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為什么傳統(tǒng)的驗(yàn)證刮板流量計(jì)的方法無(wú)法實(shí)現(xiàn)?

來(lái)源:上海自動(dòng)化儀表有限公司作者:發(fā)表時(shí)間:2020-01-04 15:16:00

      隨著石油和天然氣行業(yè)繼續(xù)開(kāi)發(fā)更深、更偏遠(yuǎn)的領(lǐng)域,而通過(guò)測(cè)試分離器進(jìn)行試井變得越來(lái)越不可行,缺少刮板流量計(jì)的現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證變得越來(lái)越重要。刮板流量計(jì)可對(duì)未處理的碳?xì)浠衔镞M(jìn)行連續(xù)的實(shí)時(shí)測(cè)量。從1980年代中期開(kāi)始,它們已用于油氣生產(chǎn)優(yōu)化、碳?xì)浠衔锓峙湟约翱刂朴蜌馍a(chǎn)設(shè)施的技術(shù)完整性。 
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為什么傳統(tǒng)的驗(yàn)證刮板流量計(jì)的方法無(wú)法實(shí)現(xiàn)?
      最近,一些財(cái)政計(jì)量應(yīng)用也開(kāi)始出現(xiàn)。當(dāng)前,全球有超過(guò)6,000種刮板流量計(jì)在使用,現(xiàn)場(chǎng)操作人員使用它們來(lái)減少資本和運(yùn)營(yíng)支出并提高生產(chǎn)效率。這些儀表中的一些被安裝在現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施中(例如,測(cè)試分離器),而另一些被用作新油田的主要測(cè)量點(diǎn)或在開(kāi)發(fā)邊際油田時(shí)實(shí)現(xiàn)成本收益。刮板流量計(jì)通過(guò)測(cè)量井速并最終提高儲(chǔ)層最終采收率,在解決油井性能方面發(fā)揮關(guān)鍵作用。井口附近的精確流量測(cè)量使用戶能夠?qū)﹃P(guān)鍵的操作程序做出明智的決策,例如優(yōu)化油藏特性、增強(qiáng)采收率技術(shù)、首次突破水位以及減輕管道流量保證挑戰(zhàn)。 
      與刮板流量計(jì)相比,使用測(cè)試分離器的常規(guī)測(cè)量技術(shù)被認(rèn)為具有出色的穩(wěn)定性和測(cè)量可信度。但是,在計(jì)劃的試井之間,井的行為可能會(huì)發(fā)生重大變化。此外,單相測(cè)量的優(yōu)勢(shì)(如果可以實(shí)現(xiàn)各相之間的完全分離)將帶來(lái)更高的投資和運(yùn)營(yíng)成本,同時(shí)對(duì)于如今在某些海底環(huán)境中所見(jiàn)的復(fù)雜現(xiàn)場(chǎng)架構(gòu)而言,靈活性也大大降低?;跍y(cè)試的驗(yàn)證方法由于成本過(guò)高和相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施龐大,通常被認(rèn)為是不合適的。此外,現(xiàn)代生產(chǎn)替代方法(例如海底加工)使使用這些傳統(tǒng)的驗(yàn)證方法變得更加復(fù)雜。
      實(shí)時(shí)和連續(xù)的生產(chǎn)監(jiān)控是刮板流量計(jì)與數(shù)據(jù)采集一起用于支持生產(chǎn)優(yōu)化的流程工作的主要優(yōu)勢(shì)之一。但是,與單相電表不同,由于成本和安裝問(wèn)題,刮板流量計(jì)在首次安裝后很少(如果有的話)返回到校準(zhǔn)設(shè)施。因此,已經(jīng)認(rèn)識(shí)到需要解決在其整個(gè)使用時(shí)間內(nèi)就地驗(yàn)證刮板流量計(jì)的挑戰(zhàn)。 
      隨著行業(yè)繼續(xù)開(kāi)發(fā)更深、更偏遠(yuǎn)的領(lǐng)域,并且由于不同公司擁有的邊際領(lǐng)域?qū)⑵涫`于主要生產(chǎn)線,刮板流量計(jì)的現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證不足將變得越來(lái)越重要。此外,在這種情況下,通過(guò)測(cè)試分離器進(jìn)行井測(cè)試將變得不太可行。但是,刮板流量計(jì)在石油和天然氣應(yīng)用中的使用,尤其是當(dāng)安裝在偏遠(yuǎn)或海底環(huán)境中時(shí),并非沒(méi)有挑戰(zhàn)。在海底應(yīng)用中,人們期望刮板流量計(jì)可以永久和連續(xù)使用,而無(wú)意定期拆卸進(jìn)行校準(zhǔn)。在這種情況下,對(duì)測(cè)量結(jié)果的確認(rèn)至關(guān)重要,因?yàn)樗鼈兛赡鼙挥糜趶牟沙鲆褐蟹峙涫找妫踔吝呺H誤差也會(huì)導(dǎo)致重大的財(cái)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)。 
