EA012854B1 - Способ измерения общих объемов газовой и жидких сред в многофазном потоке - Google Patents

Способ измерения общих объемов газовой и жидких сред в многофазном потоке Download PDF

Info

Publication number
EA012854B1
EA012854B1 EA200701115A EA200701115A EA012854B1 EA 012854 B1 EA012854 B1 EA 012854B1 EA 200701115 A EA200701115 A EA 200701115A EA 200701115 A EA200701115 A EA 200701115A EA 012854 B1 EA012854 B1 EA 012854B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
tracer
pipeline
phase
measured
tracers
Prior art date
Application number
EA200701115A
Other languages
English (en)
Other versions
EA200701115A1 (ru
Inventor
Гуннар Флатен
Терье Сира
Original Assignee
Статойл Аса
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Статойл Аса filed Critical Статойл Аса
Publication of EA200701115A1 publication Critical patent/EA200701115A1/ru
Publication of EA012854B1 publication Critical patent/EA012854B1/ru

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F22/00—Methods or apparatus for measuring volume of fluids or fluent solid material, not otherwise provided for
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/704—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow using marked regions or existing inhomogeneities within the fluid stream, e.g. statistically occurring variations in a fluid parameter
    • G01F1/7042—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow using marked regions or existing inhomogeneities within the fluid stream, e.g. statistically occurring variations in a fluid parameter using radioactive tracers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/704—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow using marked regions or existing inhomogeneities within the fluid stream, e.g. statistically occurring variations in a fluid parameter
    • G01F1/708—Measuring the time taken to traverse a fixed distance
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/74—Devices for measuring flow of a fluid or flow of a fluent solid material in suspension in another fluid

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measuring Volume Flow (AREA)

Abstract

Настоящее изобретение относится к способу измерения общих объемов фаз в многофазном потоке в трубопроводах. Составляющие многофазного потока включают углеводородную жидкую фазу и/или водную фазу, и/или транспортируемые твердые фазы. Один или более трассер вводят в трубопровод предпочтительно на входе, и концентрацию(и) трассера(ов) измеряют в зависимости от времени в точке введения и в одной или более точках измерения ниже по потоку от точки введения. Далее измеряют среднее время (времена) пребывания, требуемые для транспортировки введенного(ых) трассера(ов) от точки введения до указанной одной или более точки(ек) измерения. Объемы жидкой фазы рассчитывают на основании количества введенных трассеров и измеренных концентраций трассеров в каждой фазе и среднего времени пребывания.

