL, PT, RO, RS, SE, SI, SK, SM, TR), OAPI (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GQ, GW, KM, ML, MR, NE, SN, TD, TG).
Опубликована :
- с отчётом о международном поиске (статья 21.3)
Способ определения параметров скважинного многокомпонентного потока
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в нефтегазодобывающей промышленности , например , для измерения в режиме реального времени фазового состава (процентного соотношения фаз) потока многокомпонентной трёхфазной среды , включающей в себя газовый конденсат , газ и воду, а именно потока скважинного флюида , а также для определения массового и объемного расхода жидких и газообразных углеводородов в составе других измерительных систем на объектах
нефтегазодобычи и нефтегазоподготовки .
Для обеспечения эффективного контроля и регулирования процесса нефтедобычи , необходимо как можно точнее измерять количество углеводородов , извлекаемых из продуктивного пласта , обеспечивая тем самым оптимальный режим эксплуатации и наибольшую суммарную добычу в течение срока эксплуатации месторождения . Производить измерение продукции отдельных скважин необходиом индивидуально , так
как , например , резкое увеличение обводненности флюида в отдельной скважине трудно
обнаружить при измерении общей добычи из нескольких скважин , и уж тем более из групповых замеров нельзя точно выявить , в какой конкретно скважине произошло
увеличение обводнённости , чтобы провести на ней процедурные работы либо работы для
сокращения издержек добычи .
Поэтому очень велика потребность в устройстве , удовлетворяющему следующему ряду требований :
• устройство должно обеспечивать непрерывное определение объёмных
концентраций компонент в линейном флюиде (вода , жидкие углеводороды и
газ );
• устройство должно обеспечивать контроль над точностью измерений фазового состава линейного флюида при изменениях режимов течения и
формы распределения фаз в поперечном сечении трубы ;
• устройство должно обеспечивать вычисление объёмных концентраций компонент в линейном флюиде при аварийных и прочих ситуациях на
месторождении (прорыв водоносного горизонта , заколонные перетоки , вынос песка и т.д.) за максимально короткое время .
WO 2017/171573 PCT/RU2016/000172
Способы определения параметров скважинного многокомпонентного потока ,
реализуемые при помощи таких устройств , при своей общей схожести также различаются
по их продолжительности и качеству получаемых результатов .
Известен способ измерения процентного содержания жидкой и газовой фаз в
многофазном флюиде , протекающем через расходомер (см. патент RU 2533318, МПК
G01F1/36, опубликован 20.1 1.2014 г.), который заключается в формировании
узконаправленного пучка гамма -квантов , пересекающих исследуемый поток строго по
диаметру , которые образованы путем прохождения через коллиматор первичного пучка от
источника гамма -квантов , установленного вне потока , детектировании пучка
сформированной группы гамма -квантов после прохождения ими анализируемой среды
детектором , также установленным вне потока , и последующей обработке детектируемого
сигнала .
Существенным недостатком данного способа является то, что при анализе
многофазного потока используется только один узконаправленный пучок фотонов . При
разных типах потока и разных числах Рейнольдса линейного флюида функция распределения конденсатогазового фактора (КГФ ) по радиусу будет непостоянной ,то есть
форма потока может быть разной в зависимости от радиальной координаты .
Использование одного луча гамма -плотномера при восстановлении радиальной зависимости КГФ при разных эпюрах потока может вносить значительные погрешности в измерения .
Наиболее близким к заявляемому способу по технической сущности является способ определения параметров скважинного многокомпонентного потока (см . описание патента RU 2399879, МПК G01F1/00, опубликован 20.09.2010 г.), принятый в качестве
прототипа , заключающийся в формировании группы пучков гамма -квантов ,
пересекающих исследуемых поток , которые образованы путем прохождения через
коллиматор первичного пучка от источника гамма -квантов , установленного вне потока ,
детектировании каждого и з пучков сформированной группы гамма -квантов после
прохождения ими анализируемой среды детекторами , также установленными вне потока ,
и последующей обработке детектируемых сигналов .
