Дослідження імпедансного методу контролю водовмісту в потоці з використанням спеціального експериментального пристрою

Abstract

Обґрунтувано необхідність оперативного діагностування структури та складу потоків зі свердловини. Доведено актуальність постійного моніторингу водовмісту в потоці зі свердловини родовища з метою локалізації видобувних ділянок, на яких різко зростає водовміст в потоці експлуатаційних свердловин. Проведено короткий аналіз існуючих досліджень і публікацій щодо контролю водовмісту в потоках, визначено основні їх недоліки. Розроблено спеціальний лабораторний пристрій для проведення експериментальних досліджень імпедансного методу контролю водовмісту потоку, наведений його детальний опис. За допомогою зміни тиску і витрати рідкої та газоподібної фаз проведена імітація різних режимів потоку з використанням даного пристрою. Проведена оцінка точності системи дозування рідкої фази дослідної установки. Досліджено залежності вихідних значень дійсної і уявної частин інформаційного сигналу ємнісного давача за різного заповнення газоводоконденсатною сумішшю зазору між його обкладками. Отримано результати зміни форми годографа інформаційного сигналу імпедансного давача водовмісту потоку за зміни ємності потоку. Запропоновано використання перетворення Гільберта-Хуанга для опрацювання отриманих даних з метою підвищення достовірності результатів контролю за структурами потоку, для яких є характерними суттєві нелінійності сигналів.

Проведено обоснование необходимости оперативного диагностирования структуры и состава потоков из скважины. Доказана актуальность задачи постоянного мониторинга водосодержания в потоке из скважины месторождения с целью локализации добывающих участков, на которых резко возрастает водосодержание в потоке эксплуатационных скважин. Проведен краткий анализ существующих исследований и публикаций по контролю водосодержания в потоках, определены основные недостатки существующих подходов и методик. Разработано специальное лабораторное устройство для проведения экспериментальных исследований импедансного метода контроля водосодержания потока, приведено его подробное описание. Путем изменений давления и расхода жидкой и газообразной фаз проведена имитация различных режимов потока с использованием данного устройства. Проведена оценка точности системы дозирования жидкой фазы в исследовательской установке. Исследована зависимость исходных значений действительной и мнимой частей информационного сигнала емкостного датчика при различных уровнях заполнения газоводоконденсатной смесью зазора между обкладками датчика. Получены результаты изменения формы годографа информационного сигнала импедансного датчика водосодержания потока при изменении емкости потока. Предложено использование преобразования Гильберта-Хуанга для обработки полученных данных с целью повышения достоверности результатов контроля структур потока, для которых характерны существенные нелинейности сигналов.

The article justifies the necessity to conduct operational diagnostics of the structure and composition of well flows. It also proves the urgency of the task of continuous water content monitoring in the field well flow in order to locate the producing areas, on which the water content in the production wells flow increases sharply. A brief analysis of the existing studies and publications on water content control in the flows was conducted and the basic shortcomings of the existing approaches and methodologies were defined. A special laboratory device for experimental studies of the impedance method for water content control in the flow was developed and its detailed description was given. Simulation of different flow regimes using this device was carried out by changing pressure and flow rate of the liquid and gaseous phases. The accuracy of the batching system of the liquid phase of the study installation was evaluated. The studies of the dependence of the initial values of the real and imaginary parts of the capacitive sensor information signal at different filling of the gap between the sensor covers with the gas-watercondensate mixture were conducted. There were obtained the results of the locus form change of the impedance sensor information signal of the flow water content when changing the flow capacity. It was suggested to use the Hilbert-Huang transformation to process the obtained data in order to improve the reliability of the control results of the flow structures, which are characterized by significant signal non-linearity.