Description

Техническая область изобретения представляет собой многофазный поток в трубопроводах, например, в нефтяной промышленности. Изобретение относится к способу измерения общего объема фаз в многофазном потоке в трубопроводах, где составляющие включают углеводородную жидкую фазу и/или газовую фазу, и/или водную фазу, и/или твердые фазы.
Для проектирования и эксплуатации многофазных трубопроводов знание объемов жидких фаз может оказаться решающим для оценки падения давления в линиях и при проектировании и эксплуатации многофазной линии и приемных устройств. В частности, для трубопроводов газового конденсата, где содержание жидкости в линии может сильно зависеть от скорости потока, выбор диаметра трубопровода, конструкция ловушки для конденсата (объем и скорость слива) и технологические операции можно оптимизировать, если имеются правильные оценки объемов жидкости в линиях при различных скоростях потока. Для систем производства газового конденсата должны быть разработаны такие производственные сценарии, как пуск, увеличение объема производства, очистка и заключительная часть производства. Надежная информация и измерения объемов жидкости в других линиях с тем же диапазоном параметров, что у разрабатываемой линии, можно использовать для отладки и проверки предварительной модели многофазного потока, предназначенной для использования в качестве инженерного инструмента для рассматриваемой линии. Измерения объемов жидкости в линии, находящейся в эксплуатации, можно использовать, чтобы оптимизировать эксплуатацию и тем самым улучшить качество продукции и бесперебойность производства.
Текучие среды из резервуаров или производственных установок транспортируют по производственным трубопроводам и/или экспортным трубопроводам на приемочные устройства для дальнейшей очистки. Поток и в производственных, и в экспортных линиях может представлять собой многофазный поток, т.е. газовую фазу и/или углеводородную жидкую фазу, и/или водную фазу, и/или твердые фазы можно транспортировать по этой линии.
Эти фазы транспортируют по линии с различными средними скоростями. Можно рассматривать несколько транспортных механизмов для этих фаз: транспортирование в виде жидкой пленки, транспортирование в виде капель в газовой или других жидких фазах, транспортирование в виде осадков жидкости или волн, транспортирование газа в виде пузырьков, транспортирование частиц в жидкости и т.д. Конденсация/испарение/затвердение также могут происходить во время транспортировки.
Средняя скорость каждой фазы в линии зависит от механизма транспортировки, предусмотренного в линии. Скорости вдоль линии изменяются в зависимости от профиля трубопровода, изменений диаметра, давления, температуры, конденсации и изменений скорости (входные трубопроводы в сетях). Различия в скорости фаз приведут к различным долям фазовых объемов в поперечном сечении вдоль линии.
Общие фазовые объемы в линии рассчитывают непосредственно из локальных долей фаз вдоль линии. Из-за сложных механизмов транспортирования локальные доли фазовых объемов трудно оценить. Поэтому используют средства имитационного моделирования, включающие модели многофазного потока, чтобы предсказывать доли фаз вдоль линии, общий объем фаз в линии и перепады давления. Здесь стандартным инструментом является динамический многофазный код ОБСЛ 2000, но также можно использовать программы, моделирующие трубопровод в устойчивом состоянии.
Средства имитационного моделирования используют в качестве инженерных инструментов для проектирования и при обеспечении производства. Модели многофазного потока основаны на корреляциях, которые обычно базируются на лабораторных экспериментах малого масштаба. Таким образом, для проверки моделей используют измерения в условиях эксплуатации. Измерения в условиях эксплуатации также можно использовать, чтобы отлаживать модели потока в отдельных линиях. Измерения в условиях эксплуатации общих объемов фаз для многофазных линий чрезвычайно важны для проверки и отладки моделей.
В нефтеперерабатывающей промышленности в настоящее время имеется только один способ измерения объема жидкой фазы или ее содержания в многофазной линии. Этот способ использует скребок (физическое препятствие), чтобы выталкивать жидкость из линии. Объем жидкости в трубопроводе рассчитывают исходя из измеренного объема жидкости, поступающего во входное отверстие ловушки для конденсата (на выходе из трубопровода) в период от начала операции чистки скребком до того, как скребок поступает в выходное отверстие трубопровода.
Чтобы сделать этот способ применимым, необходимо чтобы транспортное устройство было спроектировано для чистки его скребком. Требуется, чтобы ловушка для конденсата имела установленные точные устройства для измерения уровня и/или точные измерители скорости потока. В случае подводных разработок в условиях эксплуатации чистку скребком обычно можно выполнять только путем введения скребка с предназначенной для этого буровой установки. Поэтому эксплуатационные затраты для чистки скребком будут очень велики.
Также, в случае когда лишь небольшой, по сравнению с объемом жидкости в линии, сепаратор/ловушка для конденсата установлен на выходном отверстии трубопровода, жидкость, собираемую перед скребком, следует постепенно отбирать в приемное устройство, чтобы не переполнить емкость для транспортировки жидкости. Это снижает регулярность работы производственной системы, а стоимость измерений содержания жидкости при нескольких скоростях потока может быть большой или даже не
- 1 012854 приемлемой.