Геометрия измерений в известном способе явлется многолучевой : пять веерных
лучей в трубопроводе , один из которых направлен строго по диаметру трубопровода , а
четыре оставшихся - парами , симметрично относительно первого . Ещё два луча (шестой и седьмой ) направлены таким же веером за трубопроводом симметрично относительно первого диаметрального . Детекторный блок состоит из девяти детекторов : первые пять измеряют количество фотонов и з первых пяти лучей по разным хордам трубопровода , ещё
WO 2017/171573 PCT/RU2016/000172 два (шестой и седьмой ) измеряют неослабленное излучение по шестому и седьмому лучу
для калибровки .
Данная геометрия измерений учитывает радиальную неоднородность потока . Однако известный способ имеет ряд недостатков , таких как отсутствие контроля точности измерений фазового состава линейного флюида при изменениях режимов течения и формы распределения фаз в поперечном сечении трубы , обусловленное неизменностью геометрии измерений и количества анализируемых пучков гамма -квантов , и н е максимально короткое время измерения расходов с должной точностью , также обусловленное отсутствием возможности изменения количества пучкой гамма -квантов .
Задачей настоящего изобретения является устранение указанных недостатков , а именно , разработка способа , позволяющего с высокой точностью определять реальную форму потока и контролировать ее дальнейшее состояние .
Техническими результатами заявляемого способа является уменьшение времени измерений при заданной точности , а также возможность постоянного контроля реальной формы потока с течением времени .
Технические результаты достигаются тем , что в способе определения параметров скважинного многокомпонентного потока , заключающемся в формировании группы пересекающих сечение исследуемого потока пучков гамма -квантов , образованных путем прохождения через коллиматор первичного пучка гамма -квантов , веерообразно расходящегося от центра источника излучения , установленного вне сечения потока , детектировании сформированной группы пучков после прохождения ими контролируемой среды детекторами , установленными вне сечения потока , и обработки детектируемых сигналов , по результатам обработки детектированных сигналов производят повторное формирование группы пучков гамма -квантов , образованных путем прохождения через коллиматор первичного пучка гамма -квантов , веерообразно расходящегося от центра источника излучения , установленного вне сечения потока , минимизировав количество пучков в соответствии с полученными результатами первичного облучения путем перекрытия части отверстий коллиматора , которые в соответствии с результатами анализа первичного облучения не являются необходимыми для дальнейшего контроля формы потока , детектировании сформированной группы пучков после прохождения ими контролируемой среды детекторами , установленными вне сечения потока , и конечной обработки детектируемых сигналов .
Заявляемое изобретение поясняется чертежом , н а котором представлена схема реализации заявляемого способа .
WO 2017/171573 PCT/RU2016/000172
Н а схеме представлены источник 1 излучения , обеспечивающий испускание
первичного пучка 2 гамма -квантов , проходящего через коллиматор 3, содержащий
отверстия 4 с диафрагмами 5, пучки 6 гамма -квантов , пересекающие сечение потока 7
контролируемой среды в трубопроводе 8, детекторы 9 и устройство 10 анализа и управления установкой .
Осуществление заявляемого способа проиходит следующим образом .
Из источника 1 ионизирующего излучения (например , рентгеновской трубкой ),
который располагается вне сечения трубопровода 8, производят излучение веерообразно
расходящегося пучка 2 гамма -квантов .
Пучок 2, проходя через отверстия 4 коллиматора 3, делится на одинаковые пучки 6, проходящие далее через трубопровод 8 с движущимся по нему потоком 7 контролируемой среды . Прошедшие через трубопровод 8 и провзаимодействовавшие с потоком 7 контролируемой среды пучки 6 попадают н а детекторы 9, сигналы с которых поступают в устройство 10, в котором происходит их обработка и дальнейший анализ .
