CN112236651A - 用于基于云的集中式气流监测和控制的系统和方法 - Google Patents
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Abstract
用于发现和解决一个或多个气井场中的湿气文丘里管计量仪的问题的系统和方法包括：一个或多个气井场，其配置为向气厂供应气体，每个气井场包括连接到管道的气井、安装在管道上的一个或多个阀门、一个或多个压力传感器、一个或多个温度传感器、被配置为测量管道中的气体的压差的一个或多个文丘里管计量仪。该系统被配置为直接使用现场仪器数据(P、T、dP)，并使用文丘里管计量仪的尺寸和气井的流体特性值，并计算井的气流和气体冷凝物。
Description
技术领域
示例实施例总体涉及气井中的自动化，更具体地，涉及用于基于云的集中式气流监测和控制的方法和系统。
背景技术
确定井内流动的流体的流率对于监测和控制井和储层中的流体的运动很重要。例如，通过监测来自井的每个区域的油和水二者的流率，可以通过减小来自生产最高含水率的那些区域的流量(即，水流率与总流率之比)来控制整个井的水产量，从而允许储层油在井的使用寿命期间被更彻底地清除。
用于确定流动流中的流体的速度的一种常用方法涉及将涡轮叶片设置在流动流中并测量涡轮叶片的旋转速度。在单相流动条件下，涡轮叶片的旋转速度仅与流动流的速度有关。然而，不幸的是，在多相流动条件下，诸如在油水混合流动条件下，涡轮的响应可能非常复杂，结果可能无法解释。确定流动流中的流体的速度的另一种方法涉及将示踪剂物质注入选择的流体相(油或水)中，并测量示踪剂物质在流动流中行进已知距离所花费的时间。然后可以使用已知距离和行进时间来计算速度。这种用于永久的井眼下的方法的一个缺点是需要示踪剂材料的储层和机械示踪剂注入器。由于该储层和注入器永久地设置在井中的井眼下，因此速度测量的数量受到示踪剂材料的量的限制，并且注入器容易粘住和发生故障。
用于确定流动流中的流体的速度的另一种方法涉及使用局部电容或电阻传感器。然而，该方法仅适用于其中一个相以液滴形式分散在另一连续相中的流态。当液滴通过传感器中的一个时，在与液滴的速率有关的持续时间内生成信号。在通过其他方式获悉液滴尺寸的情况下，可以推导出液滴的速度，并且由此推导出流体流量。该方法的一个缺点是，它在分层的流态中根本不起作用，因为它依赖于气泡的存在。
用于确定流动流中的流体的流率的另一种方法涉及使用文丘里管(Venturi)计量仪测量总体积流率。文丘里管计量仪是流量测量仪器，其使用管道的会聚部分来增加流速和相应的压降，通过流速和相应的压降可以推断出流率。文丘里管计量仪已经被普遍使用了很多年，尤其是在气井中。文丘里管计量仪被广泛用于测量气体的流率，包括从气体储层中回收的天然气的单相气体流率。当井正在生产带有少量液体(诸如按体积计少于5％)的干气体时，这些计量仪在气井使用寿命期间在早期阶段提供准确的气流测量。然而，随着储层变成熟，井开始随着气体“切割”或生产更多的液体，诸如水或其他冷凝物。当储层温度和压力随产量下降时，可能发生这种情况。与气体一起存在的液体影响文丘里管计量仪的气体流率测量的准确性。回收的天然气中的其他液体导致生产监测、分配以及储层工程和管理决策不准确。
几乎所有现有的产气井都配备有文丘里管计量仪以测量气体流率。然而，使用多个文丘里管计量仪来校正由增加的含液体量而导致的不准确性是昂贵的，并且需要对现有的和新的管道系统进行大量的基础设施修改。校正增加的含液体量的现有方法是昂贵的，并且需要对现有系统进行许多修改和添加，并且需要频繁的校准。
发明内容
因此，需要一种用于实时发现和解决与气井中的湿气文丘里管计量仪相关联的问题的集中式系统。
因此，示例实施例涉及用于计算气井中的气体和冷凝物的流率的综合处理。示例实施例在发现气体文丘里管测量的问题以及向现场维修组提供适当动作的列表以解决问题方面呈现了显著的增强。结果，气体文丘里管计量仪的可靠性和准确性提高。使用新的处理和系统对于维持使用文丘里管计量仪系统的气体流率测量的可靠性和准确性至关重要。
