Система моніторингу матеріального балансу на об’єктах з промислової підготовки вуглеводнів під час їх видобутку і підземного зберігання MBS �“Material Balance System”

Призначення та сфера застосування системи «Material Balance System» (MBS)

Призначення системи MBS:

1. Облік продуктів (вуглеводнів та супутньо-пластової води), що видобуваються (відбираються) із свердловин і повертаються в пласт, з контролем відповідності видобутку (відбору) затвердженим запасам (планам) згідно постійно діючої моделі родовища (сховища);
2. Керування видобутком (відбором) зі свердловин з метою забезпечення експлуатації родовища (сховища) та видобутку (відбору) вуглеводнів в оптимальному технологічному режимі;
3. Контроль шлейфів з їх аварійним відключенням з метою підвищення безпеки транспортування вуглеводнів від свердловин до установки комплексної підготовки газу (УКПГ) або збірного пункту (ЗП) і мінімізації втрат при аваріях у шлейфах;
4. Облік наявних в технологічних ємностях і ємностях зберігання УКПГ (ЗП) продуктів;
5. Облік товарних продуктів під час передачі з УКПГ (ЗП);
6. Облік внутрішніх витрат вуглеводнів на власні потреби УКПГ (ЗП);
7. Облік вуглеводнів, що спалюються при технологічному скиданні на факельні пристрої;
8. Розрахунок за результатами вимірювань 1, 4 – 7 матеріального балансу продуктів на УКПГ (ЗП) в одиницях маси з оперативним виявленням аварійних втрат при комплексній підготовці газу та розрахунком обсягів цих втрат.

​

Системи MBS застосовуються у складі УКПГ на газових та газоконденсатних родовищах та ЗП на підземних сховищах газу на підприємствах з видобування та підземного зберігання природного газу.

​

Система моніторингу матеріального балансу «Material Balance System» (MBS)

НАК «Нафтогаз України» в 2005 році організувала і провела на базі ДК «Укртрансгаз» технічну нараду із запрошенням вітчизняних і закордонних виробників засобів вимірювальної техніки (ЗВТ) в галузі газовимірювань за участю технічних спеціалістів підприємств з підземного зберігання і видобутку природного газу. На цій нараді було повідомлено про технічну необхідність і доцільність впровадження посвердловинного безперервного приладового обліку сировини під час її видобутку на газовидобувних підприємствах і під час закачування і відбору на підприємствах з підземного зберігання газу.

В ході наради обговорювались вимоги до ЗВТ, що можуть бути застосовані для вирішення цієї задачі, і за результатами обговорення було сформульоване наступне:

- наявна практика періодичних вимірювань дебетів свердловин не забезпечує безперервний контроль стану і підтримання оптимальних параметрів технологічних режимів процесів видобутку, відбору і закачування газу, а відхилення параметрів від необхідних, в свою чергу, призводить до періодичних позаштатних ситуацій з зупинками або частковими обмеженнями основних технологічних процесів з економічними втратами і додатковими затратами на їх усунення;

- контроль режимів роботи свердловин тільки за результатами вимірювання тисків не забезпечує достатньої точності висновків про підтримання дебетів свердловин в межах необхідних значень і можливості оперативного реагування на зміну дебетів;

- ціна ЗВТ для впровадження посвердловинного безперервного приладового обліку повинна бути такою, що забезпечить економічну доцільність впровадження цього обліку;

- вимірювання об’ємів газу на шлейфах свердловин повинно здійснюватись з похибками в границях не гірше 4-8 %;

- ЗВТ повинні бути простими в обслуговуванні, надійними і стійкими до умов експлуатації на шлейфах свердловин і до вимірювального середовища – багатофазного флюїду із природного газу, конденсату, води і можливих включень піску;

- для забезпечення ціни ЗВТ, що дозволить впровадити облік по кожній свердловині, доцільно вимірювати витрату і об’єм основної (несучої) фази потоку, а саме - газу, а кількість рідини в потоці визначати розрахунковим шляхом за значеннями водного і газоконденсатного факторів, що визначаються для кожної свердловини періодично та приймаються умовно-постійними.

Призначення системи MBS. 1. Облік продуктів, що видобуваються (відбираються) із свердловин. Витратомір-лічильник газу РГ-ОНТ

Після участі у згаданій нараді нашим підприємством було прийняте рішення про ініціативну розробку за власний кошт ЗВТ, що має відповідне призначення і відповідає сформульованим вимогам.

Проведений нами аналіз світової практики вимірювань на шлейфах свердловин призвів до висновку, що в світі такі вимірювання проводять методом змінного перепаду тиску, але із застосуванням таких пристроїв створення перепаду тиску, які не призводять до затримання рідини в потоці перед цим пристроєм. Найбільш поширенні у світі рішення – застосування з цією метою осереднюючих напірних трубок або труб Вентурі. При цьому застосування осереднюючої напірної трубки по відношенню до труб Вентурі дає деякі суттєві переваги, а саме:

- їх застосування вимагає менших за довжиною прямолінійних ділянок трубопроводу;

- їх конструкція симетрична і забезпечує можливість вимірювання потоків у трубопроводі в двох напрямках;

- їх коефіцієнт витрати, що визначається при калібруванні, за умов певної форми трубки на відміну від труб Вентурі є практично незалежним від числа Рейнольдса, тобто від швидкості потоку і динамічної в’язкості вимірювального середовища, що в умовах постійної зміни в’язкості продукту свердловин і відсутності можливості її поточного вимірювання або розрахунку призводить до більшої невизначеності результатів вимірювань кількості продукту свердловин трубами Вентурі ніж осереднюючими трубками орієнтовно на 1 – 3 % в залежності від умов вимірювань.

Отже, в 2005-2009 роках наше підприємство розробило і впровадило у виробництво витратоміри-лічильники газу�РГ-ОНТ (далі – витратоміри), які відповідають цим вимогам і з 2009 року експлуатуються на ПСГ и родовищах України в ДАТ «Чорноморнафтогаз», УМГ «Київтрансгаз», УМГ «Харківтрансгаз», УМГ «Львівтрансгаз»,�ГПУ «Львівгазвидобування», ГПУ «Полтавагазвидобування», ГПУ «Шебелинкагазвидобування»,�ПрАТ «Укргазвидобуток» і в Республіці Казахстан на газових родовищах Аккулківське та Кизилой підприємством ТОО «Тетіс Арал Газ».

Призначення системи MBS. 1. Облік продуктів, що видобуваються (відбираються) із свердловин. Витратомір-лічильник газу РГ-ОНТ

В 2011 році витратоміри були зареєстровані в Держреєстрі ЗВТ України під № У3181 і в 2012 році в Реєстрі ДСЗЄВ Республіки Казахстан під №  KZ.02.03.04384-2012/У3181-11. Витратоміри відповідають вимогам «Технічного регламенту обладнання та захисних систем, призначених для використання в потенційно вибухонебезпечних середовищах», затвердженого постановою КМУ від 28 грудня 2016 року № 1055 та мають дозвіл на застосування наданий Комітетом по держконтролю за надзвичайними ситуаціями та промисловою безпекою МНС РК. В дійсний час витратоміри постачаються із Сертифікатом калібрування Метрологічним центром ДП «Харківстандартметрологія», акредитованим згідно ДСТУ ISO/IEC 17025.

Призначення системи MBS. 1. Облік продуктів, що видобуваються (відбираються) із свердловин. Витратомір-лічильник газу РГ-ОНТ

Витратоміри-лічильники газу РГ-ОНТ побудовані на основі осереднюючої напірної трубки (ОНТ) і являють собою моноблок, що призначений для встановлення безпосередньо на трубопровід с застосуванням фланцевого з’єднання.

Витратоміри випускаються з номінальними діаметрами DN 50, DN 65, DN 80, DN 100, DN 125 і DN 150 на номінальний тиск PN 25, PN 63, PN 160 та PN 400 і призначені для:

- вимірювання часу і тривалості пауз при вимірюванні витрати та об’єму;

- вимірювання абсолютного тиску (далі – тиск) і температури середовища, що протікає у трубопроводі;

- вимірювання витрати і об'єму повітря або природного газу (далі - газу) або технологічного вимірювання з ненормованою похибкою витрати і об’єму газової фази продукту газових або газоконденсатних свердловин за робочих умов та зведених до стандартних умов, що протікає по одному трубопроводу в прямому і зворотному напрямках;

- формування архівів результатів вимірювань, втручань оператора і повідомлень про аварійні ситуації та представлення їх на показувальному пристрої, а також передачі архівної інформації на ПЕОМ або в АСК.

Витратоміри можуть застосовуватися для обліку газу в складі вузлів на експлуатаційних свердловинах родовищ і підземних сховищ газу, промислових об'єктах і об'єктах газотранспортної системи, у тому числі в умовах відсутності електропостачання.

Призначення системи MBS. 1. Облік продуктів, що видобуваються (відбираються) із свердловин. Витратомір-лічильник газу РГ-ОНТ. Призначення і сфера застосування

Максимальна витрата газу зведена до стандартних умов Q_max в залежності від виконання і тиску наведена в таблиці.

Мінімальна витрата газу зведена до стандартних умов Q_min = 0,05×Q_max . Поріг чутливості – не більше 0,02×Q_max .

Клас точності згідно ДСТУ OIML R 137-1-2 – 1,0. Перехідна витрата 0,1×Q_max.

Границі допустимої відносної похибки вимірювання тиску газу в діапазоні від 0,05×p_max до p_max – ± 0,25%.

Границі допустимої абсолютної похибки вимірювання температури газу в діапазоні від мінус 30 °С до 60 °С – ± 0,3 °С.

Витратоміри мають вибухозахищене виконання, маркування вибухозахисту:

“II 2G Ex ib IIA T4 Gb, -40 °C ≤ Ta ≤ 55 °C”.

Ступень захисту корпусу – IP67.

Діапазон навколишніх температур від мінус 40ºС до 55 ºС за відносної вологості до 95%.

