© 2019 "UA-Systems" LLC. Сайт создан на Wix.com

  • Vkontakte - Grey Circle
  • Facebook - Grey Circle
  • LinkedIn - Grey Circle

Результаты промышленно-исследовательской эксплуатации расходомера-счетчика газа РГ-ОНТ при измерении объема газовой фазы многофазного потока из скважины ГКМ

А.А. Охапкин, В.Б. Фадеев

ООО «UA-SYSTEMS», г. Харьков, (057) 714-98-44

2019г.

    С мая по август 2019 на УКПГ Вишневского ГКМ филиала ГПУ «Шебелинкагаздобыча» с целью проверки возможности измерения расхода и объема газовой фазы продукта скважины непосредственно на шлейфе в реальных условиях эксплуатации на объектах АО «Укргаздобыча» была проведена промышленно-исследовательская эксплуатация (далее - ПИЭ) расходомера-счетчика газа РГ-ОНТ выполнения DN 65, PN 160 со стационарным питанием (далее - расходомер).

Расходомер был смонтирован на узле входных шлейфов на шлейфе от скважины № 21. Поток последовательно проходил через расходомер и запорную арматуру, которая предоставляла возможность переключения потока на коллектор УКПГ или замерный сепаратор. После сепаратора имеющиеся контрольный узел учета газа (далее - КУУГ) на базе расходомера со стандартной диафрагмой с комплексом «Данифлоу» и емкость для накопления жидкости с возможностью ее отстаивания и оценки количества накопленных конденсата и пластовой воды для расчета значений газоконденсатного и водного факторов. Измерение объема газа добытого из скважины № 21 осуществлялось расходомером непрерывно 2016 часов без сбоев и остановок в работе.

   Согласно методике ПИЭ предполагалось проведение калибровки и определения поправочного коэффициента на двухфазность потока SД по данным измерений за время не менее 48 часов. При этом начало этого интервала времени необходим для стабилизации потока, режима сепарации, давления и температуры в системе, а конец для проведения измерений с целью определения SД. Фактически в результате занятости сепаратора для решения других технологических задач УКПГ SД определялся по серии из трех измерений 21, 21 и 25 часов.​ Среднеквадратичное отклонение (СКО) отклонений показаний расходомера и КУУГ SδV в трех сериях измерений при калибровке составляли соответственно 0,56%; 2,51% и 0,26%. СКВ отклонений 67 значений за все три серии измерений SδV = 1,68%. По данным трех серий измерений определено значение SД = 1,04 и внесен в параметрі настройки расходомера.

    Суммарное время сравнительных с КУУГ измерений составил 348 часов. Средние за это время значение в месте установки расходомера абсолютного давления - 5,4 МПа, температуры - 18,0 ° С, в месте установки КУУГ - 5,4 МПа и 19,8 ° С соответственно. Максимальный часовой объем газа зафиксирован КУУГ - 3593 м3 / ч, минимальный - 2394 м3 / час. Максимальный мгновенный расход газа наблюдался после включения скважины на шлейф после ежедневной продувки и достигал значений около 10 тыс. М3 / ч с последующим плавным снижением расхода. Диапазон измерений по расходу составлял примерно 1: 5. По данным сепарации средний газоконденсатный фактор - 41 г / м3, водный - 6 см3 / м3. Относительные отклонения часовых объемов газа по показаниям расходомера и КУУГ для определенного значения SД = 1,04 в зависимости от значений часовых объемов (расходы) приведены на рис. 1. По окончании сравнительных измерений систематическая величина относительного отклонения показаний расходомера и КУУГ, обусловленная неточностью определения коэффициента SД, изъята и рассчитано уточненное значение SД = 1,059. Относительные отклонения часовых объемов газа по показаниям расходомера и КУУГ для уточненного SД приведены на рис. 2.