Для многих систем точность сепаратора/ловушки для измерения уровня конденсата и скорости потока недостаточна для того, чтобы получить надежные измерения общих объемов жидких фаз. Особенно трудно измерять объемы фаз для каждой жидкой фазы отдельно из-за неточности измерения уровня между жидкими фазами и/или неточности измерителей скорости потока. Обычно измерение способом чистки скребком по большей мере дает надежное измерение общего содержания жидкости в линии.
Введение трассера в многофазный поток в трубопроводе до сих пор не предлагалось для измерения фазовых объемов в многофазных трубопроводах. Однако в промышленности хорошо известно, как измерять объемные скорости фазовых потоков в трубопроводе, используя введенный трассер.
В И8 5047632 и И8 5306911 описывают способ определения скорости в многофазном потоке в трубе. Поток состоит из более легкой диспергированной фазы и более тяжелой непрерывной фазы. Трассер загружают (или активируют) в поток в заранее выбранном месте трубы посредством смешивания (или активации) порции трассера с непрерывной фазой. Концентрацию трассера в выбранном втором месте трубы измеряют с помощью детектора как функцию от времени 1, чтобы получить сигнал 8(1). Затем подбирают зависимость сигнала 8(1) таким образом, чтобы получить величины скорости и непрерывной фазы. Целесообразно также определить скорость ν, скольжения потока диспергированной фазы относительно скорости непрерывной фазы. Из величин скоростей и и ν, и из объемной доли Υ1 непрерывной фазы в трубе (полученных при вспомогательных измерениях) определяют объемные скорости потоков непрерывной и диспергированной фаз.
В ЕР 0167233 описывают способ определения объемной скорости потоков многофазных текучих сред, например, потока смеси нефть/вода в трубопроводе с помощью методик разбавления. Известное количество радиоизотопного трассера вводят по меньшей мере в одну из фаз и определяют концентрацию трассера в потоке в расположенной ниже по потоку станции отбора проб, тем самым, позволяя определить скорость многофазного потока. Используемый трассер (трассеры) должен быть растворимым только в одной фазе потока текучей среды при условии, что если используется множество трассеров, то ни два, ни большее число трассеров не являются растворимыми в одной и той же фазе. Поэтому основной отличительной чертой ЕР 0167233 является использование нераспределяемых трассеров.
Следует подчеркнуть, что согласно названным выше публикациям объемные скорости потока измеряют в зависимости от введения нераспределяемого трассера в трубопровод.
Цель изобретения состоит в том, чтобы обеспечить способ измерения общих объемов фаз в трубопроводах с многофазным потоком, чтобы проверить и/или улучшить модели, используемые для проектирования трубопровода и способа, и/или для того, чтобы улучшить способ производства и экономику этого способа, когда трубопровод находится в эксплуатации.
Вторая цель изобретения состоит в том, чтобы обеспечить способ такого измерения, при котором измерения можно выполнять без значительного воздействия на текущее производство нефти и/или газа из нефтяных и газовых скважин, с улучшением регулярности способа производства.
Третья цель изобретения состоит в том, чтобы обеспечить способ такого измерения, позволяя использовать изобретение даже при наличии конденсации/испарения в трубопроводе, с применением трассера, распределяющегося между фазами текучей среды.
Еще одна цель изобретения состоит в том, чтобы обеспечить способ таких измерений, который сводит к минимуму погрешность оценки из-за погрешностей в предполагаемом задержанном распределении.
Изобретение охарактеризовано в независимом пункте формулы изобретения и относится к способу измерения общих объемов фаз (жидкий углеводород и/или водная фаза и/или транспортируемые твердые фазы) в многофазных трубопроводах. Оно основано на введении трассеров, распределяющихся между фазами текучей среды, в трубопровод либо на его входе, либо напрямую, если трубопровод идет от палубных/береговых устройств, через сервисные линии для трубопровода идущего от подводной установки, и измерении концентрации и среднего времени от момента введения до того, как концентрация трассера стабилизируется в точке(ах) измерения.
Трассеры, распределяющиеся между фазами текучей среды, используемые по настоящему изобретению, относятся к типу, который удобен для использования в нескольких фазах. В случае единственной газовой фазы, что соответствует многим трубопроводам, трассер, распределяющийся между фазами текучей среды, поступающий только в газовую фазу, вводят во вход трубопровода.
Трассеры представляют собой соединения, либо радиоактивные, или просто химические, которые могут быть введены и измерены при малых концентрациях. Выбор трассеров будет зависеть от состава текучей среды и распределения давления и температуры в трубопроводе. Термодинамические свойства трассеров должны быть оптимизированы для данных особых условий, чтобы свести к минимуму погрешность измерения. Трассеры должны быть выбраны таким образом, чтобы концентрация трассера в жидкости вдоль трубопровода изменялась как можно меньше. Это сведет к минимуму погрешность оценки из-за погрешностей в предполагаемом распределении.
Измерения проводят в многофазном трубопроводе, в котором достигают равновесных условий. Во время измерений условия в потоке поддерживают постоянными. Принцип измерения состоит в том, что
- 2 012854 бы измерять равновесное количество трассеров в трубопроводе при заданных расходах трассеров. Это может быть сделано путем введения трассера с постоянным расходом трассера на входе, начиная с определенного времени, и измерения концентрации трассера у выходного отверстия в зависимости от времени, пока не будет достигнут равновесный уровень. Разница между входящим и выходящим потоками трассера равна равновесному количеству трассера в трубопроводе. Это количество также можно измерить, используя вброс трассера на входе и измерения отклика на выходе.
