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為什麽傳統的驗證刮板流量計的方法無法實現?

來源:上海丝瓜草莓儀表有限公司作者:發表時間:2020-01-04 15:16:00

      隨著石油和天然氣行業繼續開發更深、更偏遠的領域,而通過測試分離器進行試井變得越來越不可行,缺少刮板流量計的現場驗證變得越來越重要。刮板流量計可對未處理的碳氫化合物進行連續的實時測量。從1980年代中期開始,它們已用於油氣生產優化、碳氫化合物分配以及控製油氣生產設施的技術完整性。 
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為什麽傳統的驗證刮板流量計的方法無法實現?
      最近,一些財政計量應用也開始出現。當前,全球有超過6,000種刮板流量計在使用,現場操作人員使用它們來減少資本和運營支出並提高生產效率。這些儀表中的一些被安裝在現有基礎設施中(例如,測試分離器),而另一些被用作新油田的主要測量點或在開發邊際油田時實現成本收益。刮板流量計通過測量井速並最終提高儲層最終采收率,在解決油井性能方麵發揮關鍵作用。井口附近的精確流量測量使用戶能夠對關鍵的操作程序做出明智的決策,例如優化油藏特性、增強采收率技術、首次突破水位以及減輕管道流量保證挑戰。 
      與刮板流量計相比,使用測試分離器的常規測量技術被認為具有出色的穩定性和測量可信度。但是,在計劃的試井之間,井的行為可能會發生重大變化。此外,單相測量的優勢(如果可以實現各相之間的完全分離)將帶來更高的投資和運營成本,同時對於如今在某些海底環境中所見的複雜現場架構而言,靈活性也大大降低。基於測試的驗證方法由於成本過高和相關基礎設施龐大,通常被認為是不合適的。此外,現代生產替代方法(例如海底加工)使使用這些傳統的驗證方法變得更加複雜。
      實時和連續的生產監控是刮板流量計與數據采集一起用於支持生產優化的流程工作的主要優勢之一。但是,與單相電表不同,由於成本和安裝問題,刮板流量計在首次安裝後很少(如果有的話)返回到校準設施。因此,已經認識到需要解決在其整個使用時間內就地驗證刮板流量計的挑戰。 
      隨著行業繼續開發更深、更偏遠的領域,並且由於不同公司擁有的邊際領域將其束縛於主要生產線,刮板流量計的現場驗證不足將變得越來越重要。此外,在這種情況下,通過測試分離器進行井測試將變得不太可行。但是,刮板流量計在石油和天然氣應用中的使用,尤其是當安裝在偏遠或海底環境中時,並非沒有挑戰。在海底應用中,人們期望刮板流量計可以永久和連續使用,而無意定期拆卸進行校準。在這種情況下,對測量結果的確認至關重要,因為它們可能被用於從采出液中分配收益,甚至邊際誤差也會導致重大的財務風險。 
      單相電表通常使用每年在合格實驗室進行的可轉移參考校準。與刮板流量計的參考校準最接近的是,要通過井測試對其進行驗證。但是,由於多種原因,試井隻能提供有限程度的驗證。刮板流量計和測試分離器通常在不同的壓力和溫度下運行。因此,需要通過狀態方程進行關聯,以關聯刮板流量計和測試分離器位置的體積流量。 
      刮板流量計技術對采出液的不同類型的鹽或電化學性質敏感,而分離器則不敏感。此外,基於質量與體積的測量需要仔細考慮要使用哪種PVT模型將質量流量轉換為體積流量或從管線條件轉換為標準條件,需要將水包油和油包水汙染數據連續輸入到數據采集係統中。此外,氣油比通常不會在試井中測量。因此,不能可靠地驗證刮板流量計的氣體流速。
      在某些情況下,僅出於後勤原因,測試分隔符不是合適的驗證技術,並且采樣可能是次佳的選擇。但是,要具有任何價值,樣本必須代表流動條件,這可能很難實現。水下采樣成本高昂且勞動強度大,因此對於刮板流量計現場驗證而言,吸引力不大。 需要認真解決一些問題,以提高刮板流量計的可靠性。儀表在變化(更極端)的環境下仍能正常工作嗎?PVT在幾年後仍具有代表性嗎?這些年來流體性質是否相同?在刮板流量計流量計算機中使用PVT模型將刮板流量計條件下的流體體積轉換為更接近下遊標準條件的流體體積。這是刮板流量計驗證過程的關鍵方麵,因為PVT相關性如果不正確,可能會導致重大不確定性。 
      各種PVT模型通常適用於特定類型的井或田。通常,對於相同的情況,不同的PVT模型會產生不同的結果。有時,製造商會在油井啟動期間對采出的流體進行實驗室分析,以定義適合其特定流體特性的PVT相關性。但是,流體特性會隨時間變化,因此會偏離初始的PVT規格。 刮板流量計通常部署在極端條件下,承受高壓、高溫、高腐蝕性汙染物、腐蝕和對固體沉積的敏感性更高。這些變量以及主要流體本身的體積會隨著時間而變化,必須加以考慮以最大程度地減少測量不確定性。
      迄今為止,盡管確保刮板流量計的持續性能對於避免財務風險和因錯誤計量而帶來的風險至關重要,但仍需要解決與持續進行頂部和海底安裝的現場維護和校準相關的挑戰。需要一種有效且適合目的的現場驗證方法,以確保持續獲得準確的測量結果。為此,國家工程實驗室已參與了為期兩年的內部研究計劃,該計劃旨在應對全球行業麵臨的主要挑戰,並旨在采取各種措施和實踐以減少其影響。現場驗證仍然需要與另一個流量測量係統進行比較,或者需要使用診斷程序來估計連續進行的測量的質量。確切的方法尚未定義,可能會結合使用這兩種方法。需要進一步的研究和開發工作,以找到適用於工業的解決方案。