В результате анализа получают реальную картину распределения в потоке 7 ив соответствии с ней производят повторное формирование пучков 6, оставляя открытыми те отверстия 4 коллиматора 3, которые необходимы , и перекрывая при помощи заслонок 5 те - которые таковыми н е являются , минимизируя таким образом количество пучков 6. Данная минимизация позволяет без снижения качества контроля формы потока 7 снизить время обработки и анализа сигналов получаемых от детекторов 8 (поскольку количество этих сигналов уменьшено до необходимого минимума ).
Данное изобретение может быть реализовано , например , в составе многофазного
расходомера для определения фазового состава линейной смеси . При уменьшении количества сканирующих лучей , например , с 10 до 2, время обработки сигнала при достаточном уровне погрешности измерений снижается в 5 раз , что важно для принятия решений при аварийных и прочих ситуациях н а месторождении (прорыв водоносного горизонта , заколонные перетоки , вынос песка и т.д.). По расчётам даже при экзотических эпюрах потока измерения на 2 оптимальных лучах могут давать до 1% относительной погрешности определения КГФ, что является более чем достаточным для интересов
нефтегазовой промышленности . При необходимости крайне точных замеров фазового
состава без ограничений п о времени есть возможность использовать все отверстия коллиматора для анализа потока
Заявляемый способ определения параметров скважинного многокомпонентного потока позволяет с высокой степенью точности контролировать состояние среды в потоке в каждый момент времени , снижая дискретность такого контроля .
Формула изобретения
Способ определения параметров скважинного многокомпонентного потока , заключающийся в формировании группы пересекающих сечение исследуемого потока пучков гамма -квантов , образованных путем прохождения через коллиматор первичного пучка гамма -квантов , веерообразно расходящегося от центра источника излучения , установленного вне сечения потока , детектировании сформированной группы пучков после прохождения ими контролируемой среды детекторами , установленными вне сечения потока , и обработки детектируемых сигналов , отличающийся тем , что п о результатам обработки детектированных сигналов производят повторное формирование группы пучков гамма -квантов , образованных путем прохождения через коллиматор первичного пучка гамма -квантов , веерообразно расходящегося от центра источника излучения , установленного вне сечения потока , минимизировав количество пучков в соответствии с полученными результатами первичного облучения путем перекрытия части отверстий коллиматора , которые в соответствии с результатами анализа первичного облучения не являются необходимыми для дальнейшего контроля формы потока , детектировании сформированной группы пучков после прохождения ими контролируемой среды детекторами , установленными вне сечения потока , и конечной обработки детектируемых сигналов .
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
1/1
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26)
International application No.
PCT/RU 201 6/0001 72
A. CLASSIFICATION OF SUBJECT MATTER
G01 F 1/74 2006.01
According to International Patent Classification (IPC) or to both national classification and IPC
B . FIELDS SEARCHED
Minimum documentation searched (classification system followed by classification symbols)
G01 F 1/00, 1/20, 1/36, 1/704-1/71 2, 1/74, 1/76, 1/86, G01 N 23/00, 23/02, 23/06-23/087, 23/1 2
Documentation searched other than minimum documentation to the extent that such documents are included in the fields searched
Electronic data base consulted during the international search (name of data base and, where practicable, search terms used)
PatSearch (RUPTO internal), USPTO, PAJ, Esp@cenet, DWPI, EAPATIS, PATENTSCOPE, Information Retrieval System of FIPS
C . DOCUMENTS CONSIDERED TO BE RELEVANT
Category*
Citation of document, with indication, where appropriate, of the relevant passages
Relevant to claim No.
A A
US 4228353 A (STEVEN A.JOHNSON) 14.10.1980
RU 761 27 Ul (OTKRYTOE AKTSIONERNOE OBSHCHESTVO "TEKHPRIBOR") 10.09.2008
SU 1783304 A (VSESOIUZNY NAUCHNO-ISSLEDOVATELSKII INSTITUT ELEKTROIZMERITELNYKH PRIBOROV) 23.12.1992
GB 2396907 A (SCHLUMBERGER HOLDINGS LIMITED) 07.07.2004
Further documents are listed in the continuation of Box C.