Витратоміри виробляються у виконаннях з живленням від вбудованої літієвої батареї і з живленням від зовнішньої мережі.

Час безперервної роботи витратомірів з живленням від батареї – не менше 5-ти років при перегляді і копіюванні даних з витратоміра при повному заповненні архивів і не менше 2-х років при перегляді і копіюванні даних з витратоміра кожну добу. Передача результатів вимірювань і архівної інформації в ПЕОМ або АСК з витратомірів з живленням від батареї здійснюється за допомогою переносного пристрою переносу інформації ППІ.

Витратоміри з живленням від зовнішньої мережі комплектуються блоками живлення і інтерфейсу БЖІ, 6-ти канальними блоками інтерфейсу БІ-6 і�8-ми канальними блоками інтерфейсу БІ-8.

​

Призначення системи MBS. 1. Облік продуктів, що видобуваються (відбираються) із свердловин. Витратомір-лічильник газу РГ-ОНТ. Основні технічні характеристики

БЖІ забезпечує підключення до мережі живлення і передачу інформації по інтерфейсам RS-232C або USB двох витратомірів РГ-ОНТ. БІ-6 та БІ-8 підключаютья до БЖІ і забезпечують підключення 6-ти і 8-ми витратомірів відповідно. Загалом один БЖІ забезпечує підключення до 16-ти витратомірів одночасно з передачею інформації зі всіх приладів через один порт інтерфейсу RS-232C або USB з індивідуальним адресом кожного приладу в мережі.

Протоколи обміну даними з витратомірами – MODBUS-сумісний для роботи з програмним забезпеченням розробки виробника та протокол витратоміра Superflow II для опитування програмними комплексами ASK.

Призначення системи MBS. 1. Облік продуктів, що видобуваються (відбираються) із свердловин. Витратомір-лічильник газу РГ-ОНТ. Основні технічні характеристики

Витратомір має у складі калібровану ділянку трубопроводу – врізну секцію (ВС); електронний блок (ЕБ); обладнаний чотирьох клавішною клавіатурою та рідкокристалічним дисплеєм; осереднюючу напірну трубку ОНТ з вбудованим платиновим термоперетворювачем опору (ТО); перетворювач перепаду тиску (ППТ) та перетворювач абсолютного тиску (ПТ).

ОНТ створює перепад тиску внаслідок часткового перекриття перетину ВС та діє як опір рухові газу у ВС.

Швидкість рузу середовища зменшується до нульового значення по досягненні передньої по потоку поверхні ОНТ, створюючи перед ОНТ зону збільшення тиску. Статичний тиск у ВС в цій зоні збільшується на величину тиску напору. ОНТ приймає цей тиск крізь 10 фронтальних отворів відбору, за якими розташована камера високого тиску («плюсова» камера ОНТ). «Плюсова» камера з’єднана безпосередньо з ППТ.

10 отворів відбору тиску ОНТ розташовані в центрах рівновеликих за площею кільцевих ділянок в поперечному перетині ВС. Велика кількість отворів відбору ОНТ у порівнянні з аналогічними приладами, наприклад, трубками Annubar Diamond II та Itabar, забезпечує зменшення впливу на осереднені значення тисків p+ та p- викривлення профілю швидкостей потоку, що створюється наявністю місцевих опорів на вимірювальному трубопроводі до та після витратоміра, а також знижує ризик великих похибок вимірювання при засміченні кількох з отворів.

ВС

ПТ

ЕБ

ППТ

ОНТ

ТО

Призначення системи MBS. 1. Облік продуктів, що видобуваються (відбираються) із свердловин. Витратомір-лічильник газу РГ-ОНТ. Будова і робота

Перепад тиску на ОНТ ΔP, зумовлений різницею тисків напору P₊ та розрідження P_–

ΔP = P₊ – P _{– ,}

вимірюється ППТ раз на секунду у витратомірах із живленням від зовнішньої мережі та раз на 5 секунд у витратомірах із живленням від вбудованої батареї.

ПТ раз на 2 секунди (раз на 30 секунд для витратомірів із живленням від батареї) вимірює абсолютний тиск P_– в «мінусовій» камері ОНТ при «прямому» напрямку потоку газу через витратомір та P₊ в «плюсовій» камері ОНТ при «зворотному» (при зміні напрямку потоку газу відбувається зміна місць камер ОНТ, що сприймають тиски напору і розрідження).� Статичний тиск газу у ВС P в поперечному перетині, що проходить через фронтальну поверхню ОНТ, (розрахунковий перетин) розраховується в ЕБ згідно відношень:

P = P_– + 0,6 ∙ΔP

P = P₊ – 0,4 ∙ΔP

при прямому і зворотному напрямках потоку газу відповідно.

Призначення системи MBS. 1. Облік продуктів, що видобуваються (відбираються) із свердловин. Витратомір-лічильник газу РГ-ОНТ. Будова і робота

Термоперетворювач опору ТО кожні 2 секунди (30 секунд для витратомірів з живленням від батареї) вимірює температуру газу T у ВС і розраховує дійсні геометричні розміри ОНТ та ВС за робочої температури.

Застосовуючи в якості вихідних даних умовно постійні характеристики газу з параметрів настроювання витратоміра (густина газу у стандартних умовах ρ_СТ, молярний вміст СО₂ та N₂ у газі), абсолютний статичний тиск газу P та температуру газу T у ВС, з періодичністю вимірювання тиску і температури вимірювального середовища розраховується коефіцієнт стисливості K, показник адіабати κ, динамічна в’язкість μ та густина ρ газу в розрахунковому перетині ВС:

С періодичністю вимірювання перепаду тиску на ОНТ розраховуються значення миттєвих витрат газу в робочих умовах та зведеної до стандартних умов:

k – коефіцієнт витрати ОНТ,

сталі С₁ та С₂ визначаються конструкцією ОНТ, d – ширина ОНТ.

Призначення системи MBS. 1. Облік продуктів, що видобуваються (відбираються) із свердловин. Витратомір-лічильник газу РГ-ОНТ. Будова і робота

Спеціальна форма профілю поперечного перетину ОНТ забезпечує надійну роботу на середовищах, в потоках яких наявні частинки землі, піску, краплі мастил, води, тощо. За рахунок зони підвищеного тиску перед ОНТ за сталого потоку у ВС тверді частинки і краплі рідини в разі їх присутності в потоці газу «обтікають» ОНТ и не потрапляють в отвори відбору тиску.

Діаметри отворів в ОНТ у порівнянні з аналогами зменшені, що забезпечує надійне відкидання із зони підвищеного тиску твердих частинок і крапельних включень в потоці в сторону, якщо їх розмір менше розміру отвору відбору.

Частинки з більшими розмірами і масою не можуть бути відкинуті потенціальним бар’єром в зоні підвищеного тиску внаслідок великого значення їх кінетичної енергії, але вони не потрапляють в осереднюючу камеру оскільки їх розмір більший за розмір отвору відбору і після удару о поверхню ОНТ здуваються з неї потоком.

Оптимальні розміри отворів визначались розрахунками і моделюванням, а надійна робота трубок без засмічень отворів на потоках із свердловин родовищ і підземних сховищ газу була підтверджена під час дослідно-промислових експлуатацій.

Конструкцією витратоміра передбачена можливість продувки і чистки каналів ОНТ и камер ПДТ без демонтажу з трубопроводу, якщо таке засмічення все ж таки трапиться під час зупинок потоку у трубопроводі.

Камери ПДТ обладнані клапанами для продувки

Через отвір в нижній частині ВС наявний доступ до каналів ОНТ

Призначення системи MBS. 1. Облік продуктів, що видобуваються (відбираються) із свердловин. Витратомір-лічильник газу РГ-ОНТ. Будова і робота

Точність вимірювання витратомірами забезпечується їх заводським калібруванням по еталонам об’єму газу класу 0,25 в Метрологічному центрі ДП «Харківстандартметрологія», акредитованому згідно ДСТУ ISO/IEC 17025, з використанням в якості робочого середовища повітря.

Типова залежність похибки витратоміра від значення витрати після заводського калібрування

Призначення системи MBS. 1. Облік продуктів, що видобуваються (відбираються) із свердловин. Витратомір-лічильник газу РГ-ОНТ. Будова і робота

Завдяки конструкції у вигляді моноблоку процес встановлення на трубопровід та введення витратомірів в експлуатацію відносно нескладний. До комплекту поставки входять відповідні патрубки, призначені для вварювання в трубопровід, та габаритний еквівалент витратоміра - котушка.

Спочатку в трубопровід згідно проекту вварюються патрубки, встановлені на котушці. Потім на місце котушки монтується витратомір. В подальшому котушка застосовується за необхідності зняття витратоміра, наприклад, для проведення періодичного калібрування.

Для захисту витратоміра від несанкціонованого доступу і зовнішніх атмосферних впливів він може комплектуватись «антивандальним» захистом (на фланці додатково встановлюється кріплення, на яке монтується захисний металевий короб с гвинтовим замком).

Призначення системи MBS. 1. Облік продуктів, що видобуваються (відбираються) із свердловин. Витратомір-лічильник газу РГ-ОНТ. Застосування за призначенням

Теоретичне обґрунтування застосування методу змінного перепаду тиску для вимірювання двофазних потоків глибоко розглядалось в 1972 р. в роботах Кремльовського та Дюдіной (див., наприклад, П. П. Кремлёвский. Измерение расхода многофазных потоков. Л.: Машиностроение, 1982). Подальший розвиток розробленої теорії таких вимірювань та її практичне застосування при розробці геотермальних родовищ на Камчатці відображені в роботах Шулюпіна�(А. Н. Шулюпин. Научно-методические основы определения параметров пароводяных течений для рационального освоения геотермальных месторождений: Дисс…д-ра техн. наук/Камчатский Гос.Техн.Университет. – Петропавловск-Камчатский, 2003; Алексеев В. И., Шулюпин А. Н., Усачев Д. П. Измерение расхода пароводяной смеси стандартными диафрагмами. – Петропавловск-Камчатский, 1991).