一个示例实施例是一种系统，包括：一个或多个气井场，其被配置为向气厂供应气体，每个气井场包括：连接到管道的气井、安装在管道上的一个或多个阀门、被配置为测量管道中的气体的压力的一个或多个压力传感器、被配置为测量管道中的气体的温度的一个或多个温度传感器、被配置为测量管道中的气体的压差的一个或多个文丘里管计量仪。该系统还可以包括：一个或多个PLC/RTU，其被配置为接收测量的P、T、dP，并且将测量的数据传送到一个或多个服务器站点；一个或多个服务器站点，其被配置为存储测量的数据、文丘里管计量仪的尺寸、流体特性值以及针对井场中的每一个井场的气体流率和冷凝物流率计算等式；以及一个或多个处理器和非暂时性计算机可读介质，非暂时性计算机可读介质与一个或多个处理器进行通信，并且在非暂时性计算机可读介质上存储有一组指令，当该组指令被执行时，使一个或多个处理器执行操作，操作包括：从一个或多个服务器站点接收测量的数据；从一个或多个服务器站点接收一个或多个文丘里管计量仪的多个尺寸；从一个或多个服务器站点接收多个流体特性值；确定针对井场中的每一个井场的气体流率和冷凝物流率；将气体流率与阈值气体流率进行比较；将冷凝物流率与阈值冷凝物流率进行比较；以及识别与一个或多个气井场中的一个或多个文丘里管计量仪相关联的一个或多个问题。该处理器还可以被配置为为了操作目的将确定的气体流率和冷凝物流率发送到一个或多个服务器站点。
另一示例实施例是用于集中式气体流速计算的方法。该方法包括：由一个或多个处理器从一个或多个服务器站点接收测量的数据；从一个或多个服务器站点接收一个或多个气井场上的一个或多个文丘里管计量仪的多个尺寸；从一个或多个服务器站点接收多个流体特性值；确定针对气井场中的每一个气井场的气体流率和冷凝物流率；将气体流率与阈值气体流率进行比较；将冷凝物流率与阈值冷凝物流率进行比较；以及识别与一个或多个气井场中的一个或多个文丘里管计量仪相关联的一个或多个问题。该处理器还可以被配置为为了操作目的将确定的气体流率和冷凝物流率发送到一个或多个服务器站点。
另一示例实施例是一种系统，包括：一个或多个处理器和非暂时性计算机可读介质，非暂时性计算机可读介质与一个或多个处理器进行通信，并且在非暂时性计算机可读介质上存储有一组指令，当该组指令被执行时，使一个或多个处理器执行操作，操作包括：从一个或多个服务器站点接收测量的数据；从一个或多个服务器站点接收一个或多个文丘里管计量仪的多个尺寸；从一个或多个服务器站点接收多个流体特性值；确定针对井场中的每一个井场的气体流率和冷凝物流率；将气体流率与阈值气体利率进行比较；将冷凝物流率与阈值冷凝物流率进行比较；以及识别与一个或多个气井场中的一个或多个文丘里管计量仪相关联的一个或多个问题。该处理器还可以被配置为为了操作目的将确定的气体流率和冷凝物流率发送到一个或多个服务器站点。
附图说明
为了达到并可以更详细地理解本发明的特征、优点和目的以及可以变得显而易见的其他方面的方式，可以参照附图中示出的本发明的实施例更具体地描述以上简要概述的本发明，这些附图形成本说明书的一部分。然而，将注意，附图仅示出了本发明的示例实施例，并且因此不应被认为是对本发明的范围的限制，因为本发明可以允许其他等效实施例。
图1是根据本公开的一个或多个示例实施例的用于发现和解决气井中的湿气文丘里管计量仪的问题的智能系统的示意图。
图2示出了根据本公开的一个或多个示例实施例的用于发现和解决气井中的湿气文丘里管计量仪的问题的方法中的示例步骤。
图3是根据本公开的一个或多个示例实施例的由智能系统识别出的有问题的井的示例列表。
图4是根据本公开的一个或多个示例实施例的由智能系统对图3中所示的数据执行的文丘里管计量仪改正作业的结果。
图5是示出了根据本公开的一个或多个示例实施例的使用3相分离器测试确定的实际气体流率的值相对于使用智能系统的文丘里管计量仪确定的值的示例图表。
图6是根据本公开的一个或多个示例实施例的用于发现和解决气井中的湿气文丘里管计量仪的问题的数据处理系统的示意性框图。
图7示出了根据本公开的一个或多个示例实施例的用于发现和解决气井中的湿气文丘里管计量仪的问题的方法中的示例步骤。
具体实施方式
现在可以在下文中参照其中示出了实施例的附图更加充分地描述本公开的方法和系统。本公开的方法和系统可以处于许多不同的形式，并且不应被解释为局限于本文中所阐述的所示实施例；相反，提供这些实施例使得本公开可以是彻底的和完整的，并且可以向本领域技术人员充分地传达本公开的范围。同样的附图标记始终表示同样的元件。