В трубопроводе газового конденсата поступающий поток может представлять собой одну газовую фазу или же газ может содержать жидкую фракцию. Жидкость обычно конденсируется из газовой фазы из-за охлаждения и падения давления, когда газ транспортируется по трубопроводу. Из распределения давления и температуры в трубопроводе, которые можно рассчитать из модели многофазного потока, можно рассчитать скорости потоков жидкости и газа в равновесном состоянии вдоль линии путем термодинамических расчетов. Также можно рассчитать скорости потоков трассера в равновесном состоянии вдоль трубопровода в жидкой и газовой фазах. Равновесная концентрация трассера для фазы зависит только от скорости общего потока и скорости общего потока трассера для фазы, а не от конкретного механизма транспортировки (капельная транспортировка и т.д.). Следовательно, расчеты термодинамического равновесия можно использовать для вычисления концентрации трассера в жидкой и газовой фазах.
Измерив общее количество трассера в трубопроводе, можно внести поправку на количество трассера в фазах, не подлежащих измерению с помощью выбранного трассерного компонента. Обычно количество углеводородного трассера в водной фазе и количество водного трассера в углеводородной фазе очень мало, и необходима только поправка на количество трассеров в газовой фазе. Применяя упомянутые выше термодинамические расчеты можно рассчитать процентное содержание трассера в газовой фазе, чтобы получить количество трассера в жидкой фазе.
Зная количество трассера в жидкой фазе, можно прямо рассчитать общий объем жидкости, если известно, что концентрация трассера в жидкости постоянна вдоль линии. Концентрацию трассера в жидкой фазе вдоль трубопровода можно рассчитать исходя из оцененного распределения давления и температуры вдоль линии, состава общего потока и потока трассера, используя термодинамический флэш-расчет (например, используя компьютерную программу РУТ-81ш).
В общем, концентрация трассера в жидкой фазе изменяется вдоль линии. Это означает, что измерение зависит не только от общего количества жидкости в трубопроводе, но также и от распределения жидкости вдоль трубопровода. Чтобы свести к минимуму влияние распределения жидкости, очень важно выбрать трассер с термодинамическими свойствами, которые делали бы концентрацию трассера вдоль линии как можно ближе к постоянной.
Измерение фазовых объемов с помощью трассера требует, чтобы на входе многофазной линии имелась точка введения трассера, и чтобы имелись одна или более точка отбора проб после точки введения, предпочтительно, по меньшей мере, возле выходного отверстия линии, где можно измерить концентрацию трассеров. В случае подводных систем трассер можно вводить через одну из линий ввода химикатов. Измерения можно производить без вмешательства в производство. По сравнению с нормальным производством в приемочные устройства не будут вводить дополнительную жидкость в связи с трассерным измерением. Вводя несколько трассерных составляющих можно измерить объемы всех фаз в линии.
Трассерное измерение объема фаз характеризуется введением одного или более трассеров в трубопровод, предпочтительно на входе, и измерением концентрации трассера(ов) в зависимости от времени в точке введения и в одной или более точках измерения ниже по потоку от точки введения, и измерением среднего времени (времен) пребывания, потраченного на транспортировку веденного трассера в упомянутые одну или более точки измерений, причем фазовый(е) объем(ы) жидкости рассчитывают исходя из количества введенных трассеров и измеренной концентрации трассера и среднего времени пребывания.
Трассеры, включающие один или более трассеров, распределяющихся между фазами текучей среды, выбирают, чтобы имитировать транспортировку фаз, подлежащих измерению, и вводят в трубопровод, причем поток предпочтительно поддерживают постоянным во время измерения, а выбор трассера(ов) делают так, чтобы концентрация трассера(ов) в жидкости изменялась как можно меньше.
Способ трассерного измерения объема можно регулярно применять для измерений фазовых объемов в многофазных линиях также и тогда, когда система не предназначена для регулярной чистки скребком. Также, этот способ дает фазовые объемы для всех фаз, транспортируемых по линиям. Измерения не мешают нормальному производству и поэтому могут осуществляться без ущерба для правильности производственной системы.
Способ был испытан на трубопроводе газового конденсата в Северном море. Фазовые объемы фаз конденсата и воды/обогащенного метаном газа измеряли по отдельности с использованием трассерных измерений.
Как объяснено выше, поскольку жидкость конденсируется из газа вдоль трубопровода, очень важно выбрать трассеры с оптимальными термодинамическими свойствами, чтобы сделать максимальной точность измерений. То, что мы измеряем, это по отдельности среднее время пребывания трассеров конденсата и фазы вода/обогащенный метаном газ. Исходя из среднего времени пребывания и зная скорость введения трассера, мы можем легко рассчитать общее количество трассера в трубопроводе при равнове
- 3 012854 сии. Исходя из общего количества трассера и концентраций трассера в жидкой и газовой фазах, рассчитывают общий объем жидкой фазы.
Трассеры следует выбирать так, чтобы удовлетворить двум критериям.
Доля трассера в газе не должна быть слишком большой, поскольку следует внести поправку на эту долю, когда оценивают объем жидкой фазы.
Концентрация трассера в жидкой фазе вдоль трубопровода должна быть как можно ближе к постоянной.