Рівняння для витрати газової фази потоку зведеної до стандартних умов при застосуванні витратоміра РГ-ОНТ для вимірювання продукту свердловин набуває вигляду:

Призначення системи MBS. 1. Облік продуктів, що видобуваються (відбираються) із свердловин. Витратомір-лічильник газу РГ-ОНТ. Вимірювання багатофазних потоків

В наведеному рівнянні витрати g_Г – масовий вміст газу в потоці в долях одиниці; r_Г – дійсний об’ємний вміст газу в розрахунковому перетині, що проходить через тильну по потоку поверхню ОНТ; ΔP^* – перепад тиску на ОНТ зменшений на значення динамічного тиску, що створюється рідкою фазою потоку, яке є функцією вмісту газу з параметрами α и γ; k^* - коефіцієнт витрати ОНТ, скоригований з урахуванням зменшення площини, що займається газом в розрахунковому перетині внаслідок наявності в потоці рідкої фази; ρ_Г , ρ_Ж , ρ_С,Г – відповідно густина газової і рідкої фаз потоку та густина газової частини потоку в стандартних умовах.

Застосування Шулюпіним з співавторами такого рівняння витрати для різних за діаметром трубопроводів з подальшим аналізом випадків розходження на величини, що перевищують похибку відтворення витрати газо-водяної суміші експериментальним стендом, дозволили їм визначити границі діапазону можливого застосування прийнятого рівняння витрати як:

де g – модуль прискорення вільного падіння.

Наведені границі застосування мають фізичне обґрунтування. Перша є умовою безпульсаційної течії у трубопроводі з дисперсно-кільцевим режимом. Друга обмежує максимальну частину прохідного перетину витратоміра, зайняту рідиною значенням 0,2, при невиконанні цієї умови на перепад тиску вже суттєво впливають фазові перетворення та взаємодія між фазами потоку.

Зазначимо, що за відсутності в потоці рідкої фази g_Г = 1, r_Г = 1 і рівняння витрати трансформується в рівняння витрати газу зведеної до стандартних умов при вимірюванні однофазного потоку сухого газу, за яким здійснюється розрахунок в електронному блоці витратоміра:

Розділивши рівняння витрати для двофазного потоку на рівняння витрати для однофазного потоку отримаємо коригувальний множник до показів витратоміра при вимірюванні двофазного потоку:

При проведенні вимірювань значення S_Д вносять до електронного блоку витратоміра як коефіцієнт коригування S. Зазначимо, що значення множника S_Д до показів витратоміра РГ-ОНТ при вимірюванні витрати двофазного потоку залежить тільки від густини рідкої і газової фаз потоку і масового вмісту газу в потоці.

За час дослідно-промислових випробувань і експлуатації витратомірів РГ-ОНТ на шлейфах свердловин родовищ підтверджено, що при періодичному раз на декілька місяців визначенні множника S_Д для кожної свердловини шляхом його калібрування за показами зразкового вузла обліку після сепаратора геологічних дослідних ліній, його значення для роботи на цій свердловині за умов відпрацювання методики калібрування можна приймати умовно сталим і забезпечувати при цьому в періоди між калібруваннями відносну похибку вимірювання витрати газової фази потоку в границях ± 3 %, а відносну точність обчислення кількості видобутого конденсату і води за значеннями газоконденсатного і водного факторів, визначених при калібруванні, в границях ± 15 % при порівнянні годинних об’ємів і ± (5÷8) % при порівнянні добових об’ємів.

Призначення системи MBS. 1. Облік продуктів, що видобуваються (відбираються) із свердловин. Витратомір-лічильник газу РГ-ОНТ. Вимірювання багатофазних потоків

Призначення системи MBS. 1. Облік продуктів, що видобуваються (відбираються) із свердловин. Витратомір-лічильник газу РГ-ОНТ. Вимірювання багатофазних потоків

Одним з прикладів існуючої реалізації витратомірів для вимірювання продукту свердловин безпосередньо на шлейфах є багатофазний витратомір Alpha VSRD виробництва компанії Weatherford® (Швейцарія).

Цей витратомір (зображений на рисунку зліва) конструктивно об'єднує в собі чотири незалежних засоби вимірювань, інформація з яких обробляється в одному обчислювачі, а саме:

• витратомір з трубою Вентурі;
• акустичний витратомір;
• інфрачервоний спектрометр для визначення вмісту води в рідкій фазі продукту;
• гамма вимірювач густини.

Комбінація різних за принципом дії засобів вимірювань дозволяє безпосередньо на шлейфі свердловини вимірювати витрати газової, рідкої роздільно по воді та вуглеводням фаз продукту свердловини.

Нормовані метрологічні характеристики витратоміра Alpha VSRD за даними виробника наведені в таблиці знизу.

Примітка – 1 bpd = 6,625 л/добу = 5,67 кг/год; 75 bpd = 425 кг/год.

Приклад – Св. № 344 Яблунівського НГКР, дебет 4000 м³/год с.у., GFV = r_Г = 99,8%, ГКФ = 42 г/м³, M_К = 168 кг/год, δМ_К = 253 %, збіжність rM_К = 33,7%.

Призначення системи MBS. 1. Облік продуктів, що видобуваються (відбираються) із свердловин. Витратомір-лічильник газу РГ-ОНТ. Вимірювання багатофазних потоків

За даними с сайту Weatherford® випробування цього витратоміра проводились по методиці аналогічній випробуванням, що проводились при дослідно-промисловій експлуатації витратомірів РГ-ОНТ на Яблунівському НГКР. Alpha VRSD витратомір був встановлений послідовно з тестовим сепаратором, після чого було проведено 12 добових замірів по 6-ти свердловинам, по два добових заміри по кожній. При випробуваннях вимірювався продукт з високим вмістом газу (GVF > 98 %).

За результатами випробувань:

• виміряні витрати газової фази відповідали показам тестового сепаратора з відносним відхиленням в границях ± 3,0 % з довірчою вірогідністю 0,95;
• виміряні витрати рідких фаз відповідали показам тестового сепаратора с відносним відхиленням ± 14,0 % з довірчою вірогідністю 0,95.

Точність вимірювання витрати газової фази потоку витратоміром Alpha VRSD аналогічна точності вимірювань витрати газової фази потоку витратоміром-лічильником газу РГ-ОНТ з його періодичним калібруванням за показами дослідного сепаратора, що підтверджено дослідно-промисловою експлуатацію і випробуваннями за аналогічною методикою.

Вартість витратоміра Alpha VRSD більш ніж в 10 разів перевищує вартість витратоміра РГ-ОНТ.

Перевагою складних витратомірних комплексів для багатофазних потоків є вимірювання всіх параметрів багатофазного потоку без необхідності проведення періодичних вимірювань дослідним сепаратором, але, в умовах, коли такі сепаратори вже існують в складі дослідних вимірювальних ліній на УКПГ, їх застосування для обліку на кожній свердловині є невиправданим економічно. Сфера їх застосування – мобільне дослідження нових свердловин до їх підключення к УКПГ.

Призначення системи MBS. 1. Облік продуктів, що видобуваються (відбираються) із свердловин. Витратомір-лічильник газу РГ-ОНТ. Вимірювання багатофазних потоків

В 2008 – 2011 рр. проводились дослідно-промислові випробування витратомірів на об’єктах ГТС України в�УМГ «Львівтрансгаз», УМГ «Київтрансгаз» та УМГ «Харківтрансгаз» з випробуваннями за програмами, узгодженими з ДК «Укртрансгаз». Результати випробувань позитивні. Витратоміри знаходились в подальшій промисловій експлуатації до 2019 року.

​

В 2016 – 2017 рр. проводились дослідно-промислові випробування витратомірів на об’єктах ПАТ «Укргаз-видобування» за програмами узгодженими з ГПУ «Полтавагазвидобування» та ГПУ «Львівгазвидобування»:

1. З вимірюванням газу видобутку після першої сепарації:

- на Машівській УКПГ Машівського ЦВНГК ГПУ «Полтавагазвидобування»;

- на УКПГ «Гаї» Стрийского ЦВНГК ГПУ «Львівгазвидобування».

2. З вимірюванням багатофазного потоку безпосередньо на шлейфах свердловин:

- на замірному колекторі з намивних споруд Яблунівського НГКР ГПУ «Полтавагазвидобування».

Результати випробувань позитивні.

29 серпня 2017 року за підтримки НАК «Нафтогаз України» нами була проведена семінар-нарада «Вирішення задач експлуатації родовищ вуглеводнів» з доповіддю про результати випробувань витратомірів із залученням фахівців ПАТ «Укргазвидобування», ПАТ «Укртрансгаз», ПАТ «Укрнафта», інших газовидобувних підприємств України і Республіки Казахстан, навчальних закладів та вітчизняних і закордонних підприємств-виробників ЗВТ.

​

В травні – серпні 2019 р. проводилась дослідно-промислова експлуатація витратоміра на УКПГ Вишнівського ГКР філії ГПУ «Шебелинкагазвидобування» за програмою погодженою ПАТ «Укргазвидобування» з вимірюванням об’єму газової фази багатофазного потоку із свердловини № 21 Вишнівського ГКР.

Результати дослідно-промислової експлуатації позитивні.

Витратомір залишений в промисловій експлуатації на цьому об'єкті.

​

Крім того, витратоміри експлуатуються на об'єктах ПрАТ «Укргазвидобуток» і в Республіці Казахстан на газових родовищах Аккулківське та Кизилой підприємством ТОО «Тетіс Арал Газ».

З детальними даними щодо результатів випробувань і експлуатації витратомірів можна ознайомитись в додатку до цієї презентації.