See patent family annex.
* Special categories of cited documents:
"A" document defining the general state of the art which is not considered to be of particular relevance
"E" earlier application or patent but published on or after the international filing date
"L" document which may throw doubts on priority claim(s) or which is cited to establish the publication date of another citation or other special reason (as specified)
"O" document referring to an oral disclosure, use, exhibition or other means
"T" later document published after the international filing date or priority date and not in conflict with the application but cited to understand the principle or theory underlying the invention
"X" document of particular relevance; the claimed invention cannot be considered novel or cannot be considered to involve an inventive step when the document is taken alone
"Y" document of particular relevance; the claimed invention cannot be considered to involve an inventive step when the document is combined with one or more other such documents, such combination being obvious to a person skilled in the art
" &" document member of the same patent family
ОТЧЕТ О МЕЖДУНАРОДНОМ
ПОИСКЕ
Номер меиадународной заявки
PCT/RU 2016/000172
КЛАССИФИКАЦИЯ
ПРЕДМЕТА ИЗОБРЕТЕНИЯ
ОБЛАСТЬ ПОИСКА
Проверенный минимум документации (система классификации с индексами классификации )
G01F 1/00, 1/20, 1/36, 1/704-1/712, 1/74, 1/76, 1/86, G01N 23/00, 23/02, 23/06-23/087, 23/12
Другая проверенная документация в той мере, в какой она включена в поисковые подборки
Электронная база данных , использовавшаяся при поиске (название базы и, если , возможно , используемые поисковые термины )
PatSearch (RUPTO internal), USPTO, PAJ, Esp@cenet, DWPI, EAPATIS, PATENTSCOPE, Information Retrieval System of
FIPS
ДОКУМЕНТЫ , СЧИТАЮЩИЕСЯ РЕЛЕВАНТНЫМИ
Категория
Цитируемые документы с указанием , где это возможно , релевантных частей
Относится к пункту N
US 4228353 A (STEVEN A.JOHNSON) 14. 10. 1980
RU 76127 Ul (ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО
10.09.2008
"ТЕХПРИБОР
SU 1783304 А (ВСЕСОЮЗНЫЙ НАУЧНО -ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ
ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ ) 23. 12. 1992
GB 2396907 A (SCHLUMBERGER HOLDINGS LIMITED) 07.07.2004
последующие документы указаны в продолжении графы С.
данные о патентах -аналогах указаны в приложении
* Особые категории ссылочных документов : "Т'
"А " документ , определяющий общий уровень техники и не считающийся особо релевантным
"Е" более ранняя заявка или патент , но опубликованная на дату "X"
международной подачи или после нее "L" документ , подвергающий сомнению притязание (я) на приоритет , или
который приводится с целью установления даты публикации другого "У"
более поздний документ , опубликованный после даты международной
подачи или приоритета , н о приведенный для понимания принципа или теории , на которых основывается изобретение
документ , имеющий наиболее близкое отношение к предмету поиска ; заявленное изобретение не обладает новизной или изобретательским
уровнем , в сравнении с документом , взятым в отдельности
WO 2017/171573
PCT/RU2016/000172
WO 2017/171573
PCT/RU2016/000172
WO 2017/171573
PCT/RU2016/000172
WO 2017/171573
PCT/RU2016/000172
WO 2017/171573
PCT/RU2016/000172
WO 2017/171573
PCT/RU2016/000172
INTERNATIONAL SEARCH REPORT
INTERNATIONAL SEARCH REPORT
INTERNATIONAL SEARCH REPORT
INTERNATIONAL SEARCH REPORT
INTERNATIONAL SEARCH REPORT
INTERNATIONAL SEARCH REPORT