Для этих испытаний было решено использовать радиоактивные трассеры, тритийзамещенный алкан для конденсатной фазы и, либо тритийзамещенную воду, либо обогащенный метаном газ для водной фазы. Чтобы выбрать наилучшие трассеры, распределение давления и температуры вдоль трубопровода для условий измерения было рассчитано с помощью модели многофазного трубопровода ОйСА. Исходя из распределения давление/температура и состава общего потока (включая возможные трассеры), фазовые потоки и концентрацию возможных трассеров в газовой и жидкой фазах рассчитывают с помощью программы РУТ-81Ш.
Относительная концентрация октана вдоль трубопровода была близка к постоянной, за исключением небольшой части трубопровода вблизи входа. Это приемлемое изменение. Поэтому тритийзамещенный октан был выбран в качестве конденсатного трассера. Для водной фазы аналогичные расчеты показали, что и тритийзамещенная вода, и обогащенный метаном газ являются хорошими трассерами. Тритийзамещенная вода была выбрана из-за цены и доступности.
Транспортная линия проходит между двумя палубными приспособлениями. Поэтому трассеры можно было вводить прямо на входе трубопровода, используя небольшие насосы высокого давления. Трассерные растворы (смесь изопропанола, тритийзамещенной воды и тритийзамещенного октана, и йодобензол) вводили со скоростью 0,5 мл/мин. С начала эксперимента конденсатный трассер вводили с постоянной скоростью в течение 21 ч, в то время как трассер вода/обогащенный метаном газ вводили в течение 72 ч.
Образцы жидкости из выходного отверстия трубопровода отбирали из точки пробоотбора через регулярные интервалы. Образцы отбирали при условиях выходного отверстия трубопровода, т.е. приблизительно 10 МПа (100 бар) и 7°С, но их немедленно приводили к атмосферному давлению в ходе пробоотбора. До проведения анализа на расстоянии от берега образцы нагревали до комнатной температуры, приблизительно 20°С. Затем фазы разделяли, фильтровали и смешивали со сцинтилляционной текучей средой, перед тем как анализировать их на сцинтилляционном счетчике. На фиг. 2 внизу данные измерения для конденсатного трассера с высокой производительностью приведены в зависимости от времени. Мы видим, что конденсатный трассер движется сквозь трубопровод почти фронтально. Используя эти данные и программу МАТЬАВ определили, что среднее время пребывания для конденсатного трассера составило 19,6 ч.
Оценка фазовых объемов
Как отмечено выше, основанием для оценки служит среднее время пребывания Т. Сохранение массы для каждого трассера выражают как:
где α! и α„ - задержки жидкости и газа в зависимости от позиции х, с1 и с„ - концентрации трассера в жидкости и в газе, соответственно (моль/м3), А - площадь поперечного сечения трубы (м2),
10 представляет собой постоянную скорость введения потока трассера на входе трубопровода (моль/с),
1Ь (1) - скорость трассерного потока на выходе трубопровода (моль/с) и
Т - среднее время пребывания трассера в трубопроводе, рассчитанное из второго интеграла в уравнении 1, й - длина трубопровода.
Пусть
У1Ь: объем потока жидкости при условиях выходного отверстия (м3/с);
У1 = и1 α1 А: объем потока жидкости (в позиции х);
У„ = υ„ α„ А: объем потока газа (в позиции х);
11 = с1 и1 α1 А: трассерный поток в жидкости (в позиции х);
1„ = с„ и„ α„ А: трассерный поток в газе (в позиции х), где и' это фазовые скорости в м/с. Тогда мы видим, что с1= 11/У1 и с„ = 18/У8.
Пусть = 11/10, У1 = У1/У1Ь, 1ё = 1д/10 и У. = У8/У1Ь.
Полагая α д = 1 - α1 и вставляя вышеуказанные соотношения, мы можем написать уравнение (1) как
- 4 012854
Ιο - это данное количество. В расчетах РУТ (расчеты давления, объема и температуры) мы представляем трассер как небольшую молярную долю н-С8 (нормальный октан), обозначенную ξίοί.
Затем пусть
Μι - молярная доля жидкости;
Мд - молярная доля газа;
ξι - молярная доля н-С8 в жидкости;
ξ8 - молярная доля н-С8 в газе.
Эти количества можно определить с помощью РУТ-расчета для различных позиций вдоль трубопровода. Затем мы можем написать
Ιι = Μι ξι/ξίοί ΐ8 = Μ§ ξ§/ξΐοΐ ( 11 + ΐ8 = 1,0).
Пусть μ1 - удельный объем жидкости [см3/моль] и 8 - общая молярная скорость потока [моль/с].
Тогда мы можем написать
У1 = μ1 М1 8 и У1Ь = μΐΣ М1Ь так что у1 = μι Μ1 / μίΣ Μι ;
Уё = Μο/μι ΜιΣ.
Эти количества также можно определить с помощью РУТ-расчетов вдоль трубопровода. Чтобы оценить первый интеграл в уравнении (2) теперь необходима только задержка жидкости α1 (как функция х). Мы полагаем, что задержка жидкости это неизвестный множитель А, умножаемый на распределение задержки, известное из ОБОА. В уравнении (2) предполагают, что скорость потока жидкости у выходного отверстия У1Ь известна (измерена), а время транспортировки Т может быть рассчитано из концентрации трассера у выходного отверстия. Тогда мы имеем следующее уравнение для λ:
Объем собранной жидкости тогда задается уравнением £ .
О где α1 ООА - берется из соответствующего ОЬОА-моделирования.
Выбирают 10 точек, распределенных вдоль трубопровода, и проводят флэш-расчет входящего состава в этих 10 точках давления/температуры, используя РУТ-81Ш. Эти РУТ данные собирают в рабочем листе Ехсе1, где рассчитывают таблица необходимых величин для оценки интеграла в уравнении (3). Задержка а(х) в уравнении взята из ОБОА-моделирования. Программа Уа11аЬ написана для того, чтобы оценить интеграл исходя из данных в рабочем листе Ехсе1. Профиль задержки из ΟΙΤ'ιΑ имеет некоторую величину для каждого рассчитываемого участка трубопровода, а соответствующие величины в подынтегральной функции находят путем интерполяции с помощью сплайн-функции из 10-точечной таблицы.
На основе процедуры расчета и среднего времени пребывания был рассчитан объем фазы конденсата, равный 1115 м3, что достаточно хорошо соответствует прогнозам, сделанным ΟΙΤ'ιΑ.