Призначення системи MBS. 1. Облік продуктів, що видобуваються (відбираються) із свердловин. Витратомір-лічильник газу РГ-ОНТ. Досвід експлуатації

Призначення системи MBS. 1. Облік продуктів, що видобуваються (відбираються) із свердловин. Рекомендації семінар-наради «Вирішення задач експлуатації родовищ вуглеводнів» за результатами дослідно-промислової експлуатації витратомірів РГ-ОНТ

Для безперебійної роботи експлуатаційних газових і газоконденсатних свердловин родовищ і підземних сховищ газу з унеможливленням або суттєвим зменшенням кількості виникнень аварійних ситуацій та зупинок в роботі свердловин (наприклад, обводнення свердловини з уходом газового тіла від її гирла та виносом великої кількості рідини у шлейф, утворення гідратів в шлейфі з його частковим або повним перекриттям, обмерзання шлейфу, тощо) потрібно дотримуватись оптимальної продуктивності свердловини під час видобутку газу з родовищ, відбору і закачуванні газу на ПСГ.

Призначення системи MBS. 2, 3. Керування видобутком (відбором) зі свердловин, контроль шлейфів. САК КП «Свердловина»

За наявної практики в Україні продуктивність свердловин задається підбором або регулюванням відповідних штуцерів на блоці вхідних ниток УКПГ (ПСГ) при проведенні періодичних вимірювань дебетів свердловин з їх переключенням на дослідні лінії геологічного заміру. Оптимальні значення продуктивності свердловин, які задають при регулюванні, розраховуються геологічними службами відповідно до геологічних моделей родовища (сховища), що створюються та періодично переглядаються на основі геологічних досліджень і ретроспективних даних з експлуатації свердловин. Розраховані оптимальні значення витрат під час видобутку або відбору (закачуванні) формують технологічні плани експлуатації по кожній свердловині родовища (сховища).

Така практика експлуатації родовищ і сховищ не є сучасною та має суттєві недоліки пов’язані з тим, що виявлення відхилень роботи свердловин від запланованих режимів та корекція режиму відбуваються із суттєвими затримками в часі, а також з тим, що точність опису процесів в пластах родовища (сховища) геологічними моделями є занадто приблизною внаслідок великого періоду їх перегляду і відсутності систематичного постійного збору експлуатаційних даних про роботу кожної свердловини.

Модель кубу газонасиченості ПСГ в розрізі

Сучасна світова перспективна практика експлуатації родовищ і сховищ передбачає створення з метою ефективного планування і керування процесами видобутку (зберігання) постійно-діючих візуалізованих просторових моделей газового тіла на моделі структурного каркасу родовища (сховища).

Внаслідок особливостей фізичних процесів в пластах родовищ (сховищ), дані, що отримуються в результаті однократних початкових геологічних і геофізичних досліджень, є обов’язковими, але не є достатніми для функціонування постійно-діючих моделей або якісного періодичного уточнення моделей родовищ (сховищ). Необхідною вимогою до технології досліджень стає її гнучкість побудова на розгляді декількох різних контрастних циклів роботи свердловини для проявів всіх можливих режимів потоку пластового флюїду та безперервних вимірюваннях і архівуванні тиску, витрати та температури продукту свердловини, включно з періодами стабілізації режимів.

Для вирішення цих задач після аналізування світового досвіду нами визначений, апробований та застосовується наступний склад засобів автоматизації та вимірювань на шлейфах свердловин, умовно названий САК Контрольний пункт «Свердловина». На схемі показані місця встановлення засобів автоматизації на свердловині блока вхідних ниток УКПГ (ЗП), які надають інформацію для керування режимами роботи свердловини.

З виходів засобів отримується наступна інформація:

• тиски і температури газу в шлейфі p_ш , T_ш , на гирлі свердловини p_у , за регулюючим витрату штуцером КРУ T_шт;
• миттєва витрата газу в шлейфі Q_ш;
• положення позиціонера штуцера КРУ h;
• дискретний сигнал закриття/відкриття крана №1 в шлейфі свердловини;
• дискретний сигнал порогового сигналізатора тиску p.

Призначення системи MBS. 2, 3. Керування видобутком (відбором) зі свердловин, контроль шлейфів. САК КП «Свердловина»

Для наведеного набору засобів розроблений алгоритм комбінованого методу дослідження пласта.

Алгоритм включає послідовні операції, що виконуються на прямому і потім на зворотному ході вимірювань, які здійснюються після послідовних поворотів позиціонера штуцера КРУ на 0, 10, 20, 30, …, 100 % в сторони відкриття та закриття. В кожному положенні позиціонера виконуються наступні операції:

• вимірювання тиску p_ш в m точках у часі після завершення повороту позиціонера;
• апроксимація отриманої залежності p_ш(t) і визначення коефіцієнтів лінійних фільтраційних опорів;
• розрахунок початкового забійного тиску p_з0 і побудова кривої відновлення тиску в логарифмічному масштабі;
• розрахунок початкового пластового тиску і побудова точки (p_пл2 − p_з2; Q_уст), де Q_уст – стале значення дебету.

Після виконання прямого і зворотного ходу алгоритму по всім отриманим точкам індикаторної діаграми будується крива регресії та визначаються фільтраційні коефіцієнти свердловини.

Наведеними засобами та алгоритмами САК КП «Свердловина» забезпечує виконання наступних функцій:

• збір й обробляння інформації з засобів вимірювання і автоматизації у вигляді дискретних і аналогових сигналів;
• перевірку виходу значень контрольованих параметрів за встановлені границі;
• вимірювання миттєвої витрати і кількості газової фази продукту свердловин;
• автоматизоване регулювання витрати продукту свердловини шляхом завдання оператором положення позиціонера;
• автоматичне регулювання витрати продукту свердловини згідно заданої уставки з застосуванням ПІД-регулювання;
• проведення запланованих газодинамічних досліджень в автоматизованому режимі з визначенням оптимальних та� безпечних режимів експлуатації свердловини та формуванням допустимих границь змін параметрів, що� контролюються САК КП «Свердловина»;
• контроль відпрацьовування команд виконавчими пристроями;
• надання інформації о невиконанні операцій керування внаслідок несправності обладнання;
• автоматичне формування попереджувальної сигналізації;
• аварійне відключення шлейфів із запобіганням втратам газу і пошкодженню обладнання УКПГ (ЗП) при нештатних збільшеннях тиску в шлейфах внаслідок обмерзань, забруднення, тощо, та при їх розгерметизації.

Призначення системи MBS. 2, 3. Керування видобутком (відбором) зі свердловин, контроль шлейфів. САК КП «Свердловина»

Окрему увагу слід приділити тому, що вимірювання саме витрати, а не тисків на гирлі свердловини та у шлейфі на вході УКПГ (ЗП), слід використовувати як величину, за якою здійснюється керування видобутком зі свердловини. Різниця тисків на гирлі і на вході УКПГ дійсно залежна від значення витрати по шлейфу, але в той самий час на значення цієї різниці значно впливають процеси в шлейфі, які пов’язані з накопиченням або зменшенням кількості рідини в шлейфі, відкладенням в шлейфі або винесенням з нього твердого осаду та гідратів, зміною температурного градієнту по довжині шлейфу.

На рисунку зверху показані залежності годинних об’ємів газу за довільну добу по свердловини № 21 УКПГ Вишнівського ГКР філії ГПУ «Шебелинкагазвидобування» в серпні 2019 року. Свердловина виснажена і видобуток з неї ведеться в режимі з накопиченням. Раз на добу при падінні витрати газу по шлейфу нижче 2000 м³/год с.у. шлейф відключається від колектора УКПГ і від свердловини, здійснюється її продувка, потім підключення до шлейфу, а після підйому тиску – підключення до колектора УКПГ і пуск в роботу. На рисунку знизу показана залежність тиску в шлейфі на вході УКПГ по тій самій свердловини у той же час. Як можна побачити з рисунків, спостерігання за свердловиною тільки за результатами вимірювання тиску у шлейфі не дає інформації достатньої для оцінювання стану поточного свердловини і коректного керування видобуванням газу з неї. Помилки в часі у прийнятті рішення щодо зупинки та продувки свердловини в цьому випадку можуть привести до небажаного заповнення шлейфа рідиною, збільшенню втрат газу родовища при усуненні наслідків, додаткових трудових затрат, втрат від збільшення часу простою свердловини і втрат ресурсів (наприклад, метанолу в зимовий період при замерзанні рідини у шлейфі і утворенні гідратів).

Призначення системи MBS. 2, 3. Керування видобутком (відбором) зі свердловин, контроль шлейфів. САК КП «Свердловина»

Призначення системи MBS. 4 – 7. Облік продуктів у ємностях УКПГ (ЗП), товарних продуктів під час передачі з УКПГ, витрат вуглеводнів на власні потреби�та вуглеводнів, які спалюються при скиданні на факельні пристрої

Для вирішення цих задач може бути застосована широка номенклатура засобів вимірювання витрати, об’єму і рівня, але при цьому, враховуючи, що зведення матеріального балансу УКПГ в реальному часі внаслідок фазових перетворень вуглеводнів в технологічних лініях УКПГ (ЗП) можливо тільки в одиницях маси слід зазначити наступне:

• для правильного вимірювання об’ємів газу та переведення показів витратомірів газу в одиниці маси на вузлах вимірювання газу повинні бути передбачені пристрої відбору проб газу, що забезпечують відбирання проб відповідно до вимог ДСТУ ISO 10715, та організований процес аналізу проб лабораторії з введенням результатів аналізу в автоматичні обчислювачі і систему MBS з періодичністю в залежності від стабільності складу газу на вузлах вимірювання. Якщо склад газу змінний і не може бути прийнятий умовно сталим, повинно встановлювати поточні хроматографічні комплекси;
• внаслідок того, що в точках вимірювання кількості конденсату і супутньо-пластової води СПВ густина цих середовищ на різних ділянках технологічних ліній суттєво різна (конденсат має різний склад і різний вміст не відділеної води, метанолу і інгібіторів; СПВ має різну кількість розчиненого метанолу, інгібіторів і тяжких фракцій вуглеводнів), для цих вимірювань слід застосовувати тільки масові коріолісови витратоміри, що вимірюють масу продукту, його густину і розраховують об'єм. Використання об'ємних витратомірів рідини (наприклад, ультразвукових, турбінних, роторних) для зведення матеріального балансу УКПГ (ЗП) в одиницях маси не підходить;

• внаслідок великого динамічного діапазону можливих значень витрати в факельних трубопроводах і неможливості їх звуження або розгалуження на паралельні нитки згідно діючих нормативів, практично єдиними засобами, що застосовні для вимірювання об'ємів газу, що спалюється на факельних пристроях, слід визнати ультразвукові лічильники газу спеціальних виконань з розширеним динамічним діапазоном вимірювань до 1:4000.