现在转向附图，图1是根据本公开的一个或多个示例实施例的用于发现和解决气井中的湿气文丘里管计量仪的问题的智能系统100的示意图。如该图中所示，系统100可以包括一个或多个井场10，其可以被配置为向气厂25供应气体。每个井场10可以包括气井12、一个或多个阀门14、一个或多个压力传感器16、一个或多个温度传感器18、一个或多个文丘里管计量仪20和一个或多个压差传感器22，所有的这些可以可操作地连接到可编程逻辑控制器(PLC)和远程终端单元(RTU)24。文丘里管计量仪是这样的流量测量仪器：使用管道的会聚部分增加流速和对应的压降，可以根据流速和对应的压降推导出流率。文丘里管计量仪已经被普遍使用了很多年，尤其是在气井中。存在关于气井10的三个主要的实际测量读数，其可以用于计算气体流率和冷凝物流率。这些读数是流线或文丘里管压力(P)、流线或文丘里管温度(T)以及文丘里管计量仪的压差(dP)，其中的每一个可以分别使用一个或多个压力传感器16、一个或多个温度传感器18和一个或多个文丘里管计量仪20被测量。这三个流量参数可以实时发送到现场或井场的可编程逻辑控制器(PLC)或远程终端单元(RTU)24。这里应注意，RTU可以用作井场的通信模块。
在一些实施例中，文丘里管计量仪的尺寸可以由文丘里管管道(DP)和喉部(DT)的内径限定。使用作为压力和温度的函数的相关性来计算所需的流体特性值，诸如，气体密度(ρg)、冷凝物密度(ρc)、冷凝物质量分数(CMF)、气体转换因子(GCF)和冷凝物转换因子(CCF)。由在特定的冷凝物气体比率(CGR)下对特定储层的PVT分析生成该相关性。该部分后面的部分中提供了可应用于计算过程的通用等式或公式。然而，用于计算气体流率和冷凝物流率的所有以上尺寸、参数和等式被加载到集中式气流计算系统中。最终，计算处理的结果是气体流率(Qg)和冷凝物流率(Qc)，它们被传输回SCADA服务器并且然后这些计算结果从SCADA服务器被传输到PI服务器。
实际测量度数被实时传送到监督控制和数据获取(SCADA)服务器26。SCADA服务器可以包括一个或多个服务器28，其包括一个或多个数据库和一个或多个数据库管理系统(未示出)。该信息可以被现场操作员使用，以监测气体生产，并且远程地对所有气井进行气体流率调整。SCADA服务器中的相同读数可以被发送到工厂信息(PI)服务器30中。SCADA服务器中的包括T、P和dP的相同读数被传输到集中式气流计算服务器，在集中式气流计算服务器，包括T、P和dP的相同读数与文丘里管计量仪尺寸和转换因子一起用于计算气体流率和冷凝物流率。计算结果被传送回SCADA服务器以供操作员参考，并且SCADA服务器还将此计算结果发送给PI服务器用于生产数据分析。PI服务器可以包括一个或多个服务器32，其包括一个或多个数据库和一个或多个数据库管理系统(未示出)。该数据可以用于进一步的生产数据分析，诸如，由生产或储层工程师进行的井生产监测和评估)。
智能系统100还可以包括根据本公开的一个或多个示例实施例的集中式气流计算系统34，其用于发现和解决气井中的湿气文丘里管计量仪的问题。可以包括一个或多个处理器36的集中式气流计算系统34可以可操作地连接到PI服务器30和/或SCADA服务器26以从该服务器接收数据，并且执行参照图2和图7更详细地说明的操作。
图2示出了根据本公开的一个或多个示例实施例的用于发现和解决气井中的湿气文丘里管计量仪的问题的方法200中的示例步骤。在步骤210，集中式气流计算系统34直接地或通过PI服务器从SCADA服务器接收数据。该数据可以包括来自SCADA服务器的原始数据(P、T、dP)，系统34计算气体流量和气体冷凝物流率。并将计算值发送回SCADA服务器，在SCADA服务器，该信息可供SCADA操作员使用。相同的信息可以传输到共同的PI服务器，生产工程师和其他工程人员可以在共同的PI服务器使用该信息。在步骤212，针对每个单独的气井的数据输入参数由两(2)个类别组成，该两个类别可以包括P、T、dP和FWHP作为来自单独的气井的实际测量。前三个变量可以直接用于计算集中式气流计算系统中的气体流率。FWHP读数用于确定关闭或正在流动的井的流动状况。QgGas Plant是在对来自气厂处的所有气井的气体和液体的分离处理之后的实际的气体总产量。该值可用于评估文丘里管计量仪的总气体流率(井流)与在气厂处测量的总气体流率之间的准确性。当在读取针对气井的流量计算和气厂处的流量的PI信息时，生产工程师可以在其办公室手动完成此操作。例如，固定的数据条目可以包括文丘里管计量仪的尺寸，诸如来自所有气井的喉部和管道的内径的信息。参数还可以包括流体特性相关性，诸如，可以是压力和温度的函数的相关性，该相关性可以用于确定气体的密度和冷凝物相，并且该相关性还可以用于从总质量中获知冷凝物质量分量。该相关性还用于将流率转换为标准状况。
