Przepływomierz wielofazowy

Przepływomierz wielofazowy . to urządzenie służące do pomiaru natężenia przepływu poszczególnych faz składowych faz w danym przepływie (na przykład w przemyśle naftowym i gazowym ), w którym mieszaniny ropy naftowej, wody i gazu są wstępnie mieszane ze sobą podczas procesów produkcji ropy naftowej

Tło

Znajomość poszczególnych natężeń przepływu płynu w wydobywczym odwiercie naftowym jest wymagana, aby ułatwić zarządzanie złożem , zagospodarowanie pola, kontrolę operacyjną, zapewnienie przepływu i alokację produkcji .

Rozwiązania konwencjonalne ^{[ modne hasło ]}

Konwencjonalne rozwiązania ^{[ modne hasło ]} dotyczące dwu- i trójfazowych systemów pomiarowych wymagają drogich i nieporęcznych separatorów testowych , co wiąże się z wysokimi kosztami konserwacji i interwencją personelu terenowego. Te konwencjonalne rozwiązania ^{[ modne hasło ]} nie nadają się do ciągłego automatycznego monitorowania lub pomiaru. Ponadto, przy zmniejszających się zasobach ropy naftowej, firmy naftowe często stają obecnie przed koniecznością odzyskiwania węglowodorów z marginalnie ekonomicznych złóż. W celu zapewnienia opłacalności ekonomicznej tych akumulacji może zaistnieć konieczność wykonania odwiertów pod powierzchnią morza lub przesłanie ropy naftowej z kilku odwiertów do wspólnego zakładu produkcyjnego dysponującego nadmiarem mocy przerobowych. Ograniczenia ekonomiczne takiego rozwoju nie sprzyjają dalszemu stosowaniu separatorów trójfazowych jako podstawowych urządzeń pomiarowych. W związku z tym niezbędne są realne alternatywy dla separatorów trójfazowych. Odpowiedzią przemysłu jest przepływomierz wielofazowy (MPFM).

Rozwój historyczny

Przemysł naftowy i gazowy zaczął być zainteresowany opracowaniem MPFM na początku lat 80., gdy technologia pomiarowa uległa poprawie, a separatory głowic odwiertów stały się kosztowne. Wyczerpujące się zasoby ropy naftowej (więcej wody i gazu w wydobywanej ropie) wraz z mniejszymi, głębszymi odwiertami o większej zawartości wody spowodowały pojawienie się coraz częstszych zjawisk przepływu wielofazowego, w przypadku których liczniki jednofazowe nie były w stanie zapewnić dokładnych odpowiedzi. Po długim okresie dojrzewania MPFM zdolne do wykonywania wymaganych pomiarów stały się dostępne na rynku. Wiele wczesnych badań przeprowadzono w centrum badawczym Christiana Michelsena w Bergen w Norwegii, a praca ta dała początek wielu firmom spin-off w Norwegii, prowadząc do mierników Roxar / Emerson, Schlumberger, Framo i MPM. ENI i Shell wspierały rozwój we Włoszech licznika Pietro Fiorentini. Haimo wprowadził miernik z częściową separacją, co upraszcza dokładny pomiar, ale kosztem fizycznie większego urządzenia. Norwegia pozostaje centrum technologicznym MPFM, a Norweskie Towarzystwo Pomiarów Ropy i Gazu (NFOGM) pełni rolę akademicką i edukacyjną. Od 1994 roku liczba instalacji MPFM stale rośnie wraz z postępem technologicznym w tej dziedzinie, przy czym znaczny wzrost obserwuje się od 1999 roku. W niedawnym badaniu oszacowano, że w 2006 r. istniało około 2700 aplikacji MPFM, w tym alokacja pól, optymalizacja produkcji i mobilne testowanie odwiertów.