Claims (9)

1. Способ измерения общих объемов газовой и жидких фаз в многофазном потоке в трубопроводах, включающем газовую фазу, углеводородную жидкую фазу, и/или водную фазу, и/или транспортируемые твердые фазы, отличающийся тем, что в трубопровод вводят один или более трассеров, распределяющихся между фазами текучей среды, предпочтительно на его входе, измеряют концентрацию трассера(ов) в зависимости от времени в точке введения и в одной или более точках измерений ниже по потоку от точки введения и измеряют среднее время (времена) пребывания, требующееся для транспортировки введенного трассера(ов) от точки его введения до указанной одной или более точек измерения, причем объем(ы) жидкой фазы рассчитывают, исходя из количества введенных трассеров и измеренных концентраций трассеров и среднего времени пребывания.
2. Способ по п.1, где поток предпочтительно поддерживают постоянным во время измерений и выбирают такой(ие) трассер(ы), концентрация(ии) которого(ых) в жидкости минимально изменяется вдоль
- 5 012854 трубопровода.
3. Способ по п.1 или 2, где общие объемы газовой и жидких фаз измеряют, используя трассеры для имитации транспортировки фаз, подлежащих измерению, причем трассеры транспортируют по линии с учетом влияния конденсации, капельной транспортировки в других фазах, обратного потока, волновой транспортировки.
4. Способ по любому из пп.1-3, где трассеры относятся к типу, подходящему для поступления в газовую фазу и последующей конденсации в жидкой или в твердой фазе ниже по потоку от точки введения.
5. Способ по любому из пп.1-4, где трассер вводят с регулируемой скоростью, концентрации трассеров измеряют в упомянутой точке измерения, предпочтительно, по меньшей мере, у выходного отверстия трубопровода и фазовые объемы рассчитывают на основании количества введенных трассеров, измеренной концентрации трассера в каждой фазе и среднего времени пребывания трассера в трубе.
6. Способ по любому из пп.1-5, где равновесную концентрацию(ии) трассера(ов) в потоке в трубопроводе измеряют при заданных скоростях потока трассера.
7. Способ по п.6, где трассер вводят с постоянным расходом на входе, измеряют концентрации трассера в различных фазах у выходного отверстия в зависимости от времени до достижения состояния равновесия, причем разница между потоком трассера в трубопровод и из трубопровода представляет собой равновесное количество трассера в трубопроводе.
8. Способ по п.6, где равновесное количество трассера в трубопроводе измеряют путем импульсного введения трассера на входе и измерения отклика у выходного отверстия трубопровода.
9. Способ по любому из пп.1-8, где измерения используют для отладки моделей многофазного потока в оперативном режиме и инженерных программ моделирования.
EA200701115A 2004-12-23 2005-11-04 Способ измерения общих объемов газовой и жидких сред в многофазном потоке EA012854B1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NO20045642A NO322175B1 (no) 2004-12-23 2004-12-23 Sporstoffmalinger i fasevolumer i flerfaserorledninger
PCT/NO2005/000421 WO2006068488A1 (en) 2004-12-23 2005-11-04 Tracer measurement in multiphase pipelines