在步骤212中接收到数据之后，步骤214中的处理应用已经在步骤B中示出的相同的等式或公式。详细的等式在该部分中的后面部分提供。在步骤216，该系统执行流率验证处理，该比率验证处理用于将计算值与预定阈值进行比较。如果一个或两个值与集中式气流计算系统的结果不匹配，则该系统可能由于不正确的喉管尺寸或流体特性相关性而将数据置于“错误的/不正确的数据输入”类别下，稍后在处理的步骤228中进行陈述。在步骤218，该系统执行问题识别逻辑，其中，P-T-dP测量的不真实的读数(诸如，负数、超出仪器范围的过低或过高的值)可以被归类为“需要装置校准或更换”，稍后将在该处理的步骤230中进行陈述。然而，在此应注意，针对特定情况，喉部直径的过大尺寸可能影响文丘里管测量的准确性。
在步骤220，该系统检查不频繁的信息。例如，在任何井使用3相分离器测试进行了产能测试并且气体-冷凝物流率的结果显示出与文丘里管计量仪读数的显著差异的情况下，则可以在步骤222中将该井添加到有问题的井的列表中。所需的改正作业的类型是改变具有较低或较高的CGR值的流体特性相关性，并且/或者对P-T-dP仪表-变送器进行校准。在步骤222，系统生成识别出的有问题的井的列表。从步骤216至步骤220中已经被识别出有问题的井可以被发送到维修组用于改正工作。在步骤224，可以执行改正作业实施。例如，在接收到有问题的井的列表之后，维修组可以按照步骤222中的需求对每个井进行必要的改正作业。完成的作业可以被报告给生产工程师用于进一步的验证。在步骤226，可以执行改正作业验证。例如，已经由维修组修理的有问题的井可以由生产工程师进行验证。如果最初完成的作业未被生产工程师接受，则维修组可能需要重新进行改正作业。最后，在步骤232，可以由该系统执行流率准确性评估。最后的步骤用于检查来自所有气井的文丘里管计量仪的整体性能。该检查可以将文丘里管计量仪与气厂的段塞捕集器之间的总气体产量进行比较。如果流率差异(误差)大于10％，则该过程可以返回到步骤218，直到误差小于10％为止。
图3是根据本公开的一个或多个示例实施例的被智能系统识别出的有问题的井的示例列表，图4是根据本公开的一个或多个示例实施例的由智能系统对图3中所示的数据执行的文丘里管计量仪改正作业的结果。如从这些图中可以看出的，本智能系统100的文丘里管计量仪被证明是可靠且准确的计量，该计量可以以成本有效的方式为气体/冷凝物现场提供适当的气体流率读数。
图5是示出根据本公开的一个或多个示例实施例的使用3相分离器测试确定的实际气体流率的值相对于使用智能系统的文丘里管计量仪确定的值的示例图表500。在图表500中，线510是1:1拟合线，线520是-10％误差线，线530是+10％误差线。如从该图可以看出的，由本智能系统的文丘里管计量仪确定的气体流率几乎沿着1:1拟合线510，这显示证明了文丘里管计量仪提供了具有小于10％的误差的准确的气体流率测量。用于比较的数据的范围是：
CGR 12-420 stb/MMscf
WGR 1-9 stb/MMscf
在气井从地层-储层中生产大量的水产量(例如，WGR>10stb/MMscf)的情况下，其可能影响文丘里管计量仪的气体流率的准确性。使用文丘里管计量仪测量系统计算气体流率的过程包括三(3)个关键组，例如，包括流体特性(ρg、ρc、CMF、GCF和CCF)，其可以由作为压力和温度的函数的相关性来确定。它是通过在各种气体现场中以一定的CGR值对多个现场和储层进行PVT测试分析而生成的。例如，这些流体特性相关性被称为PVT表。关键组还可以包括流量等式的基础，该流量等式可以使用ISO 5167-4:2003中提供的主要等式。关键组可以包括湿气校正，该湿气校正使用针对湿气校正或过读数因子选择的“北海流量计量仪(NSFM)研讨会论文21-1997”中可用的Rick de Leeuw相关性。由于在某些情况下存在液体，因此该校正因子可以减少文丘里管计量仪测量的误差。
示例气流计算等式
如果Frg<1.5→n＝0.41
统一的PVT表或流体特性相关性是：
1.ρg＝a1+(b1*T)+(c1*P)+(d1*T2)+(e1*P2)+(f1*T*P)+(g1*T3)+(h1*P3)+(i1*T*P2)+(j1*T2*P)
2.ρc＝a2+(b2*T)+(c2*P)+(d2*T2)+(e2*P2)+(f2*T*P)+(g2*T3)+(h2*P3)+(i2*T*P2)+(j2*T2*P)
3.CMF＝a3+(b3*T)+(c3*P)+(d3*T2)+(e3*P2)+(f3*T*P)+(g3*T3)+(h3*P3)+(i3*T*P2)+(j3*T2*P)
4.