Szereg czynników zapoczątkowało niedawne szybkie upowszechnienie wielofazowej technologii pomiarowej: lepsza wydajność liczników, spadek kosztów liczników, bardziej kompaktowe liczniki umożliwiające wdrażanie systemów mobilnych, potrzeba pomiarów podmorskich, wzrost cen ropy naftowej i szerszy asortyment operatorów . Ponieważ początkowe zainteresowanie pomiarami przepływu wielofazowego pochodziło z przemysłu morskiego, większość działań związanych z pomiarami wielofazowymi koncentrowała się na Morzu Północnym . Jednak obecne rozmieszczenie przepływomierzy wielofazowych jest znacznie bardziej zróżnicowane.

Większość nowoczesnych mierników łączy miernik natężenia przepływu Venturiego z densytometrem gamma, a niektóre mierniki mają dodatkowe pomiary zasolenia wody. Miernik mierzy natężenia przepływu przy ciśnieniach w przewodach, które są zwykle o rząd wielkości większe niż ciśnienie atmosferyczne, ale musi podawać objętości ropy i gazu przy standardowym (atmosferycznym) ciśnieniu i temperaturze. Miernik musi zatem znać właściwości ciśnienia/objętości/temperatury oleju, aby dodać do mierzonego natężenia gazu przy ciśnieniu w przewodzie dodatkowy gaz, który zostałby uwolniony z oleju przy ciśnieniu atmosferycznym, a także znać utratę objętości oleju z uwolnienie tego gazu w konwersji do warunków normalnych. Przy zmieszanym przepływie ze stref naftowych o różnej odpowiedzi PVT i różnych zasoleniach wody, a tym samym gęstości, ta niepewność PVT może być największym źródłem błędu w pomiarze.

Wprowadzenie wieloportowego zaworu rozdzielczego (MSV) również ułatwiło automatyzację stosowania MPFM, ale można to również osiągnąć za pomocą konwencjonalnych konstrukcji zaworów do testów odwiertów. MSV są szczególnie odpowiednie do wiercenia na lądzie i tam, gdzie wiele pobliskich odwiertów ma podobne ciśnienie, i umożliwiają współdzielenie MPFM między grupami odwiertów. Liczniki podmorskie zazwyczaj wykorzystują konwencjonalne konstrukcje zaworów podmorskich, aby zapewnić łatwość konserwacji.

Niekonwencjonalne rozwiązania ^{[ modne hasło ]} - Pomiar wielofazowy SONAR

Pomiar i interpretację 2- i 3-fazowego przepływu wielofazowego można również osiągnąć za pomocą alternatywnych technologii pomiaru przepływu, takich jak SONAR . Mierniki SONAR stosują zasady akustyki podwodnej do pomiaru reżimów przepływu i; można zamocować na głowicach odwiertów i liniach przepływu w celu pomiaru objętościowej (średniej) prędkości płynu w całej mieszaninie, która jest następnie przetwarzana i analizowana wraz z informacjami o składzie odwiertu i warunkami procesu, aby wywnioskować natężenia przepływu w każdej fazie. Takie podejście może być stosowane w różnych zastosowaniach, takich jak czarny olej , kondensat gazowy i mokry gaz.

Rynek

Eksperci branżowi przewidują, że MPFM staną się wykonalne w przypadku instalacji na odwiert, gdy ich koszt inwestycyjny spadnie do około 40 000–60 000 USD. Obecnie koszt MPFM mieści się w przedziale od 100 000 do 500 000 USD (w zależności od lądu / morza, powierzchni / podwodnej, fizycznych wymiarów licznika i liczby zamówionych jednostek). Instalacja tych MPFM może kosztować do 25% kosztów sprzętu, a związane z tym koszty operacyjne szacuje się na od 20 000 do 40 000 USD rocznie.

Opracowano szereg nowatorskich technik pomiaru wielofazowego, wykorzystujących różne technologie, które eliminują potrzebę stosowania separatora trójfazowego. Te MPFM oferują znaczne korzyści ekonomiczne i operacyjne w stosunku do swojego poprzednika z separacją faz. Niemniej jednak nadal powszechnie uznaje się, że żaden pojedynczy MPFM na rynku nie może spełnić wszystkich wymagań dotyczących pomiarów wielofazowych.

Linki zewnętrzne