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA200701115A1 EA200701115A1 (ru) 2008-02-28
EA012854B1 true EA012854B1 (ru) 2009-12-30

Family

ID=35238044

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA200701115A EA012854B1 (ru) 2004-12-23 2005-11-04 Способ измерения общих объемов газовой и жидких сред в многофазном потоке

Country Status (6)

Country Link
US (1) US7469597B2 (ru)
EP (1) EP1828727B1 (ru)
BR (1) BRPI0519189B1 (ru)
EA (1) EA012854B1 (ru)
NO (1) NO322175B1 (ru)
WO (1) WO2006068488A1 (ru)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NO330714B1 (no) * 2009-11-23 2011-06-20 Polytec Bestemmelse av flerfasesammensetning
US9046399B2 (en) 2010-06-15 2015-06-02 Expro Meters, Inc. Minimally intrusive monitoring of a multiphase process flow using a tracer and a spatially arranged array of at least two sensors on a flow pipe
MX2014004899A (es) * 2011-10-28 2014-08-01 Resman As Metodo y dispositivo para usar disparos trazadores para estimar volumenes de afluencia de fluidos de diferentes zonas de afluencia para un flujo de produccion en un pozo.
FR3008794B1 (fr) * 2013-07-19 2016-12-02 Electricite De France Dispositif de detection en continu d'eau liquide dans un conduit, circuit comprenant un conduit muni d'un tel dispositif et procede pour la detection en continu d'eau liquide dans le conduit
RU2569143C1 (ru) * 2014-02-13 2015-11-20 Общество с ограниченной ответственностью "ВОРМХОЛС" Способ определения дебитов воды, нефти, газа с использованием расходомерного устройства
US10337317B2 (en) * 2014-09-18 2019-07-02 Institutt For Energiteknikk Wax tracers
GB2574738B (en) * 2017-02-03 2021-09-29 Resman As Targeted tracer injection with online sensor
US11384636B2 (en) 2018-10-18 2022-07-12 Reservoir Metrics Ip Holdings, Llc Method to determine tracer response from non-ideal chemical tracers

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3727048A (en) * 1971-05-10 1973-04-10 R Haas Chemical tracer method of and structure for determination of instantaneous and total fluid flow mass and volume
US5880375A (en) * 1997-09-11 1999-03-09 Bielski; Roman Apparatus and method for measuring multi-phase flow
WO2001081873A1 (en) * 2000-04-27 2001-11-01 Lattice Intellectual Property Ltd Method and apparatus to measure flow rate
GB2362220A (en) * 2000-05-12 2001-11-14 Roke Manor Research Fluid flow rate measurement with tracer

