Возможности применения абсорбционной БИК-спектроскопии в многофазной расходометрии

Об авторах:

Никулин Сергей Геннадьевич, заведующий базовой кафедры расходометрии нефти и газа, Тюменский государственный университет; s.g.nikulin@utmn.ru

Зайцев Евгений Вячеславович, аспирант кафедры механики многофазных систем; инженер базовой кафедры расходометрии нефти и газа, Физико-технический институт, Тюменский государственный университет; welin151992@mail.ru

Пульдас Людмила Александровна, кандидат технических наук, доцент кафедры теплогазоснабжения и вентиляции, Тюменский индустриальный университет; eLibrary AuthorID, puldasla@tyuiu.ru

Аннотация:

Обозначена проблема определения многофазного расхода продукции добывающих скважин, указаны основные обусловливающие ее причины. Рассмотрена принципиальная возможность применения основ БИК-спектроскопии в многофазной расходометрии углеводородов, в частности, в определении объемного соотношения воды, нефти и газа в потоке ГЖС. Приведены основные преимущества, недостатки и ограничения данного подхода. Рассмотрено текущее состояние применения ИК-излучения ближнего диапазона в целях многофазной расходометрии. Описаны теоретические основы БИК-спектроскопии. Предложен метод определения объемного соотношения фаз в потоке водонефтегазовой смеси, основанный на абсорбционной спектроскопии в ближней области ИК-диапазона. Описаны ключевые особенности по подбору необходимых длин волн, используемых в предложенном методе. Проведены исследования водонефтяных эмульсий на двулучевом БИК-спектрометре, в результате которых получены спектры оптической плотности нескольких образцов. Произведено сравнение экспериментальных и расчетных данных по спектрам оптической плотности, в результате которого подтверждена справедливость применения предложенного БИК-метода для определения объемного соотношение фаз в потоке ГЖС.

Список литературы:

1. Борен К. Поглощение и рассеяния света малыми частицами / К. Борен, Д. Хафмен. Пер. с англ. М.: Мир, 1986. 664 с.
2. Брилл Дж. П. Многофазный поток в скважинах / Дж. П. Брилл, Х. Мукерджи. М.-Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2006. 384 с.
3. Веснин В. Л. Применение инфракрасной спектроскопии для анализа углеводородных смесей / В. Л. Веснин, В. Г. Мурадов // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2014. Том 16. № 4. С. 63-68.
4. Вороненко А. В. Погрешность измерения влагосодержания в СВЧ диапазоне / А. В. Вороненко, В. В. Аверин, Д. Е. Ушаткин // Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности. 2014. № 5. С. 10-19.
5. Гончаров А. А. Методы определения обводненности сырой нефти: отечественный и зарубежный опыт / А. А. Гончаров, В. М. Полторацкий, М. А. Слепян // Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности. 2008. № 4. С. 54-57.
6. Гриценко А. И. Гидродинамика газожидкостных смесей в скважинах и трубопроводах / А. И. Гриценко, О. В. Клапчук, Ю. А. Харченко. М.: Недра, 1994. 240 с.
7. Ермолкин О. В. Современные информационно-измерительные технологии контроля продукции газовых и газоконденсатных скважин / О. В. Ермолкин, И. Ю. Храбров, Д. Н. Великанов // Территория нефтегаз. 2014. № 3. С. 53-61.
8. Иванова Л. В. ИК-спектрометрия в анализе нефти и нефтепродуктов / Л. В. Иванова, Р. З. Сафиева, В. Н. Кошелев // Вестник Башкирского университета. 2008. Том 13. № 4. С. 869-874.
9. Исаев М. П. Разработка ИК-датчика контроля влажности и содержания воды в нефти и нефтепродуктах / М. П. Исаев, Н. Р. Рахимов, П. В. Петров // Интерэкспо Гео-Сибирь. 2011. Том 5. № 1.
10. Крищенко В. П. Ближняя инфракрасная спектроскопия / В. П. Крищенко. М.: Интерагротех, 1997. 638 с.
11. Мансуров А. А. Расходометрия многофазных потоков. Недостатки и тенденции развития / А. А. Мансуров, А. Г. Кокуев // Естественные и технические науки. 2014. № 7. С. 88-92.
12. Мищенко И. Т. Скважинная добыча нефти: учебное пособие для вузов / И. Т. Мищенко. М.: Изд-во «Нефть и газ» РГУ нефти и газа им. И. М. Губкина, 2003. 816 с.
13. Муравьев А. В. Семейство измерителей обводненности Red Eye® производства компании Weatherford (модели Red Eye® 2G и Red Eye® Multiphase) и их применение / А. В. Муравьев, Е. А. Отылов // [НГН]. 2012. № 10. С. 64-59.
14. Сафиева Р. З. Ближняя инфракрасная спектроскопия в практике мониторинга качества товарных и сырьевых потоков станции смешения бензинов / Р. З. Сафиева, И. В. Иванова // Труды РГУ нефти и газа им. И. М. Губкина. 2014. № 2. С. 67-82.
15. Филатов В. М. Многомерный метод анализа состава и свойств нефтегазоконденсатных флюидов на основе данных БИК-спектроскопии / В. М. Филатов, Р. З. Сафиева, Р. З. Сюняев // Вести газовой науки. 2010. № 1. С. 253-259.
16. Zhao Y.. High-Accuracy Low-Water-Content Measurement of Crude Oil Based on a Near-Infrared Spectral Absorption Method / Y. Zhao, J. Yang, J.-Q. Wang, F.-X. Gui // Optical Engineering. October 2004. Vol. 43. № 10. Pp. 2216-2217.