Многофазный поток метр представляет собой устройство , используемое для измерения индивидуальных фазовых скоростей потоков фаз составляющих в заданном потоке (например , в нефтяной и газовой промышленности ) , где нефть, вода и газовые смеси , первоначально смешаны вместе в течение процессов добычи нефти.
Фон
Знание отдельных потока жидкости скоростей продуктивный нефтяной скважины требуется для облегчения пластового управления, разработки месторождений, оперативного управления, контроля потока и распределения производства . [1]
Обычные решения [ модное слово ]
Обычные решения [ модное слово ], касающиеся двух- и трехфазных систем измерения, требуют дорогостоящих и громоздких испытательных сепараторов с сопутствующими высокими требованиями к техническому обслуживанию и вмешательству персонала на местах. Эти традиционные решения [ модное слово ] не поддаются непрерывному автоматическому мониторингу или измерению. Более того, в связи с уменьшением запасов нефти нефтяные компании теперь часто сталкиваются с необходимостью извлечения углеводородов из малоэкономичных резервуаров. [2]Чтобы гарантировать экономическую жизнеспособность этих скоплений, скважины, возможно, придется заканчивать под водой или сырую нефть из нескольких скважин направлять на общий производственный объект с избыточной производительностью. Экономические ограничения таких разработок не позволяют продолжать использование трехфазных сепараторов в качестве основных измерительных устройств. Следовательно, жизнеспособные альтернативы трехфазным сепараторам необходимы. Ответом отрасли является многофазный расходомер (MPFM).
Историческое развитие
Нефтегазовая промышленность начала проявлять интерес к разработке MPFM в начале 1980-х годов, поскольку технология измерения улучшилась, а устьевые сепараторы были дорогостоящими. Истощение запасов нефти (больше воды и газа в добываемой нефти) наряду с меньшими, более глубокими скважинами с более высоким содержанием воды привело к появлению все более частых проявлений многофазного потока, когда однофазные счетчики не могли дать точных ответов. После длительного периода беременности в продажу поступили МФРМ, способные выполнять требуемые измерения. Большая часть ранних исследований проводилась в исследовательском центре Christian Michelsen в Бергене, Норвегия [3].и эта работа привела к появлению ряда дочерних компаний в Норвегии, которые создали измерители Roxar / Emerson, Schlumberger, Framo и MPM. ENI и Shell поддержали разработку в Италии измерителя Пьетро Фьорентини. Haimo представила счетчик с частичным разделением, что упростило точное измерение, но за счет более крупного устройства. Норвегия остается технологическим центром MPFM, а Норвежское общество измерения нефти и газа (NFOGM) играет академическую и образовательную роль. [4] С 1994 года количество установок МФРМ неуклонно росло по мере развития технологий в этой области, причем с 1999 года наблюдался значительный рост. [5]Согласно недавнему исследованию, в 2006 году было около 2700 приложений MPFM, включая распределение месторождений, оптимизацию добычи и мобильные испытания скважин. [6]
Ряд факторов спровоцировали недавнее быстрое внедрение технологии многофазных измерений: улучшенные характеристики счетчиков, снижение затрат на счетчики, более компактные счетчики, позволяющие развертывать мобильные системы, потребность в подводных счетчиках, рост цен на нефть и более широкий круг операторов. . Поскольку первоначальный интерес к измерению многофазных потоков исходил от морской индустрии, большая часть деятельности по измерению многофазных потоков была сосредоточена в Северном море . Однако нынешнее распространение многофазных расходомеров намного разнообразнее.