Призначення системи MBS. 8. Розрахунок матеріального балансу УКПГ (ЗП)�в одиницях маси

Відколи на УКПГ (ЗП) присутній приладовий безперервний облік сировини, що поступає із родовища (ПСГ), товарної продукції, що поступає і відвантажується з УКПГ, і кількості продукту в технологічних ємностях і ємностях зберігання УКПГ (ЗП) стає можливим розрахунок матеріального балансу речовин на УКПГ в одиницях маси.

​

Точність зведення матеріального балансу в одиницях маси визначається невизначеністю вимірювань застосованих ЗВТ.

Найбільша невизначеність вимірювань внаслідок відомих причин є при вимірюванні вхідної сировини, що поступає на УКПГ (ЗП) із свердловин.

За даними промислової експлуатації витратомірів РГ-ОНТ при вимірюванні на шлейфах свердловин родовищ після калібрування системи очікувана точність зведення матеріального балансу УКПГ (ЗП) в проміжках між калібруваннями становить величину менше 10-15% при годинному аналізуванні і менше�4-6% при добовому аналізуванні.

Незалежно від точності зведення матеріального балансу спостерігання за трендами дисбалансу у часі надає можливості:

• оперативного виявлення початків розвитку відхилень в технологічному процесі і позаштатних ситуацій (накопичення гідратів, рідини, нафтових відкладень в шлейфах, технологічних лініях, обладнанні, розгерметизації трубопроводів і обладнання, виходу показників технологічного процесу за номінальні значення, тощо) із прийняттям заходів щодо подальшого їх розвитку;
• технічного аналізу виникаючих позаштатних ситуацій на УКПГ (ЗП) за архівними даними результатів вимірювань і розробляння заходів для їх запобігання в майбутньому;
• оптимізації витрат на експлуатацію УКПГ (ЗП) і зменшення матеріальних втрат при усунені відхилень технологічних режимів від оптимальних.

Застосування системи MBS. Розроблені проекти з автоматизації УКПГ

В дійсний час за нашими даними розроблено 12 проектів згідно з якими при технічному переоснащені і реконструкції автоматизованих систем керування передбачено встановлення приладів для вимірювання витрати на вхідних шлейфах УКПГ:

ГПУ «Полтавагазвидобування»

• Облаштування Степового ГКР. Технічне переоснащення системи автоматизованого керування технологічним процесом на Степовій УКПГ.
• Облаштування Чутівського ГКР. Технічне переоснащення АСК ТП УКПГ Чутово.
• Облаштування Березівського ГКР. Технічне переоснащення системи автоматизації Березівської УКПГ. (проект УкрНДІгаз)

ГПУ «Шебелинказагвидобування»

• Облаштування Кобзівського ГКР. Технічне оснащення вузлів вхідних шлейфів засобами контролю за режимами роботи свердловин, технологічного обладнання засобами контролю за режимами роботи УКПГ №1 (II черга).
• Облаштування Кобзівського ГКР. Технічне оснащення вузлів вхідних шлейфів засобами контролю за режимами роботи свердловин, технологічного обладнання засобами контролю за режимами роботи УКПГ №2 (II черга).
• Облаштування Кобзівського ГКР. Технічне оснащення вузлів вхідних шлейфів засобами контролю за режимами роботи свердловин, технологічного обладнання засобами контролю за режимами роботи УКПГ №3 (II черга).
• Облаштування Євгенівського ГКР. Реконструкція автоматизованої системи керування технологічним процесом УКПГ Євгенівського ГКР.
• Облаштування Перещепинського ГКР. Реконструкція автоматизованої системи керування технологічним процесом Перещепинської УКПГ.
• Облаштування Перещепинського ГКР. Реконструкція автоматизованої системи керування технологічним процесом Багатойської УКПГ.
• Облаштування Ланнівського ГКР. Реконструкція автоматизованої системи керування технологічним процесом Ланнівської УКПГ.
• Облаштування Юліївського НГКР. Реконструкція АСУ ТП Юліївського ЦВНГК, Валківського району Харківської області.

ГПУ «Львівгазвидобування»

• Облаштування Комарнівського ЦВНГК. Технічне переоснащення АСК ТП УКПГ Вишня.

В разі реалізації цих проектів на цих об’єктах можливо введення в експлуатацію систем моніторингу MBS.

Нашими спеціалістами оцінена економічна і технічна доцільність реалізації цих проектів. При оцінюванні аналізувались комплаєнс (необхідність впровадження технічних засобів згідно діючої нормативної бази і законодавства), технологічні регламенти УКПГ на предмет виявлення впливу проектованих засобів на технологію виробництва і визначення економічного впливу переоснащення і реконструкції систем автоматизації на можливість і економічні наслідки аварійних випадків, передбачених технологічними регламентами.

На основі проведеного аналізу і за даними кошторису проектів розраховувались чиста приведена вартість NPV, внутрішня ставка прибутковості IRR, індекс прибутковості інвестицій DPI та дисконтований строк окупності DPP.

За результатами наших розрахунків реалізація розроблених проектів доцільна.

Наприклад, для об'єкту УКПГ Ланнівська:

​

- загальні інвестиції – 57 503,697 тис. грн., в тому числі обладнання вартістю 32 000 тис. грн.

- можлива розрахункова дисконтована сума економії після впровадження за рік – 25899,99 тис. грн.

Результати аналізу інвестиційної доцільності реалізації проекту при прийняті ставки дисконтування 10%:

- NVP (чиста приведена вартість) = 6 277,96 тис. грн.

- IRR (внутрішня ставка прибутковості) = 16,7%

- DPI (індекс прибутковості інвестицій) = 1,02

- DPP (дисконтований строк окупності) = 3 роки.

​

Зазначені проекти технічного переоснащення та реконструкції систем автоматизації розроблені згідно технічних завдань Замовника, мають своєю метою забезпечення належного функціонування об'єктів видобутку з виконанням вимог діючої нормативної бази і законодавства, встановленням відсутніх необхідних засобів автоматизації і заміною морально застарілих і тих що вичерпали свій термін експлуатації засобів. В завданнях на проектування не ставилось за мету створення систем моніторингу і розрахунку матеріального балансу на підприємствах з видобутку, але передбачений цими проектами склад засобів дозволяє впровадити на них системи MBS без додаткових витрат.

Застосування системи MBS. Розроблені проекти з автоматизації УКПГ

Додаток

​

Призначення системи MBS. 1. Облік продуктів, що видобуваються (відбираються) із свердловин. Витратомір-лічильник газу РГ-ОНТ.

Дані щодо результатів дослідно-промислових випробувань та експлуатації.

В 2008 – 2011 рр. проводилась дослідна-промислова експлуатація витратомірів на об’єктах ГТС України з випробуваннями по програмам, узгодженим з�ДК «Укртрансгаз». Метою проведення дослідно-промислової експлуатації було:

- перевірка можливості застосування витратомірів при вимірюванні кількості газу на шлейфах свердловин під час закачування газу у ПСГ і при відборі газу;

- оцінка надійності роботи витратомірів за наявності водяних, конденсатних та абразивних домішок в продуктах свердловин;

- перевірка стійкості витратомірів к умовам експлуатації на шлейфах свердловин;

- оцінка відповідності метрологічних характеристик витратомірів в умовах експлуатації на ПСГ нормованим значенням згідно документації.

За результатами випробувань витратомірів окрім відповідності метрологічних характеристик нормованим учасниками відмічались:

- невелика вартість впровадження і експлуатації у порівнянні з витратомірами із стандартною діафрагмою, зумовлена вартістю самого витратоміра, низькою металоємністю обв’язки, можливістю роботи при потоці газу в двох напрямках та, як наслідок, зниження кількості необхідної запірної арматури на газозбірних пунктах;

- відсутність дроселювання потоку и малі втрати тиску на витратомірі, що забезпечує відсутність утворення гідратів та обмерзань при відборах газу із свердловин у зимовий час;

- стійка робота витратомірів за наявності конденсатних, водяних і абразивних домішок в потоці;

- простота обслуговування, зручність роботи з витратомірами та висока експлуатаційна надійність.

Дослідно-промислова експлуатація в ДК «Укртрансгаз»

УМГ «Львівтрансгаз», Стрийске ВУПЗГ

​

​

2 витратоміри DN 150, PN 160 з p_MAX = 10 МПа встановлені на замірних ділянках блоків підготовки газа.

Контрольні ЗВТ – діафрагми з обчислювачами FloBoss-103.

Відносні відхилення витрати δQ від показів контрольного ЗВТ в залежності від значення витрати:

• при закачуванні газу

• при відборі газу

Відносні відхилення добових об’ємів δV від показів контрольного ЗВТ протягом 2-х місяців відбору

• перший витратомір

• другий витратомір

УМГ «Львівтрансгаз», Опарське ВУПЗГ

​

​

2 витратоміри DN 150, PN 63 з p_MAX = 6 МПа встановлені на замірних ділянках вхідних шлейфів.

Контрольні ЗВТ – діафрагми з обчислювачами GFC-101.

Відносні відхилення показів витрати δQ від показів контрольного ЗВТ в залежності від значення витрати:

• при відборі газу

Відносні відхилення добових об’ємів δV від показів контрольного ЗВТ протягом 2,5 місяців відбору

​

УМГ «Львівтрансгаз», Опарське ВУПЗГ

​

2 витратоміри DN 100, PN 160 з p_MAX = 12 МПа встановлені на замірних ділянках трубопроводів закачування.

Контрольні ЗВТ – діафрагми з обчислювачами GFC-101.