5.
a、b、c、d、e、f、g、h、i、j、k的常数针对每个气井在不同的CGR值下对于每个现场是特定的。在气流计算处理中，已经应用了多组PVT表用于确定流体特性。
其中：
ε :膨胀系数 ,无量纲
β :DT/DP的比率 ,无量纲
ρc :冷凝物密度 ,lb/ft3
ρg :气体密度 ,lb/ft3
AP :管道的面积,0.25*π*DP 2 ,m2
AT :喉部的面积,0.25*π*DT 2 ,m2
Cd :排放系数即，0.995 ,无量纲
dP :文丘里管压差 ,kPa
DP :文丘里管管道的内径 ,m
DT :文丘里管喉部的内径 ,m
k :等熵系数即，1.2 ,无量纲
τ :压力比率,
,无量纲
CCF :冷凝物常规系数 ,stbpd/(lb/hr)
CGR :
,stb/MMscf
CMF :冷凝物质量分数 ,无量纲
CVF :冷凝物体力分数
Frg :弗鲁德(Froude)数 ,无量纲
FWHP :上游或流动井口压力 :psi
GCF :气体常规系数 ,MMscfD/(lb/hr)
g :重力加速度，即，9.81 ,(m/sec2)
OR :过读数或湿气校正(WGC) ,无量纲
P :文丘里管压力流线 ,psi
Qg :气体流率 ,m3/sec
Qc :冷凝物流率 ,m3/sec
Qgcorr. :经校正的气体流率 ,MMscfD
Qccorr. :经校正的冷凝物流率 ,Stbpd
QgGasPlant :对在气厂处的液体生产进行分离处理之后 ,MMscfD
从所有气井测量的实际总气体流率
T :输流线或文丘里管温度 ,degF
转换:
dP(kPa) ＝dP(水中)×6.89476/27.6799＝dP(水中)×0.249089
dP(psi) ＝dP(kPa)/6.89476
P(kPa) ＝P(psi)×6.89476
ρg(kg/m3) ＝ρg(lb/ft3)×0.45359237/0.30483
Qg(ft3/sec) ＝Qg(m3/sec)/0.30483
Qg(lb/hr) ＝Qg(ft3/sec)×3600×ρg(lb/ft3)
Qg(MMscfD) ＝Qg(lb/hr)×GCF(MMscfD/(lb/hr))
ρc(kg/m3) ＝ρc(lb/ft3)×0.45359237/0.30483
Qc corr.(lb/hr) ＝Qc corr.(ft3/sec)×3600×ρc(lb/ft3)
Qc corr.(stbpd) ＝Qc corr.(lb/hr)×CCF(stbpd/(lb/hr))
或者，＝Qg corr.×CGR
现在转向图6，图6中示意性地示出了诸如集中式气流计算系统34的数据处理系统，其可以包括CPU 122的主节点120和作为网络探测和生产数据的一组处理器或工作器节点124。如可以阐述的，数据处理系统34为处理应用处理具有可控制的指定服务质量(QoS)的气体生产数据。数据处理系统34根据图2和图7中示意性示出的处理技术进行操作。因此，在发生故障的情况下，在不影响或不损失处理时间的情况下执行对气体生产数据的处理。
现在考虑如图6中所示的根据本发明的数据处理系统，数据处理系统34被设置为用于处理数据的处理平台。数据处理系统34包括一个或多个中央处理单元或CPU 122。CPU或多个CPU 122与用于一般输入参数的存储器或数据库126相关联，该存储器或数据库126具有根据要处理的气体生产数据的类型和属性。
与CPU 122可操作地连接的用户界面128包括用于显示图形图像的图形显示器130、打印机或其它合适的图像形成机构以及用户输入装置132，用户输入装置132提供用户访问以操纵、访问和提供处理结果、数据库记录和其他信息的输出形式。存储器或数据库126通常在外部数据存储服务器或计算机138的存储器134中。数据库126包含数据，该数据包括可以是如下所述的储层模型中的单元的结构、位置和组织、数据一般输入参数以及待处理的探测和生产数据。
数据处理系统34的CPU或计算机122包括主节点120和内部存储器140，内部存储器140耦接到的主节点120以存储操作指令、控制信息，并且根据需要用作存储装置或传输缓冲器。数据处理系统34包括存储在存储器140中的程序代码142。根据本发明的程序代码142是计算机可操作指令的形式，该计算机可读指令使得主节点120和处理器节点124根据DDS互通技术来回传输气体生产数据和控制指令，如可以阐述的那样。
应当注意，程序代码142可以是微代码、程序、例程或符号计算机可操作语言的形式，该微代码、程序、例程或符号计算机可操作语言提供控制数据处理系统34的功能并指导其操作的特定的一组有序操作。程序代码142的指令可以存储在存储器140中，或者存储在计算机软盘、磁带、常规硬盘驱动器、电子只读存储器、光学存储装置或在其上存储有计算机可用介质的其他合适的数据存储装置上。程序代码142也可以包含在作为计算机可读介质的数据存储装置上。
处理器节点124是通用的可编程数据处理单元，其被编程为执行根据本发明的对探测和生产数据的处理。处理器节点124在主节点120的控制下进行操作，然后将获得的处理结果汇编在存储器134中，在存储器134中提供数据以与输出显示器的用户界面128一起形成以形成用于分析和解释的数据记录。