 

                               

                            Рисунок 1 - Относительные отклонения часовых объемов газа по показаниям расходомера

от измеренных КУУГ для определенного при калибровке значение SД = 1,04

 

 

 

Рисунок 2 – Относительные отклонения часовых объемов газа по показаниям расходомера

от измеренных КУУГ для уточненного значения SД = 1,059

 Относительная расширенная неопределенность расхода сухого газа по показаниям КУУГ по данным расчета - ± 1,34%, по показаниям расходомера согласно его нормированных характеристик - ± 1,5% с коэффициентами охвата 2 для уровня доверия 0,95. При этом относительные расширенные неопределенности коэффициента истечения КУУГ по данным расчета - ± 0,68%, калибровочного коэффициента расходомера - ± 0,75%. Без учета этих составляющих расширенные неопределенности расходы по показаниям КУУГ –

                                 % = ± 1,15 %,

       расходомера –

                                  % = ± 1,30%.

   Если предположить, что при калибровке по показаниям КУУГ отклонения, обусловленные погрешностями определения коэффициента истечения КУУГ и калибровочного коэффициента расходомера компенсируются, в случае корректных измерений газовой фазы многофазного потока расходомером 95% отклонений показаний расходомера и КУУГ не могут выходить за пределы 

                                  % = ± 1,74 %,

а почти все отклонения показаний расходомера и КУУГ (99,73%) - за пределы ± 3 × (1,74% / 2) = ± 2,61%. На рис. 2 эти допустимые границы нанесены желтыми и красными линиями соответственно и можно увидеть, что отклонения не выходят за них в недопустимой количестве случаев. Итак, расходомер корректно измерял расход и объем газовой фазы потока из скважины с погрешностями, которые за исключением составляющей, обусловленной неточностью определения SД, не превышали максимально допустимых значений согласно его нормированными характеристиками для сухого природного газа.

    Погрешность определения коэффициента SД определяется метрологическими характеристиками КУУГ по показаниям которого осуществляется калибровка и стабильностью режимов сепарации и параметров потока при калибровке..

     При работе расходомера со значением SД = 1,04 95% относительных отклонений показаний расходомера и КУУГ не могут выходить за пределы:

                                                                                                                             = ± 3,78 %,

 

             где t0,05;66 = 2 – коеффициент Стьюдента для уровня значимости 0,05 и 66 степеней свободы.

     На рис. 1 можно увидеть, что при работе с SД = 1,04 ни одно отклонение показаний расходомера и КУУГ не выходило за эти границы(жёлтые линии на рис. 1).

    При этом при работе расходомера с значениями SД = 1,04:

  • относительна расширенная неопределенность с коэффициентом охвата 2 для уровня доверия 0,95 полученного значения SД = 1,04

                                                                                                   = 3,62 %;

  • доверительный интервал значений SД от 1,002 до 1,078;

  • относительная расширенная неопределенность с коэффициентом охвата 2 для уровня доверия 0,95 результатов измерения расходомером расхода и объема газовой фазы многофазного потока из скважины

                                                                                        = 3,92 %.

    Основной по величине составляющей неопределенности результатов измерения оказалась погрешность определения SД. По данным ПИЭ известно, что первые две серии измерений при калибровке осуществлялись непосредственно после подключения сепаратора и КУУГ к входной нитке УКПГ. При этом режим сепарации был постоянным по давлению и температуре, а сепаратор был заполнен флюидом из других скважин. Третья серия измерений при калибровке была проведена спустя значительное время (около суток) после подключения сепаратора и КУУГ к входной нитке при постоянном режиме сепарации по давлению и температуре и после полного заполнения полости сепаратора заполнена флюидом из скважины № 21. Как следствие СКО отклонений показаний расходомера и КУУГ SδV в этой серии было наименьшим - 0,26%. При определении SД по результатам только этой серии из 25 измерений получим следующие результаты SД = 1,051; SδV = 0,26%; = 1,44%; = 2,08%. При определении SД по завершению сравнительных измерений по результатам всех 348 часов - SД = 1,059; SδV = 0,65%; = 1,85%; = 2,38%.

     В результате ПИЭ апробирована методика выполнения измерений расхода и объема приведенных к стандартным условиям газовой фазы потока из скважин месторождений расходомерами-счетчиками газа РГ-ОНТ с их периодической калибровкой по контрольным средствам, установленным после сепаратора, которая предусматривает определение неопределенностей результатов. Достижимые значения относительной расширенной неопределенности расхода и объема при измерении по этой методике от 2,0% до 2,5%.