Відносні відхилення добових об’ємів δV від показів контрольного ЗВТ протягом 3-х місяців закачування

• перший витратомір

• другий витратомір

Відносні відхилення витрати δQ від показів контрольного ЗВТ в залежності від витрати при закачуванні газу

УМГ «Львівтрансгаз», Опарське ВУПЗГ

​

За висновком спеціалістів УМГ «Львівтрансгаз» витратоміри-лічильники РГ-ОНТ можуть застосовуватись для вирішення задач вимірювання витрати та об’єму газу при відборі та закачуванні газу на шлейфах експлуатаційних свердловин та на замірних ділянках підприємств підземного зберігання газу ДК «Укртрансгаз». В ході випробувань відзначені надійність та стабільність роботи в умовах вимірювань продукту свердловин при відборі газу та високі експлуатаційні якості витратомірів.

УМГ «Київтрансгаз», Червонопартизанське ПСГ Мринського ВУПЗГ

​

2 витратоміри DN 100, PN 63 з p_MAX = 6 МПа встановлені на замірних ділянках блоку вхідних ниток ПСГ.

Контрольні ЗВТ – діафрагми з обчислювачами Суперфлоу - IIE.

Відносні відхилення витрати δQ від показів контрольного ЗВТ в залежності від значення витрати:

• при закачуванні газу

• при відборі газу

Відносні відхилення добових об’ємів δV від показів контрольного ЗВТ протягом 2-х місяців відбору

• перший витратомір

• другий витратомір

УМГ «Київтрансгаз», Червонопартизанське ПСГ Мринського ВУПЗГ

​

За висновком спеціалістів УМГ «Київтрансгаз» витратоміри-лічильники РГ-ОНТ можуть застосовуватись для вирішення задач технологічного обліку природного газу на підприємствах ДК «Укртрансгаз». В реальних умовах експлуатації на шлейфах свердловин при відборі витратоміри продемонстрували надійність та стабільність роботи і відповідність нормованим метрологічним характеристикам.

Відносні відхилення годинних об’ємів δV від показів контрольного ЗВТ протягом 10 діб відбору

Відносні відхилення витрати δQ від показів контрольного ЗВТ в залежності від значення витрати при відборі газу

УМГ «Харківтрансгаз», Пролетарське ВУПЗГ

​

Витратомір DN 100, PN 160 з p_MAX = 12 МПа встановлений на вході замірного блоку до сепаратора.

Контрольні ЗВТ – діафрагма з обчислювачем GFC-101.

УМГ «Харківтрансгаз, Пролетарське ВУПЗГ

​

За результатами дослідно-промислової експлуатації витратомірів-лічильників РГ-ОНТ в УМГ «Харьківтрансгаз» вони рекомендовані до застосування для індивідуального вимірювання дебету свердловин на ПСГ, як такі, що забезпечують вимірювання з більшою надійністю, достовірністю і меншими експлуатаційними затратами у порівнянні з іншими витратомірами в умовах притаманних підземним сховищам газу.

В 2016 - 2017 рр. проводились дослідно-промислові випробування витратомірів на об’єктах ПАТ «Укргаз-видобування» за програмами узгодженими з ГПУ «Пол-тавагазвидобування» та ГПУ «Львівгазвидобування».

Мета проведення випробувань на Машівській УКПГ Машівського ЦВНГК ГПУ «Полтавагазвидобування» та УКПГ «Гаї» Стрийского ЦВНГК ГПУ «Львівгазвидо-бування» - перевірка відповідності метрологічних характеристик витратомірів РГ-ОНТ нормованим та можливості їх застосування для вимірювання витрати і об'єму природного газу в умовах експлуатації на УКПГ.

Мета проведення випробувань на лінії замірного колектора з намивних споруд №1, №2, №3 Яблунівського НГКР ГПУ «Полтавагазвидобування» - перевірка можливості застосування витратомірів для вимірювання витрати і обєму газової фази продукту свердловин родовищ.

Зважаючи на позитивні результати випробувань, ГПУ «Полтавагазвидобування» та�ГПУ «Львівгазвидобування» в своїх висновках вважають можливим застосування витратомірів РГ-ОНТ на промислових об'єктах з транспортування, видобутку та переробки природного газу для вимірювання витрати і об'єму природного газу, а також дебету газових та газоконденсатних експлуатаційних свердловин родовищ, в тому числі на об'єктах ПАТ «Укргазвидобування».

Дослідно-промислові випробування в ПАТ «Укргазвидобування»

ГПУ «Полтавагазвидобування», УКПГ «Машівка»

​

Витратомір DN 100, PN 63 з p_MAX = 6 МПа встановлений на дослідній лінії №1 після сепаратора.

Контрольний ЗВТ – діафрагма, обчислювач ВР-2, перетворювач 3095 MV.

Випробування проводились з 19 липня 2016 р. по 16 вересня 2016 р. за тиску газу в діапазоні від 0,69 МПа до 2,5 МПа, температурі газу – від 11 °С до 38 °С, витрат – від 500 до 6500 м³/год с.у., середнє значення – 1535 м³/год с.у.

​

ГПУ «Полтавагазвидобування», УКПГ «Машівка»

Відносні похибки вимірювання годинних об’ємів газу витратоміром РГ-ОНТ δV за 1218 годин

ГПУ «Полтавагазвидобування», УКПГ «Машівка»

Розподіл відносних похибок вимірювання годинних об’ємів газу�витратоміром РГ-ОНТ за 1218 годин

Висновки за результатами дослідно-промислових випробувань на УКПГ «Машівка» :

​

- витратоміри РГ-ОНТ надійні та зручні в експлуатації;

- вимоги до встановлення витратомірів РГ-ОНТ простіші, ніж к будівництву витратомірів змінного перепаду тиску із стандартною діафрагмою (ВЗПТСД);

- вартість витратомірів РГ-ОНТ, їх встановлення та обслуговування менша, ніж вартість будівництва, комплектування і обслуговування ВЗПТСД;

- відносна похибка вимірювання витрати і об'єму витратомірами РГ-ОНТ нижче, ніж відносна похибка вимірювання ВЗПТСД з одним перетворювачем перепаду тиску в більшому діапазоні витрат;

- витратоміри РГ-ОНТ менш чутливі, ніж ВЗПТСД до ускладнюючих вимірювання факторів, наприклад, наявності конденсата в газі, забрудненням в трубопроводі, коливанням температури довкілля, тощо;

- витратомір РГ-ОНТ выконаний у вигляді моноблочного виробу, що об'єднує в собі весь набір засобів, необхідних для вимірювання витрати, а саме – перетворювачів тиску і перепаду тиску, температури, витрати, обчислювача, вимірювального трубопроводу довжиною 3 DN;

- витратоміри РГ-ОНТ вимірюють витрату та об'єм в двох напрямках та можуть застосовуватись для вимірювання реверсивних потоків без необхідності будівництва двох вузлів обліку.

ГПУ «Полтавагазвидобування», УКПГ «Машівка»

ГПУ «Львівгазвидобування», УКПГ «Гаї»

​

Витратомір DN 65, PN 25 з p_MAX = 2,5 МПа встановлений на лінії індивідуального заміру «Груди» після сепаратора.

Контрольний ЗВТ – діафрагма, обчислювач ВР-2, перетворювач ПМ-3В.

Випробування проводились з 1 вересня 2016 р. по 7 грудня 2016 р. за тиску газу в діапазоні від 0,41 МПа до 0,67 МПа, температурі газу – від -3,8 °С до 28,26 °С, витрат – від 416 до 2193 м³/год с.у., середнє значення – 787 м³/год с.у.

​

ГПУ «Львівгазвидобування», УКПГ «Гаї»

Відносні відхилення годинних об’ємів газу виміряних витратоміром РГ-ОНТ і контрольним вузлом δV за 1987 годин

Висновки за результатами дослідно-промислових випробувань на УКПГ «Гаї» :

​

- витратомір-лічильник газу РГ-ОНТ – комплексний засіб для вимірювання витрати і обєму, тиску і температури природного газу, що тече трубопроводом;

• витратоміри мають в своєму складі обчислювач, що дозволяє зводити виміряні обєми природного газу до стандартних умов, формувати архіви з інформацією про результати вимірювання, позаштатні ситуації та втручання в роботу витратоміра;
• терміни виконання робіт з монтажу вузлів обліку на основі витратоміра РГ-ОНТ менші у порівнянні з іншими засобами вимірювання за рахунок відсутності необхідності додаткового монтажу перетворювачів тиску, температури та імпульсних ліній.

ГПУ «Львівгазвидобування», УКПГ «Гаї»

ГПУ «Полтавагазвидобування», Яблунівське НГКР

​

Витратомір DN 65, PN 160 з p_MAX = 12 МПа встановлений на лінії вимірювального колектора з намивних споруд №1, №2, №3 в шлейф свердловини № 77.

Згідно проекту втановлення за допомогою запірної арматури на витратомір міг подаватись продукт будь-якої свердловини з намивних споруд №1, №2, №3. Далі шлейфом свердловини № 77 довжиною біля 4 км при проведенні порівняльних вимірювань продукт подавався на промисловий вимірювальний сепаратор С-203, що розташований на УКПГ Яблунівского ЦВНГК, або в колектор УКПГ при застосуванні вимірювального сепаратора для вирішення інших виробничих завдань.

Після сепаратора встановлені контрольний витратомір газу на базі витратомра зі стандартною діафрагмою та обчислювачем ROC/FlowBoss, контрольні вузли обліку газового конденсату та пластової води з коріолісовими витратомірами Micro Motion.

Випробування проводились з 11 жовтня 2016 р. по 27 червня 2017 р. За час випробувань через витратомір весь час проходив продукт однієї з газоконденсатних свердловин намивних споруд № 1, № 2, № 3 (13 свердловин). Порівняльні вимірювання проводились по 4 свердловинам № 341, № 344, № 372, № 419 в час, коли вимірювальний сепаратор не був задіяний для вирішення інших виробничих завдань.