尽管本发明独立于所使用的特定计算机硬件，但是本发明的示例实施例优选地基于HP Linux集群计算机的主节点120和处理器节点124。然而，应理解，也可以使用其他计算机硬件。
图6示出了可以对其执行以上讨论的方法或技术中的任何一种或多种的机器或系统34的示例的框图。在其它实施例中，机器34可以作为独立装置进行操作，或者可以连接(例如，联网)到其他机器。在网络部署中，机器34可以在服务器机器、客户端机器的能力下进行操作或者可以在服务器-客户端网络环境两者中进行操作。在示例中，机器34可以在点对点(P2P)(或其他分布式)网络环境中充当对等机器。此外，虽然仅示出了单个机器，但是术语“机器”也应被理解为包括多个机器的任何集合，该多个机器单独地或共同地执行一组(或多组)指令以执行本文讨论的任何方法中的一种或多种，诸如云计算、软件即服务(SaaS)或其它计算机集群配置。应理解，机器或系统34可以包括为清楚起见而省略的其他部件。在此应注意，由于气流计算的重要性和安全性，机器或系统24可以优选地包括高可用性服务器。然而，在一些实施例中，机器或系统34可以包括计算机集群、云计算系统、数据中心、服务器机架或其他服务器机柜、服务器、虚拟服务器、台式计算机、膝上型计算机、平板计算机等，或者作为计算机集群、云计算系统、数据中心、服务器机架或其他服务器机柜、服务器、虚拟服务器、台式计算机、膝上型计算机、平板计算机等的一部分。
如本文所述，示例可以包括逻辑或多个部件、模块或机制，或者，示例可以在逻辑或多个部件、模块或机制上进行操作。模块是在进行操作时能够执行指定操作的有形实体(例如，硬件)。在示例中，硬件可以被具体地配置为执行特定操作(例如，硬连线)。在另一个示例中，硬件可以包括可配置的执行单元(例如，晶体管、电路等)和包含指令的计算机可读介质，其中，指令将执行单元配置为在进行操作时执行特定操作。该配置可以在执行单元或加载机制的指导下进行。因此，当装置正在进行操作时，执行单元可通信地耦接到计算机可读介质。在该示例中，执行单元可以是一个以上模块的构件。例如，在进行操作时，执行单元可以由第一指令集配置以在一个时间点实施第一模块，并且可以由第二指令集重新配置以在第二时间点实施第二模块。
图7示出了根据本公开的一个或多个示例实施例的用于发现和解决气井中的湿气文丘里管计量仪的问题的方法700中的示例步骤。一个示例实施例是根据本公开的一个或多个示例实施例的用于发现和解决气井中的湿气文丘里管计量仪的问题的系统34。系统34包括一个或多个处理器122、124和非暂时性计算机可读介质140，非暂时性计算机可读介质140与一个或多个处理器122、124进行通信并在其上存储一组指令142，当该组指令142被执行时，使一个或多个处理器122、124执行包括例如图2和图7中所示的步骤的操作。在一些实施例中，该系统可以包括：一个或多个气井场，其被配置为向气厂供应气体，每个气井场包括连接到管道系统的气井、安装在管道系统上的一个或多个阀门、被配置为测量管道系统中的气体的压力的一个或多个压力传感器、被配置为测量管道系统中的气体的温度的一个或多个温度传感器、被配置为测量管道系统中的气体的压差的一个或多个文丘里管计量仪以及一个或多个可编程逻辑控制器，该一个或多个可编程逻辑控制器被配置为：从压力传感器、温度传感器和文丘里管计量仪接收测量的数据；接收一个或多个文丘里管计量仪的多个尺寸；接收多个流体特性值；以及确定井场中的每一个的第一气体流率和第一冷凝物流率。该系统还可以包括一个或多个服务器站点，其用于存储针对井场中的每一个的测量的数据、文丘里管计量仪的尺寸、流体特性值、气体流率和冷凝物流率。
该系统还可以包括一个或多个处理器和非暂时性计算机可读介质，该非暂时性计算机可读介质与一个或多个处理器进行通信并且在其上存储有一组指令，当该组指令被执行时，使一个或多个处理器执行操作702至708，操作702至708包括：在步骤702，从一个或多个服务器站点接收测量的数据，从一个或多个服务器站点接收一个或多个文丘里管计量仪的多个尺寸，从一个或多个服务器站点接收多个流体特性值；在步骤704，确定针对井场中的每一个的第二气体流率和第二冷凝物流率；在步骤706，将第二气体流率与第一气体流率进行比较以及将第二冷凝物流率与第一冷凝物流率进行比较；以及在步骤708，识别与一个或多个气井场中的一个或多个文丘里管计量仪相关联的一个或多个问题。
该方法还可以包括在对来自从气厂处的所有气井的气体和液体进行分离处理之后接收实际的气体总产量以及评估文丘里管计量仪的整体总气体流率与在气厂出测量的总气体流率之间的准确性。该方法还可以包括如果由于喉部或管道尺寸或者流体特性相关性不正确而使值中的一个或两个不匹配，则将数据分类为不正确或错误。该方法还可以包括确定来自一个或多个服务器站点的测量的数据在预定阈值范围以外，以及生成装置校正需求或装置更换需求。该方法还可以包括如果确定的气体流率或确定的冷凝物流率在3相分离器测试值的预定阈值范围以外，则将井分类为有问题的井，以及生成改正作业以改变具有较低或较高CGR值的流体特性相关性和/或对P-T-dP仪表-变送器进行校准。该方法还可以包括生成识别出的有问题的井的列表以及将所述列表发送给维修组用于执行改正工作。该方法还可以包括通过检查来自所有气井的文丘里管计量仪的整体性能并且比较气厂处的文丘里管计量仪与段塞捕集器之间的总气体产量来评估速率准确性，以及如果流率差异或误差大于预定百分比，则生成警报。