      單相電表通常使用每年在合格實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的可轉(zhuǎn)移參考校準(zhǔn)。與刮板流量計(jì)的參考校準(zhǔn)最接近的是,要通過(guò)井測(cè)試對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)證。但是,由于多種原因,試井只能提供有限程度的驗(yàn)證。刮板流量計(jì)和測(cè)試分離器通常在不同的壓力和溫度下運(yùn)行。因此,需要通過(guò)狀態(tài)方程進(jìn)行關(guān)聯(lián),以關(guān)聯(lián)刮板流量計(jì)和測(cè)試分離器位置的體積流量。 
      刮板流量計(jì)技術(shù)對(duì)采出液的不同類型的鹽或電化學(xué)性質(zhì)敏感,而分離器則不敏感。此外,基于質(zhì)量與體積的測(cè)量需要仔細(xì)考慮要使用哪種PVT模型將質(zhì)量流量轉(zhuǎn)換為體積流量或從管線條件轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)條件,需要將水包油和油包水污染數(shù)據(jù)連續(xù)輸入到數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中。此外,氣油比通常不會(huì)在試井中測(cè)量。因此,不能可靠地驗(yàn)證刮板流量計(jì)的氣體流速。
      在某些情況下,僅出于后勤原因,測(cè)試分隔符不是合適的驗(yàn)證技術(shù),并且采樣可能是次佳的選擇。但是,要具有任何價(jià)值,樣本必須代表流動(dòng)條件,這可能很難實(shí)現(xiàn)。水下采樣成本高昂且勞動(dòng)強(qiáng)度大,因此對(duì)于刮板流量計(jì)現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證而言,吸引力不大。 需要認(rèn)真解決一些問(wèn)題,以提高刮板流量計(jì)的可靠性。儀表在變化(更極端)的環(huán)境下仍能正常工作嗎?PVT在幾年后仍具有代表性嗎?這些年來(lái)流體性質(zhì)是否相同?在刮板流量計(jì)流量計(jì)算機(jī)中使用PVT模型將刮板流量計(jì)條件下的流體體積轉(zhuǎn)換為更接近下游標(biāo)準(zhǔn)條件的流體體積。這是刮板流量計(jì)驗(yàn)證過(guò)程的關(guān)鍵方面,因?yàn)镻VT相關(guān)性如果不正確,可能會(huì)導(dǎo)致重大不確定性。 
      各種PVT模型通常適用于特定類型的井或田。通常,對(duì)于相同的情況,不同的PVT模型會(huì)產(chǎn)生不同的結(jié)果。有時(shí),制造商會(huì)在油井啟動(dòng)期間對(duì)采出的流體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室分析,以定義適合其特定流體特性的PVT相關(guān)性。但是,流體特性會(huì)隨時(shí)間變化,因此會(huì)偏離初始的PVT規(guī)格。 刮板流量計(jì)通常部署在極端條件下,承受高壓、高溫、高腐蝕性污染物、腐蝕和對(duì)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(huì)隨著時(shí)間而變化,必須加以考慮以最大程度地減少測(cè)量不確定性。
      迄今為止,盡管確保刮板流量計(jì)的持續(xù)性能對(duì)于避免財(cái)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)和因錯(cuò)誤計(jì)量而帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)至關(guān)重要,但仍需要解決與持續(xù)進(jìn)行頂部和海底安裝的現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)和校準(zhǔn)相關(guān)的挑戰(zhàn)。需要一種有效且適合目的的現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證方法,以確保持續(xù)獲得準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果。為此,國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室已參與了為期兩年的內(nèi)部研究計(jì)劃,該計(jì)劃旨在應(yīng)對(duì)全球行業(yè)面臨的主要挑戰(zhàn),并旨在采取各種措施和實(shí)踐以減少其影響?,F(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證仍然需要與另一個(gè)流量測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行比較,或者需要使用診斷程序來(lái)估計(jì)連續(xù)進(jìn)行的測(cè)量的質(zhì)量。確切的方法尚未定義,可能會(huì)結(jié)合使用這兩種方法。需要進(jìn)一步的研究和開(kāi)發(fā)工作,以找到適用于工業(yè)的解決方案。