Большинство современных измерителей сочетают в себе расходомер Вентури с гамма-плотномером, а некоторые измерители имеют дополнительные измерения солености воды. Счетчик измеряет расход при линейном давлении, которое обычно на несколько порядков превышает атмосферное давление, но счетчик должен сообщать объемы нефти и газа при стандартном (атмосферном) давлении и температуре. Таким образом, измеритель должен знать характеристики масла по давлению / объему / температуре, чтобы добавить к измеренному расходу газа при линейном давлении дополнительный газ, который будет высвобождаться из масла при атмосферном давлении, а также знать потерю объема нефти из-за выпуск этого газа в переводе на стандартные условия. При смешанном потоке из нефтяных зон с различным PVT-откликом и различной соленостью воды и, следовательно, плотностью,эта неопределенность PVT может быть самым большим источником ошибок в измерениях.
Введение многопортового селекторного клапана (MSV) также облегчило автоматизацию использования MPFM, но это также может быть достигнуто с помощью традиционных конструкций клапанов для испытаний скважин. MSV особенно подходят для наземного кустового бурения и там, где многие близлежащие скважины имеют схожее давление, и позволяют разделять MPFM между группами скважин. Счетчики Sub Sea обычно используют традиционные конструкции подводных клапанов, чтобы гарантировать ремонтопригодность.
Нетрадиционные решения [ модное слово ] - Многофазные измерения SONAR
Измерение и интерпретация двух- и трехфазного многофазного потока также может быть достигнута с помощью альтернативных технологий измерения расхода, таких как SONAR . Измерители SONAR применяют принципы подводной акустики для измерения режимов потока и; может быть прикреплен к устью скважины и выкидным линиям для измерения объемной (средней) скорости флюида всей смеси, которая затем подвергается последующей обработке и анализу вместе с информацией о составе ствола скважины и условиями процесса для определения дебитов каждой отдельной фазы. Этот подход может использоваться в различных приложениях, таких как мазут , газовый конденсат и влажный газ.
Рынок
Отраслевые эксперты прогнозируют, что установка многоцелевых мельниц на скважину станет возможной, когда их капитальные затраты упадут примерно до 40 000-60 000 долларов США. Стоимость МФР сегодня остается в диапазоне от 100 000 до 500 000 долларов США (в зависимости от береговых / морских, наземных / подводных, физических размеров счетчика и количества заказанных единиц). Установка этих MPFM может стоить до 25% стоимости оборудования, а связанные с этим эксплуатационные расходы оцениваются от 20 000 до 40 000 долларов США в год. [7]
Был разработан ряд новых многофазных методов измерения, использующих различные технологии, которые исключают необходимость развертывания трехфазного сепаратора. Эти МФР обладают существенными экономическими и эксплуатационными преимуществами по сравнению с их предшественниками с разделением фаз. Тем не менее, до сих пор широко признано, что ни один МФР на рынке не может удовлетворить все требования к многофазному измерению. [8]
Ссылки
- ↑ Министерство торговли и промышленности (Великобритания), «Рекомендации по измерению содержания нефти», выпуск 7, декабрь 2003 г., стр. 8–9.
- ^ Scheers, AM, Noordhuis, BR, «Измерение расхода многофазного и влажного газа», 5-я ежегодная конференция по многофазным измерениям, Абердин, Шотландия, 1999.
- ^ "Институт Кристиана Михельсена" . www.cmr.no . Проверено 8 октября 2017 года .
- ^ "Норвежское общество измерения нефти и газа" . www.nfogm.no .
- ^ Мехдизаде П., 'Мультифазное Измерение Авансы Продолжить', Oil & Gas Journal, 9 июля 2001.
- ^ Мехдизаде, P., '2006 Worldwide многофазных и жирного газа Измерительные установки', технология производства Report 03232007, 2007.
- ^ Шеерс, Л., Бусаиди, К., Парпер, М., Халоворсен, М. и Видеро, Т., « Измерение многофазного потока на скважину - можно ли это оправдать?» ', 20-й семинар по измерению расхода в Северном море, Сент-Эндрюс, Шотландия, 2002 г.
- ^ Бабелли, IMM, «В поисках идеального многофазного расходомера для нефтяной промышленности», Арабский научно-технический журнал, том 27, номер 2B, октябрь 2002 г., стр. 113–126.
Внешние ссылки