包括发明内容、附图说明和具体实施方式的说明书以及所附权利要求书是指本公开的特定特征(包括处理或方法步骤)。本领域技术人员理解，本发明包括说明书中描述的特定特征的所有可能的组合和用途。本领域技术人员理解，本公开不限于说明书中给出的实施例的描述或不被说明书中给出的实施例的描述所限制。
本领域技术人员还理解，用于描述特定实施例的术语不限制本公开的范围或广度。在解释说明书和所附权利要求书时，应以与每个术语的上下文一致的尽可能最广泛的方式解释所有术语。除非另有定义，否则说明书和所附权利要求书中使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。
如说明书和所附权利要求书中所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式“一”、“一种”和“该(所述)”包括复数引用。动词“包括”及其同根形式应解释为以非排他性的方式指代元件、部件或步骤。所引用的元件、部件或步骤可以与未明确引用的其他元件、部件或步骤一起存在、利用或组合。“可选地”及其各种形式表示随后描述的事件或情况可能发生或可能不发生。该描述包括其中事件或情况发生的实例以及事件或情况没有发生的实例。
除非另外明确说明或在所使用的上下文中以其他方式理解，否则条件性语言(诸如“能够”、“能”、“可能”或“可以”)通常旨在传达某些实施方式可以包括，而其他实施方式则不包括某些特征、元件和/或操作。因此，这种条件性语言通常无意暗示一个或多个实施方式以任何方式要求特征、元件和/或操作，或者无意暗示一个或多个实施方式必须包括用于在存在或不存在用户输入或提示的情况下决定这些特征、元件和/或操作是否包括在任何特定实施方式中或是否将在任何特定实施方式中执行的逻辑。
因此，本文所述的系统和方法非常适合于实现目标并获得所提及的目的和优点以及其中固有的其他目的和优点。尽管出于公开目的给出了系统和方法的示例实施例，但是在用于实现期望结果的过程的细节上存在许多改变。这些和其他类似的修改可以容易地向本领域技术人员表明其本身，并且旨在被包含在本文公开的系统和方法的精神以及所附权利要求的范围内。
Claims (20)
1.一种系统，包括：
一个或多个气井场，其被配置为向气厂供应气体，每个气井场包括：连接到管道的气井、安装在所述管道上的一个或多个阀门、被配置为测量所述管道中的气体的压力的一个或多个压力传感器、被配置为测量所述管道中的气体的温度的一个或多个温度传感器、被配置为测量所述管道中的气体的压差的一个或多个文丘里管计量仪、以及一个或多个可编程逻辑控制器，所述一个或多个可编程逻辑控制器被配置为：
从所述压力传感器、所述温度传感器和所述文丘里管计量仪接收测量的数据；
接收所述一个或多个文丘里管计量仪的多个尺寸；
接收多个流体特性值；以及
一个或多个服务器站点，其用于存储所述测量的数据、所述文丘里管计量仪的尺寸和针对所述井场中的每一个井场的流体特性值；以及
一个或多个处理器和非暂时性计算机可读介质，所述非暂时性计算机可读介质与一个或多个处理器进行通信，并且在所述非暂时性计算机可读介质上存储有一组指令，当所述一组指令被执行时使所述一个或多个处理器执行以下操作：
从所述一个或多个服务器站点接收所述测量的数据；
从所述一个或多个服务器站点接收所述一个或多个文丘里管计量仪的多个尺寸；
从所述一个或多个服务器站点接收所述多个流体特性值；
确定针对所述井场中的每一个井场的气体流率和冷凝物流率；
将所述气体流率与阈值气体流率进行比较；
将所述冷凝物流率与阈值冷凝物流率进行比较；以及
识别与一个或多个气井场中的一个或多个文丘里管计量仪相关联的一个或多个问题。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述一个或多个文丘里管计量仪的多个尺寸包括文丘里管管部的内径和文丘里管喉部的内径。
3.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述多个流体特性值包括气体密度(ρg)、冷凝物密度(ρc)、冷凝物质量分数(CMF)、气体转换因子(GCF)和冷凝物转换因子(CCF)中的至少两者。
4.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，使用作为压力和温度的函数的相关性来计算所述多个流体特性值，其中，根据在预定的冷凝物气体比率(CGR)下对特定储层的分析来生成所述相关性。
5.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述一个或多个处理器还被配置为：