Значення годинних об’ємів газу V, виміряних РГ-ОНТ та контрольним вузлом, та їх відносні відхилення δ по св. № 341

Свердловина № 341. 11 жовтня 2016 року відібрані проби газу сепарації і газового конденсату, проведені вимірювання протягом 6 годин. Розраховано модельний компонентний склад продукту свердловини та значення коефіцієнта S_Д = 0,8958.

25-26 жовтня 2016 року проведені порівняльні вимірювання протягом 22 годин.

Середні значення, максимальні та мінімальні значення водного фактора по свердловині за 28 годин вимірювань відповідно – 36,6 см³/м³; 232,9 см³/м³; 0 см³/м³; газоконденсатного фактора – 29 г/м³; 61,5 г/м³; 0 г/м³.

ГПУ «Полтавагазвидобування», Яблунівське НГКР

Значення годинних об’ємів газу V, виміряних РГ-ОНТ та контрольним вузлом, та їх відносні відхилення δ по св. № 344

ГПУ «Полтавагазвидобування», Яблунівське НГКР

Свердловина № 344. 20 жовтня 2016 року відібрані проби газу сепарації і газового конденсату. За даними вимірювань 19-21 жовтня розраховано модельний склад продукту свердловини та значення коефіцієнта S_Д = 0,9034.

19-21 жовтня 2016 року проведені порівняльні вимірювання протягом 36 годин.

Середні значення, максимальні та мінімальні значення водного фактора по свердловині за 36 годин вимірювань відповідно – 24,2 см³/м³; 100,2 см³/м³; 0 см³/м³; газоконденсатного фактора – 42,6 г/м³; 81,9 г/м³; 0 г/м³.

Значення годинних об’ємів газу V, виміряних РГ-ОНТ та контрольним вузлом, та їх відносні відхилення δ по св. № 372

ГПУ «Полтавагазвидобування», Яблунівське НГКР

Свердловина № 372. 21 жовтня 2016 року відібрані проби газу сепарації і газового конденсату. За даними вимірювань 21-22 жовтня розраховано модельний склад продукту свердловини та значення коефіцієнта S_Д = 0,8682.

21-22 жовтня 2016 року проведені порівняльні вимірювання протягом 26 годин.

Середні значення, максимальні та мінімальні значення водного фактора по свердловині за 26 годин вимірювань відповідно – 48,5 см³/м³; 89,4 см³/м³; 0 см³/м³; газоконденсатного фактора – 44,6 г/м³; 74,1 г/м³; 26,0 г/м³.

Значення годинних об’ємів газу V, виміряних РГ-ОНТ та контрольним вузлом, та їх відносні відхилення δ по св. № 419

ГПУ «Полтавагазвидобування», Яблунівське НГКР

Свердловина № 419. 14-15 грудня 2016 року відібрані проби газу і конденсату, проведені вимірювання протягом 16 годин. Розраховано модельний склад продукту свердловини та значення коефіцієнта S_Д = 0,8682.

20-21 грудня 2016 року проведені порівняльні вимірювання протягом 12 годин.

Середні значення, максимальні та мінімальні значення водного фактора по свердловині за 28 годин вимірювань відповідно – 70,5 см³/м³; 160,6 см³/м³; 8,8 см³/м³; газоконденсатного фактора – 48,8 г/м³; 144,6 г/м³; 0 г/м³.

22 червня 2017 року з метою огляду стану та оцінки ступеню забруднення ОНТ витратоміра в реальних умовах експлуатації були проведені демонтаж, огляд та повторний монтаж витратоміра на Яблунівском НГКР ГПУ «Полтава-газвидобування».

Після повторного монтажу витратомір був включений для проведення порівняльних вимірювань на 24 години.

За результатами демонтажу, огляду, монтажу та вимірювань встановлено, що витратомір після 9 місяців експлуатації з постійним вимірюванням продукту однієї із свердловин намивних споруд №1, №2, №3 Яблунівского НГКР не має забруднень, що здатні вплинути на його роботу.

ГПУ «Полтавагазвидобування», Яблунівське НГКР

Стан отворів ОНТ після 9 місяців експлуатації з постійним проходженням через витратомір продукту однієї із газоконденсатних свердловин намивних споруд №1, №2 и №3 Яблунівского НГКР ГПУ «Полтавагазвидобування»

​

фронтальна поверхня ОНТ тильна поверхня ОНТ

ГПУ «Полтавагазвидобування», Яблунівське НГКР

Значення годинних об’ємів газу V, виміряних РГ-ОНТ та контрольним вузлом, та їх відносні відхилення δ по св. № 341

Свердловина № 341. 22-23 червня 2017 року після демонтажу, огляду і повторного монтажу витратомра проведені порівняльні вимірювання протягом 24 годин. Розраховано значення коефіцієнта S_Д = 0,8430.

Відмінність коефіцієнта S_Д від визначеного на 9 місяців раніше 11 жовтня 2016 року S_Д = 0,8958 склала мінус 5,28%, що підтверджує достатність визначення S_Д для цієї свердловини с періодичність від одного до трьох місяців.

Середні значення, максимальні та мінімальні значення водного фактора по свердловині за 24 години вимірювань відповідно – 1,9 см³/м³; 12,9 см³/м³; 0 см³/м³; газоконденсатного фактора – 29,6 г/м³; 40,9 г/м³; 17,3 г/м³.

ГПУ «Полтавагазвидобування», Яблунівське НГКР

Висновки за результатами дослідно-промислових випробувань на Яблунівськом НГКР:

​

- витратоміри РГ-ОНТ можуть застосовуватись для вимірювання витрати та об'єму зведених до стандартних умов газової фази продукту свердловин газоконденсатних родовищ на шлейфах свердловин згідно запропонованого виробником проекту методики вимірювань;

- границі допустимої відносної похибки вимірювання витрати та об'єму зведених до стандартних умов газової фази продукту свердловин газоконденсатних родовищ витратомірами РГ-ОНТ за запропонованим проектом методики вимірювань оцінені не гірше, ніж ± 3,0 % в діапазоні витрат 1:6;

- вартість витратомірів, їх монтажу та обслуговування нижче у порівнянні з вартістю інших засобів, що можуть застосовуватись для вимірювання кількості продукту свердловин безпосередньо на шлейфах, а монтаж витратомірів РГ-ОНТ нескладний і не вимагає великих довжин прямих ділянок трубопроводу;

- діапазон вимірювання витрати витратомірами РГ-ОНТ в більшості випадків відповідає необхідним діапазонам вимірювання при експлуатації свердловин родовищ за умови правильного выбору типорозміру витратоміра-лічильника при проектуванні;

- витратомір РГ-ОНТ вимірює витрату в двох напрямках, внаслідок чого здатен виявляти зворотні потоки в свердловину с вимірювання витрати і в цьому випадку.

ГПУ «Полтавагазвидобування», Яблунівське НГКР

Дослідно-промислові випробування в ПАТ «Укргазвидобування»

Дослідно-промислові випробування в ПАТ «Укргазвидобування»

Результати промислово-дослідної експлуатації витратоміра-лічильника газу РГ-ОНТ при вимірюванні об’єму газової фази багатофазного потоку із�свердловини № 21 Вишнівського ГКР

Об’єкт промислово-дослідної експлуатації:

- витратомір-лічильник газу РГ-ОНТ (далі – витратомір) виконання DN 65, PN 160 із стаціонарним живленням виробництва ТОВ «УА-СИСТЕМИ»�(м. Харків), сертифікат калібрування 05/1074К від 14.03.2019 виданий метрологічним центром ДП «Харківстандартметрологія».

​

Час та місце проведення промислово-дослідної експлуатації:

- травень – серпень 2019 р., УКПГ Вишнівського ГКР філії�ГПУ «Шебелинкагазвидобування».

Умови проведення промислово-дослідної експлуатації:

Витратомір був змонтований на вузлі вхідних шлейфів на шлейфі від свердловини № 21 УКПГ. Потік газу зі свердловини послідовно проходив крізь витратомір і запірну арматуру, що надавала можливість переключення шлейфа на збірний колектор УКПГ або сепаратор геологічного заміру. Після сепаратора геологічного заміру був змонтований контрольний вузол обліку газу (далі – КВОГ) на базі витратоміра змінного перепаду тиску зі стандартною діафрагмою і комплексом вимірювальним «Даніфлоу» і ємність для накопичення відсепарованої рідини (суміші газового конденсату і пластової води) з можливістю відстоювання накопиченої рідини і приблизної оцінки кількості накопичених газового конденсату і пластової води з подальшим розрахунком середнього значення газоконденсатного і водного факторів.

Вимірювання об’єму газу видобутого із свердловини № 21 здійснювалось витратоміром безперервно 2016 годин без збоїв і зупинок в роботі.

Згідно з методикою ПДЕ передбачалось проведення калібрування і визначення поправкового коефіцієнту на двофазність потоку S_Д за даними вимірювань за час не менш ніж 48 годин. При цьому початок цього інтервалу часу необхідний для стабілізації потоку, режиму сепарації, тиску і температури в системі, а кінець для проведення вимірювань з метою визначення S_Д.

Умови проведення промислово-дослідної експлуатації:

​

Фактично внаслідок зайнятості сепаратора для вирішення інших технологічних завдань УКПГ S_Д визначався по серії із трьох вимірювань тривалістю 21, 21 і 25 годин. Середньоквадратичне відхилення (СКВ) відхилень показів витратоміра і КВОГ S_δV в трьох серіях вимірювань при калібруванні становили відповідно 0,56 %; 2,51 % і 0,26 %. СКВ відхилень 67 показів за всі три серії вимірювань S_δV  = 1,68 %. За даними трьох серій вимірювань визначено значення S_Д = 1,04 і внесено до параметрів настроювання витратоміра.

Сумарний час порівняльних із КВОГ вимірювань склав 348 годин.

Середній тиск газу в місці встановлення витратоміра під час проведення порівняльних вимірювань – 5,4 МПа, температура – 18 °С, в місці встановлення КВОГ – 5,4 МПа і 19,8 °С відповідно.

