BRPI0715649A2

BRPI0715649A2 - mÉtodo para calcular o nÍvel da camada limite entre fluidos

Info

Publication number: BRPI0715649A2
Application number: BRPI0715649-9A
Authority: BR
Inventors: Robert Aasheim; Taale Stette
Original assignee: Statoilhydro Asa
Priority date: 2006-08-28
Filing date: 2007-08-27
Publication date: 2013-07-02
Also published as: GB2457821A; GB0904293D0; MX2009002098A; GB2457821B; RU2009111247A; NO20063815L; CA2661081C; WO2008026934A1; NO327020B1; US8171785B2; BRPI0715649B1; RU2466768C2; CN101512304B; CN101512304A; US20100186498A1; CA2661081A1

Abstract

MÉTODO PARA CALCULAR O NÍVEL DA CAMADA LIMITE ENTRE FLUIDOS. Um método para calcular o nível da camada limite entre fluidos, em particular o nível da camada limite entre óleo e água em conexão com o uso de um medidor de camada limite baseado em segmento. Os cálculos são baseados no uso de sinais de medição de um número de segmentos, n, e o nível da camada limite, L, da água é calculado como a seguir: L = [(P - P~ 5~)/(P~ v~ - P~ <sym>~)]^ *^(L~ u~ - L) + L~ I~ onde L~ u~ : área de alcance superior da água (*), L~ I~ : área de alcance inferior da água (*), P~ n~, : densidade do segmento nº n do medidor de perfil, de ^P~ n~ :"densidade corrigida" para o segmento nº n, P: densidade média calculada P~ v~: densidade média da água a partir do medidor de perfil, P~ 0~: densidade média do óleo a partir do medidor de perfil, N número total de segmentos incluídos.

Description

"MÉTODO PARA CALCULAR O NÍVEL DA CAMADA LIMITE ENTRE FLUIDOS"

A presente invenção refere-se a um método para calcular o nível entre fluidos, em particular o nível da camada limite entre óleo e água em conexão ao uso de um medidor da camada de limite baseado em segmento

Em muitos contextos diferentes, por exemplo, em um separador em um sistema de processo ou instalação de produção de óleo e gás, na qual a água é um componente indesejado, pode ser desejável determinar o nível dos respectivos fluidos (óleo, água e gás), no separador. A finalidade desta medição pode ser, por exemplo, controlar o nível no separador. Para conseguir bom controle de nível, a medição do nível tem que ser "robusta" e consistente. No entanto, para a medição do nível de água em separadores, isto pode ser um desafio por causa da emulsão.

Em relação à medição do nível de fluidos, é possível usar um, assim chamado, medidor de perfil que seja projetado para detectar o limite entre as várias fases (cada fluido ou mistura de fluidos). O medidor de perfil consiste em um grande número de segmentos arranjados em uma fileira vertical, acima/abaixo uns dos outros. Cada segmento é projetado para detectar um estado, ou uma propriedade, em conexão com o fluido a ser detectado e enviar um sinal para uma unidade de registro/cálculo. Estes medidores podem, por exemplo, ser baseados na medição indutiva, na medição capacitiva ou em fontes radioativas.

Para a maioria de medidores de perfil da técnica anterior é difícil detectar mudanças na densidade do(s) respectivo(s) fluido(s), ou mistura(s) de fluidos, o que significa que as medições podem conter muito "ruído". Além disso, as medições não são muito contínuas, uma vez que um algoritmo padrão usado para as soluções da técnica anterior seleciona o segmento "correto" para a mudança de fase, baseado no uso dos registros de 2 segmentos, para o cálculo do nível por meio de interpolação linear. A presente invenção refere-se a um método para calcular o nível, ou camada limite, entre as diferentes fases em um fluido, baseado no uso dos sinais de diversos segmentos, produzindo, assim, cálculos, ao longo do tempo, muito mais confiáveis e mais consistentes.

A presente invenção é caracterizada pelos atributos especificados na reivindicação independente 1 anexa.

As reivindicações dependentes 2-3 definem atributos vantajosos da invenção.

A presente invenção será descrita em maior detalhe, a seguir, por meio dos exemplos e com referência às figuras, nas quais:

a Fig. 1 mostra um desenho simples de um medidor de perfil de 150 segmentos usado para o método de acordo com a presente invenção,

a Fig. 2 mostra um registro impresso sob a forma de um gráfico de barras das medições deste medidor de perfil de 150 segmentos.