在对来自所述气厂处的所有气井的气体和液体进行分离处理之后接收实际的气体总产量；以及
评估文丘里管计量仪的整体总气体流率与在所述气厂处测量的总气体流率之间的准确性。
6.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述一个或多个处理器还被配置为：
如果由于不正确的喉部尺寸或管道尺寸或者流体特性相关性而使所述值中的一个或两个不匹配，则将所述数据分类为不正确或错误。
7.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述一个或多个处理器还被配置为：
确定来自所述一个或多个服务器站点的测量的数据在预定阈值范围以外；以及
生成装置校正需求或装置更换需求。
8.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述一个或多个处理器还被配置为：
如果确定的气体流率或确定的冷凝物流率在3相分离器测试值的预定阈值范围以外，则将井分类为有问题的井；以及
生成改正作业以改变具有较低或较高CGR值的流体特性相关性和/或对P-T-dP仪表-变送器进行校正。
9.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述一个或多个处理器还被配置为：
生成识别出的有问题的井的列表；以及
将所述列表发送给维修组用于执行改正工作。
10.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其中，所述一个或多个处理器还被配置为：
通过检查来自所有气井的文丘里管计量仪的整体性能并且比较气厂处的文丘里管计量仪与段塞捕集器之间的总气体产量来评估流率准确性；以及
如果流率差异或误差大于预定百分比，则生成警报。
11.一种集中式气体流速计算的方法，所述方法包括：
由一个或多个处理器从一个或多个服务器站点接收测量的数据；
从所述一个或多个服务器站点接收一个或多个气井场上的一个或多个文丘里管计量仪的多个尺寸；
从所述一个或多个服务器站点接收多个流体特性值；
确定针对所述气井场中的每一个气井场的气体流率和冷凝物流率；
将所述气体流率与阈值气体流率进行比较；
将所述冷凝物流率与阈值冷凝物流率进行比较；以及
识别与一个或多个气井场中的一个或多个文丘里管计量仪相关联的一个或多个问题。
12.根据权利要求11所述的方法，还包括：
在对来自所述气厂的所有气井的气体和液体进行分离处理之后接收实际的气体总产量；以及
评估文丘里管计量仪的整体总气体流率与在所述气厂处测量的总气体流率之间的准确性。
13.根据权利要求11至12中任一项所述的方法，还包括：
如果由于不正确的喉部尺寸或管道尺寸或者流体特性相关性而使所述值中的一个或两个不匹配，则将所述数据分类为不正确或错误。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的方法，还包括：
确定来自所述一个或多个服务器站点的测量的数据在预定阈值范围以外；以及
生成装置校正需求或装置更换需求。
15.根据权利要求11至14中任一项所述的方法，还包括：
如果确定的气体流率或确定的冷凝物流率在3相分离器测试值的预定阈值范围以外，则将井分类为有问题的井；以及
生成改正作业以改变具有较低或较高CGR值的流体特性相关性和/或对P-T-dP仪表-变送器进行校正。
16.根据权利要求11至15中任一项所述的方法，还包括：
生成识别出的有问题的井的列表；以及
将所述列表发送给维修组用于执行改正工作。
17.根据权利要求11至16中任一项所述的方法，还包括：
通过检查来自所有气井的文丘里管计量仪的整体性能并且比较气厂处的文丘里管计量仪与段塞捕集器之间的总气体产量来评估流率准确性；以及
如果流率差异或误差大于预定百分比，则生成警报。
18.一种系统，包括：
一个或多个处理器和非暂时性计算机可读介质，所述非暂时性计算机可读介质与一个或多个处理器进行通信，并且在所述非暂时性计算机可读介质上存储有一组指令，当所述一组指令被执行时使所述一个或多个处理器执行操作，所述操作包括：
从一个或多个服务器站点接收测量的数据；
从所述一个或多个服务器站点接收一个或多个文丘里管计量仪的多个尺寸；
从所述一个或多个服务器站点接收多个流体特性值；
确定针对井场中的每一个井场的气体流率和冷凝物流率；
将所述气体流率与阈值气体流率进行比较；
将所述冷凝物流率与阈值冷凝物流率进行比较；以及
识别与一个或多个气井场中的一个或多个文丘里管计量仪相关联的一个或多个问题。
19.根据权利要求18所述的系统，其中，所述一个或多个文丘里管计量仪的多个尺寸包括文丘里管管部的内径和文丘里管喉部的内径。
20.根据权利要求18至19中任一项所述的系统，其中，所述多个流体特性值包括气体密度(ρg)、冷凝物密度(ρc)、冷凝物质量分数(CMF)、气体转换因子(GCF)和冷凝物转换因子(CCF)中的至少两者。
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