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4153418A (en) * 1971-05-10 1979-05-08 Haas Rudy M Chemical tracer method of and structure for determination of instantaneous and total mass and volume fluid flow
US4167870A (en) * 1973-09-07 1979-09-18 Haas Rudy M Chemical tracer method of and structure for determination of instantaneous and total mass and volume fluid flow
GB8411825D0 (en) * 1984-05-09 1984-06-13 Ici Plc Flow rate measurement
GB2232241B (en) * 1989-05-27 1993-06-02 Schlumberger Ltd Method for determining dynamic flow characteristics of multiphase flows
US5182939A (en) * 1991-04-01 1993-02-02 Texaco Inc. Method for determination of average downhole steam quality by measuring the slip ratio between the vapor and liquid phases of steam
GB9309720D0 (en) * 1993-05-12 1993-06-23 British Nuclear Fuels Plc Measuring fluid flow rate
US5594179A (en) * 1995-11-06 1997-01-14 Marsh-Mcbirney, Inc. Tracer type flowmeter and method using two or more injected trace materials
WO2004040256A2 (en) * 2002-07-10 2004-05-13 Vista Engineering Technologies L.L.C. Method to detect and characterize contaminants in pipes and ducts with interactive tracers
US7207228B2 (en) * 2003-08-11 2007-04-24 The Regents Of The University Of California Tracer airflow measurement system (TRAMS)

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3727048A (en) * 1971-05-10 1973-04-10 R Haas Chemical tracer method of and structure for determination of instantaneous and total fluid flow mass and volume
US5880375A (en) * 1997-09-11 1999-03-09 Bielski; Roman Apparatus and method for measuring multi-phase flow
WO2001081873A1 (en) * 2000-04-27 2001-11-01 Lattice Intellectual Property Ltd Method and apparatus to measure flow rate
GB2362220A (en) * 2000-05-12 2001-11-14 Roke Manor Research Fluid flow rate measurement with tracer

Also Published As

Publication number Publication date
US20080092666A1 (en) 2008-04-24
BRPI0519189A2 (pt) 2008-12-30
EP1828727A1 (en) 2007-09-05
US7469597B2 (en) 2008-12-30
BRPI0519189B1 (pt) 2017-05-16
EP1828727B1 (en) 2015-09-23
EA200701115A1 (ru) 2008-02-28
NO322175B1 (no) 2006-08-21
WO2006068488A1 (en) 2006-06-29
EP1828727A4 (en) 2011-12-21
NO20045642D0 (no) 2004-12-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EA012854B1 (ru) Способ измерения общих объемов газовой и жидких сред в многофазном потоке
US8606531B2 (en) System and method for spot check analysis or spot sampling of a multiphase mixture flowing in a pipeline
US5597961A (en) Two and three phase flow metering with a water cut monitor and an orifice plate
CA2613367C (en) Method and apparatus for measuring the density of one component in a multi-component flow
US5576974A (en) Method and apparatus for determining watercut fraction and gas fraction in three phase mixtures of oil, water and gas
US9207227B2 (en) Composition of multiphase flow
CA2864449A1 (en) Hydrocarbon modelling
Hamilton Sources of uncertainty in Canadian low flow hydrometric data
RU2454635C1 (ru) Способ измерения массового и объемного расхода нефти, воды и попутного нефтяного газа в продукции добывающих нефтяных скважин с двухфазным сепаратором
GB2128756A (en) Flow measurement of multi- phase fluids
Steven Wet gas metering
Sira et al. Liquid accumulation in gas condensate pipelines measured by use of tracer techniques
RU2375696C2 (ru) Способ и устройство для определения плотности одного компонента в многокомпонентном потоке текучей среды
Aimikhe et al. Experimental determination of water content of sweet natural gas with methane component below 70%
Orlando et al. Water content of water-oil mixtures by the speed of sound measurement
Williams Getting reliable on-site H2S and CO2 concentrations for anti-corrosion measures in gas wells
Jamieson et al. High Accuracy Wet Gas Metering
Albrechtsen et al. Full-scale multiphase flow tests in the Troll pipelines
Torkildsen et al. Practical considerations related to multiphase metering of a well stream
Falcone et al. The challenges of multiphase flow metering: today and beyond
Potten et al. Real-Time Composition Measurement for Fiscal, Allocation and Process Optimization
Shimada et al. Uncertainty analysis of primary standard for hydrocarbon flow at NMIJ
Graham et al. Issues and Challenges with Wet-Gas Sampling
Ali et al. Multiphase Flow Measurement Using Tracer Technology at Dulang Oil Field, Malaysia
CN113970505A (zh) 一种评价缓蚀剂扩散行为的装置及方法

Legal Events

Date Code Title Description
RH4A Grant of a duplicate of a eurasian patent
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): AM BY KG MD TJ

TC4A Change in name of a patent proprietor in a eurasian patent
MM4A Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s)

Designated state(s): TM

PC4A Registration of transfer of a eurasian patent by assignment