Максимальний годинний об’єм зафіксований КВОГ за час порівняльних вимірювань становив 3593 м³/год, мінімальний – 2394 м³/год.

Для потоку із свердловини характерним було постійне зниження дебіту, внаслідок чого щоденно проводилась продувка свердловини. Максимальна миттєва витрата газу спостерігалась після включення свердловини на шлейф після щоденної продувки і сягала значень біля 10 тис. м³/год з подальшим плавним зниженням витрати. При зниженні витрати до 2000 м³/год знов проводилась продувка свердловини.

Діапазон вимірювань по витраті в години, що включені до порівняння, становив приблизно 1:5.

За даними сепарації середній газоконденсатний фактор – 41 г/м³, водний – 6 см³/м³.

Відносна розширена невизначеність витрати відсепарованого газу за показами КВОГ в зазначеному діапазоні вимірювань за даними розрахунку витратоміра змінного перепаду тиску – ± 1,34 %.

Відносна розширена невизначеність витрати газу в однофазному стані за показами витратоміра в зазначеному діапазоні вимірювань згідно його нормованих характеристик – ± 1,5 %.

По закінченню порівняльних вимірювань для подальшого аналізу систематична величина відносного відхилення показів витратоміра і КВОГ, зумовлена неточністю визначення коефіцієнту S_Д, вилучена і розраховане уточнене значення поправкового коефіцієнту S_Д = 1,059.

Дані вимірювань, їх обробка. Годинні об’єми газу виміряні витратоміром і КВОГ

Дані вимірювань, їх обробка. Годинні об’єми газу виміряні витратоміром і КВОГ

Дані вимірювань, їх обробка. Годинні об’єми газу виміряні витратоміром і КВОГ

Дані вимірювань, їх обробка. Годинні об’єми газу виміряні витратоміром і КВОГ

Дані вимірювань, їх обробка. Годинні об’єми газу виміряні витратоміром і КВОГ

Дані вимірювань, їх обробка. Годинні об’єми газу виміряні витратоміром і КВОГ

Дані вимірювань, їх обробка. Відносні відхилення годинних об’ємів газу за показами витратоміра від виміряних КВОГ для визначеного при калібруванні значення S_Д = 1,04�в залежності від значення годинного об’єму (витрати)

Дані вимірювань, їх обробка. Відносні відхилення годинних об’ємів газу за показами витратоміра від виміряних КВОГ для уточненого значення S_Д = 1,059�в залежності від часу порівняння

Дані вимірювань, їх обробка. Відносні відхилення годинних об’ємів газу за показами витратоміра від виміряних КВОГ для уточненого значення S_Д = 1,059�в залежності від значення годинного об’єму (витрати)

Дані вимірювань, їх обробка. Відносні відхилення добових об’ємів газу за показами витратоміра від виміряних КВОГ для уточненого значення S_Д = 1,059

Відносна розширена невизначеність витрати за показами КВОГ складає ± 1,34 %, за показами витратоміра – �± 1,5 % з коефіцієнтами охоплення 2 для рівню довіри 0,95 при вимірюванні витрати і об’єму сухого газу в однофазному стані.

Відносна розширена невизначеність значення коефіцієнта витікання для КВОГ за даними розрахунку становить ± 0,68 %. Відносна розширена невизначеність значення калібрувального коефіцієнту ОНТ – ± 0,75 %. Без урахування цих складових похибки вимірювань відносні розширенні невизначеності витрати за показами:

​

КВОГ – витратоміра –

​

Вважаючи, що при калібруванні витратоміра за показами КВОГ відхилення зумовлені похибками визначення коефіцієнту витікання для КВОГ і коефіцієнту витрати для витратоміра компенсуються, робимо висновок, що в разі коректних вимірювань газової фази багатофазного потоку витратоміром 95 % відносних відхилень показів витратоміра і КВОГ не мають виходити за границі:

,�а майже всі відносні відхилення показів витратоміра і КВОГ (99,73 %) не мають виходити за границі:

​

± 3×(1,74 % / 2) = ± 2,61 %.

​

Відносні відхилення годинних об’ємів газу за показами витратоміра від виміряних КВОГ для уточненого значення S_Д = 1,059 виходять за границі ± 1,74 % (жовті лінії) в результатах тільки 3 вимірювань із 348, що становить 0,9 % від загальної кількості вимірювань, і жодне не виходить за границі ± 2,61 % (красні лінії).

На графіках можна побачити, що статистично значима кореляція залежності відносних відхилень показів годинних об’ємів витратоміром і КВОГ від значення витрати відсутня.

Отже, витратомір-лічильник газу РГ-ОНТ коректно вимірював зведені до стандартних умов витрату і об’єм газової фази багатофазного потоку із свердловини з похибками, які без урахування додаткової похибки, зумовленої неточністю визначення поправкового коефіцієнту S_Д, не перевищували максимально допустимих значень згідно з його нормованими характеристиками при вимірюванні витрати і об’єму сухого газу в однофазному стані.

Аналіз результатів промислово-дослідної експлуатації. Перевірка можливості вимірювання витратоміром витрати і об’єму багатофазного потоку із свердловини

Похибка визначення коефіцієнту S_Д визначається метрологічними характеристиками КВОГ за показами якого здійснюється калібрування та стабільністю режимів сепарації і параметрів потоку при калібруванні.

При роботі витратоміра із значенням S_Д = 1,04 відносні відхилення показів витратоміра і КВОГ у 95 % випадків не мають виходити за границі:

​

​

де t_0,05;66 = 2 – коефіцієнт Стьюдента для рівня значущості 0,05 і 66 ступенів свободи.

На графіку відхилень при роботі з S_Д = 1,04 можна побачити, що жодне відхилення показів витратоміра і КВОГ не виходило за ці границі (жовті лінії).

При цьому при роботі витратоміра із значенням S_Д = 1,04:

- відносна розширена невизначеність з коефіцієнтом охоплення 2 для рівня довіри 0,95 значення S_Д = 1,04:

​

​

- довірчий інтервал значень S_Д від 1,002 до 1,078;

- відносна розширена невизначеність з коефіцієнтом охоплення 2 для рівню довіри 0,95 результатів вимірювання витратоміром витрати і об’єму газової фази багатофазного потоку із свердловини:

​

​

Основною за величиною складовою невизначеності результатів вимірювання виявилась похибка визначення S_Д. За даними експлуатації відомо, що перші дві серії вимірювань при калібруванні здійснювались безпосередньо після підключення сепаратора і КВОГ до вхідної нитки УКПГ. При цьому режим сепарації не був сталим за тиском і температурою, а сепаратор був заповнений флюїдом з інших свердловин. Третя серія вимірювань при калібруванні була проведена через значний час (біля доби) після підключення сепаратора і КВОГ до вхідної нитки за сталого режиму сепарації за тиском і температурою і після повного заповнення порожнини сепаратора заповнена флюїдом із свердловини № 21. Як наслідок СКВ відхилень показів витратоміра і КВОГ в цій серії було найменшим – 0,26 %. При визначенні S_Д за результатами тільки цієї серії із 25 вимірювань отримаємо наступні результати S_Д = 1,051;�U_SД = 1,44 %; U_{VБФ,РГ-ОНТ} = 2,08 %. При визначенні S_Д по завершенню порівняльних вимірювань за результатами всіх 348 годин – S_Д = 1,059; СКВ S_δV = 0,65 %; U_SД = 1,85 %; U_{VБФ,РГ-ОНТ} = 2,38 %.

Невизначеність коефіцієнту S_Д і оцінювання невизначеності вимірювань витратоміром

На підставі отриманих результатів промислово-дослідної експлуатації витратоміра-лічильника газу РГ-ОНТ із ВЛ-02-65-160-12 МПа зав. № 0005 виробництва ТОВ «УА-Системи» (м. Харків), даних проведеного аналізу щодо його експлуатаційних якостей і даних раніше проведених дослідно-промислових випробувань витратомірів-лічильників газу РГ‑ОНТ на інших об’єктах зроблено висновки, що:

- витратоміри-лічильники газу РГ-ОНТ можуть застосовуватись для контролю за витратою і об’ємом зведених до стандартних умов газової фази продукту свердловин із застосуванням методики вимірювань, що запропонована ТОВ «УА-Системи»;

- визначення витрати і об’єму зведених до стандартних умов газової фази продукту свердловин може здійснюватись витратомірами-лічильниками газу РГ-ОНТ з їх періодичним калібруванням за аналогічним їм за метрологічними характеристиками контрольним засобом вимірювання витрати і об’єму відсепарованого газу, встановленим після дослідного сепаратора, з відхиленням між результатами від 1,5 % до 2,0 % в діапазоні витрат, що відповідає режимам роботи свердловин;

- опитування витратомірів-лічильників газу може здійснюватись програмним комплексом ASK розробки філії «Науково-дослідний інститут транспорту газу» АТ «Укртрансгаз»;

- витратоміри-лічильники газу РГ-ОНТ надійні і зручні в експлуатації і продемонстрували надійну роботу при проведенні вимірювань на вузлі вхідних шлейфів від свердловин;

- за час промислово-дослідної експлуатації витратомір-лічильник газу РГ-ОНТ використовувався для оперативного контролю за дебітом свердловини № 21 персоналом УКПГ з метою визначення необхідності здійснення щодобової продувки свердловини в умовах відсутності інших засобів для такого контролю.

​

На підставі чого вважаємо, що отримані результати промислово-дослідної експлуатації витратомірів-лічильників газу РГ‑ОНТ згідно з Програмою проведення промислово-дослідної експлуатації є позитивними, витратоміри-лічильники газу РГ-ОНТ можуть застосовуватись для контролю за дебітом свердловин газових і газоконденсатних родовищ на шлейфах свердловин до сепарації з урахуванням обмежень по діапазону об’ємної витрати (швидкості потоку) середовища та вмісту рідкої фази в продукті, які зазначені виробником.

Висновки