Como dito acima, o controle do nível exige medição robusta, contínua, com um mínimo de ruído. Isto pode ser conseguido usando-se sinais de medição de diversos segmentos em um medidor de perfil. A Fig. 1 mostra um medidor de perfil 1, usado para o método de acordo com a presente invenção. O medidor de perfil 1, no presente exemplo, mede o perfil da densidade em um separador para gás, óleo e água em uma direção vertical, com uma "resolução" de 150 segmentos 2, ou seja, o medidor de perfil é baseado no uso de 150 segmentos arranjados acima/abaixo uns dos outros.

Uma seleção destes, na área relevante, por exemplo, para o nível de água, é escolhida. A Fig. 2 mostra um impresso em forma de um gráfico de barras de medições provenientes deste medidor de perfil de 150 segmentos, arranjado em um separador para óleo, água e gás, e mostra o princípio para selecionar os segmentos (mostrados como a área sombreada) como a base para o cálculo. A área selecionada da base sobre qualquer camada da areia até um pouco acima do transbordamento pela saída de óleo. 10

Valores para a densidade média também estão mostrados na Fig. 2. A figura mostra que a água tem uma densidade média de, aproximadamente,

3 3

1.040kg/m e o óleo, aproximadamente, 900kg/m . Estes valores são usados para a calibração do cálculo do nível limite para o óleo e a água. O nível é calculado calculando-se a proporção de óleo e de água. O nível encontra-se exatamente entre estes volumes, não importando se o óleo e a água estão separados ou sob a forma de uma emulsão. Se houver uma emulsão entre o óleo e as fases da água, o nível será calculado como o centro da emulsão.

Para que o cálculo seja correto, não pode haver mais de dois componentes, óleo e água (ou uma mistura destes componentes, uma emulsão). Isto significa que a medição correta não é conseguida se o gás for registrado nos segmentos mais altos, e/ou areia nos segmentos mais baixos. Este problema pode ser evitado definindo-se valores "legais" para as densidades dos segmentos. Por exemplo, é possível ajustar o seguinte: se, densidade < óleo (ou seja, gás) - > densidade = densidade do óleo; se, densidade > água (ou seja, areia) - > densidade = densidade da água.

A densidade "corrigida para o gás e a areia" é então: P, - ma* (min0?„; ); pa ) ( 1)

A densidade média é calculada como a seguir:

e o nível da camada limite é calculado como a seguir:

L = (Lu-Ll)^Ll (3>

Pv -Pa

onde:

L Nível de água calculado

r

Lll Area de alcance superior da água (*) L) Área de alcance inferior da água (*) Pn Densidade do segmento n° η do medidor de perfil P* Densidade corrigida para o segmento n°. η ** Densidade média calculada pv Densidade média da água do medidor de perfil Po Densidade média do óleo do medidor de perfil N Número total de segmentos incluídos O método, de acordo com a presente invenção, pode ser

facilmente implementado em um programa de computador apropriado e adaptado ao equipamento de registro do medidor de perfil do segmento relevante em cada situação individual de medição. A implementação também pode ocorrer fácil e diretamente no sistema de automação, caso os valores de segmentos relevantes forem ou puderem ser tornados disponíveis.

*): (Estas faixas são definidas dentro dos segmentos no medidor de perfil.)

Claims

1. Método para calcular o nível da camada limite entre fluidos, em particular o nível da camada limite entre óleo e água em conexão ao uso de um medidor de camada limite baseado em segmento, caracterizado pelo fato de: os cálculos serem baseados no uso de sinais de medição a partir de um número η de segmentos, e o nível L da camada limite da água ser calculado como a seguir: <formula>formula see original document page 6</formula> onde: Ltl Área de alcance superior da água (*) f L| Area de alcance inferior da água (*) Pn Densidade do segmento n° η do medidor de perfil P- Densidade corrigida para o segmento n°. η P Densidade média calculada Pv Densidade média da água do medidor de perfil Po Densidade média do óleo do medidor de perfil N Número total de segmentos incluídos

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato da densidade "corrigida para o gás e a areia" ser dada por: P9 =max(min(Joa;/7ji/7tl)

3. Método de acordo com as reivindicações 1 e 2, caracterizado pelo fato da densidade média ser dada por: