NO20131032A1 - Flerfasemåler for å fremskaffe data for produksjonsstyring - Google Patents

Abstract

En fremgangsmåte og apparat for å bestemme et volum til en fase av et flerfasefluid som strømmer i et produksjonsrør er fremskaffet. Et magnetisk felt er overført på fluidet for å innrette kjerner til flerfasefluidet langs en retning av det magnetiske felt. Et radiofrekvenssignal er utsendt inn i flerfasefluidet for å eksitere kjernene, og et signal er detektert fra kjernene som reagerer på et utsendt radiofrekvenssignal. En amplitude til det detekterte signal er bestemt og volumet til fasen som strømmer i produksjonsrøret er bestemt ved å benytte den bestemte amplitude og en amplitude til et kalibreringssignal.

Description

KRYSSREFERANSE TIL RELATERTE SØKNADER

Denne søknad krever fordelen av US søknad nr. 13/028553, innlevert

16. februar 2011, som herved er innlemmet med referanse i sin helhet.

BAKGRUNN FOR OPPFINNELSEN

1. Område for oppfinnelsen

[0001]Den foreliggende oppfinnelse angår generelt et måleapparat og fremgangsmåter for å beregne fluidkarakteristikker.

2. Beskrivelse av relatert teknikk

[0002]I olje- og gassindustrien har det i økende grad blitt viktig i de senere å oppnå målinger av strømningsmengden og faseforholdet av flerfasefluider slik som de som produsert ved boreoperasjoner og sammensetningene av brønnfluidet.

[0003]For å måle strømningsmengden og forholdsegenskapene til slike flerfasefluider tilstrekkelig nøyaktig for å tilfredsstille operatørens krav er det i dag kjent å benytte teknikker slik som kjernemagnetiske målinger (NMR) og elektronisk spinnresonans (ESR) analyser. Imidlertid krever nåværende tilgjengelige systemer for måling av slike egenskaper som benytter disse teknikker et antall av separate komponenter som anvender en mengde av operasjonelle og analytiske teknikker og innbefatter ofte et antall av atskilte anordninger hver tilpasset for å måle en spesiell egenskap av fluidstrømningen. For eksempel kan en anordning for å detektere fraksjonen av én fase være tilført sammen med en anordning for å detektere fraksjonen av en annen fase og en annen anordning for å måle den totale strømningsmengde. Slike teknikker er også generelt ikke benyttet for sammensatte analyser av hydrokarboner i brønnfluider.

SAMMENFATNING AV OPPFINNELSEN

[0004]I ett aspekt tilveiebringer den foreliggende oppfinnelse en fremgangsmåte for å bestemme et volum av en fase av et flerfasefluid som strømmer i et rør, innbefattende: overføring av et magnetisk felt på feltet for å innrette kjerner av flerfasefluidet langs en retning av det magnetiske felt; overføring av et radiofrekvenssignal inn i flerfasefluidet for å eksitere kjernene; detektering av et signal fra kjernene som reagerer på det overførte radiofrekvenssignal; bestemmelse av en amplitude av det detekterte signal; og å bestemme volumet av fasen som strømmer i røret ved å benytte den bestemte amplitude og en amplitude for et kalibreringssignal.

[0005]I et annet aspekt tilveiebringer den foreliggende oppfinnelse et apparat for å bestemme et volum til en fase av et flerfasefluid som strømmer i et rør, apparatet innbefatter en kilde utformet for å overføre et primært magnetisk felt på fluidet for å innrette kjerner av flerfasefluidet langs en retning av det primære magnetiske felt; en kilde utformet for å overføre et radiofrekvenssignal inn i flerfasefluidet for å eksitere kjernene; en detektor for å detektere et signal fra kjernene som reagerer på det overførte radiofrekvenssignal; og en prosessor konfigurert for å bestemme en amplitude av det detekterte signal og volumet av fasen som strømmer i røret ved å benytte den bestemte amplitude til de detekterte signaler og en amplitude av kalibreringssignal.

[0006]I enda et annet aspekt tilveiebringer den foreliggende oppfinnelse en fremgangsmåte for bestemme stabilitet av en emulsjon som strømmer i en produksjonsstreng, fremgangsmåten innbefatter overføring av et primært magnetisk felt på emulsjonen for å innrette kjerner til emulsjonen langs en retning av det primære magnetiske felt; overføring av et radiofrekvenssignal inn i emulsjonen som strømmer i produksjonsstrengen; detektering av et signal fra kjernene til emulsjonen som reagerer på det overførte radiofrekvenssignal; å bestemme en amplitude av det detekterte signal; å bestemme en vannavstengning av emulsjonen ved å benytte den oppnådde amplitude; å bestemme en avspenningshastighet for et signal oppnådd fra kjerner i emulsjonen overført i samsvar med det overførte radiofrekvenssignal; å oppnå en viskositet av emulsjonen fra den bestemte avspenningstid; og å bestemme stabiliteten av emulsjonen fra den bestemte emulsjonsviskositet og vannavstengningen av emulsjonen.

[0007]Eksempler på de viktige trekk i fremgangsmåten og apparatet for å analysere sammensetningen av et hydrokarbon har blitt oppsummert i heller bred grad for at den detaljerte beskrivelse av denne som følger bedre kan forstås og for at bidragene de representerer innen fagområdet skal forstås. Det er selvfølgelig ytterligere egenskaper i fremgangsmåten og apparatet som er beskrevet heretter og som vil danne gjenstanden for ethvert krav som kan lages i overensstemmelse med denne oppfinnelse.

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE

[0008]For detaljert forståelse av apparatet og fremgangsmåtene for sammensetningsanalyse av hydrokarboner i et brønnfluid, skal referanse gjøres til den følgende detaljerte beskrivelse, sett i forbindelse med den vedføyde tegning, i hvilken like elementer generelt er angitt ved like numre, og i hvilken: Figur 1 er et tverrgående sideriss av en utførelse av apparatet i henhold til den foreliggende oppfinnelse; Figur 1a er et tverrgående sideriss av apparatet i fig. 1 som viser magnetiske gradientspoler som fungerer i retningen av z-aksen med hensyn til referanse-akser indikert i fig. 1; Figur 2 er et tverrgående sideriss av apparatet i fig. 1 som viser magnetiske gradientspoler som virker i retningen av y-aksen med hensyn til referanseaksen indikert på fig. 1; Figur 3 er et tverrsnittsriss av apparatet i fig. 1 som viser komponentene til de magnetiske gradientspoler som virker i liten x-, y- og z-retninger med hensyn til referanseaksene indikert på fig. 1; Figur 4 er et skjematisk riss av komponenten til gradientspolene som virker i z-akse retningen med hensyn til referanseaksene i fig. 1, anordnet rundt kombinerte overførings- og mottaksspoler i henhold til en spesiell utførelse av oppfinnelsen; Figur 5 er et skjematisk riss av gradientspolene som virker i y-akse retningen med hensyn til referanseaksene i fig. 1, anordnet rundt kombinerte overførings- og mottaksspoler i henhold til en utførelse av den foreliggende oppfinnelse; Figur 6 er en illustrasjon av en magnetisk feltorientering for å produsere den homogene magnet benyttet i henhold til den foreliggende oppfinnelse; Figur 7a er et skjematisk kretsdiagram som viser interaksjonen mellom de forskjellige komponenter av mottakskretsen til de kombinerte mottaks- og overføringsspoler; Figur 7b er et skjematisk kretsdiagram som viser interaksjonen mellom de forskjellige komponenter til overføringskretsen av de kombinerte mottaks- og overføringsspoler; Figur 8 er et skjematisk tverrsnittsdiagram av den primære magnetsammen-setning benyttet i henhold til den foreliggende oppfinnelse; Figur 9 er et tverrgående sideriss av en annen utførelse av apparatet i henhold til den foreliggende oppfinnelse uten gradient og overføringsspolene som vist; Figur 10 er et skjematisk perspektivriss av magnetkonfigurasjonen benyttet i apparatet i fig. 9; Figur 11 er et tverrgående sideriss av apparatet i fig. 9 som viser gradient og overføringsspolene; Figur 12 er et skjematisk riss av komponenten til gradientspolene i fig. 10 som virker i z-akse retningen; Figur 13 er et skjematisk riss av komponenten til gradientspolene i fig. 10 som viser i x- og y-akse retningene; Figur 14 er et funksjonsdiagram av en krets for å utføre sammensetningsanalyse av hydrokarboner i henhold til én utførelse av oppfinnelsen; Figur 15 er et en visuell fremstilling av forholdet mellom visse typer av en hydrokarbon og frekvensskiftet (også referert til som kjemisk skift) mellom et over-ført radiofrekvenssignal på et fluid og et detektert radiofrekvenssignal fra fluidet; Figur 16 er et frekvensskiftspektrum av visse typer av et hydrokarbon; Figur 17 viser en eksemplifiserende nukleær magnetisk resonans (NMR) strømningsmåleanordning for å beregne et volum av en fluidfase som benytter de eksemplifiserende fremgangsmåter til den foreliggende oppfinnelse; og Figur 18 viser et eksemplifiserende forhold mellom emulsjonsviskositet og vannavstengning eller volumfraksjon av vann i emulsjonen.

DETALJERT BESKRIVELSE AV OPPFINNELSEN

[0009]Med referanse til fig. 1 omfatter apparatet i henhold til den første utførelse av den foreliggende oppfinnelse et ytre hus 12 som omgir en seksjon av et fluidstrømningsrør 14, slik som et produksjonsrør, ved å låse dertil via en passende låsemekanisme. På innsiden av huset 12 er det lokalisert en primær permanent magnet 16 i en ytterste fordypning 18 og et sekundært elektromagnethus 20 lokalisert i en innerste fordypning 22. Elektromagnethuset 20 har en elektromagnet 21 lokalisert innen seg hvilken omfatter elektromagnetspoler Gx, Gy og (som vist i fig. 1a) Gz. Kombinerte overførings- og mottaksspoler 24 er også anordnet innen den indre diameter av det elektromagnetiske hus 20.

[0010]Ytre hus 12 tilveiebringer magnetisk skjerming som vesentlig minimerer lekkasje av magnetisk felt på utsiden av apparatet 10, og sørger for sikker hånd-tering av verktøyet. Dette forbedrer også signaloverføringen og mottaksytelsen til spolene 24 ved å minimere interferens fra omgivende radiosignaler slik som FM-radiosignaler. Hus 12, i den foreliggende oppfinnelse, omfatter lavpermeabilitets jern (typisk nr < 1,00) som fremskaffer det ytre hovedlegemet til apparatet. Materialet er typisk rundt 10 mm tykt rundt midtpartiet av apparatet 10 og tykkere mot endene av apparatet 10, typisk opptil en tykkelse på rundt 60 mm. Den faglærte leser vil se at forskjellige tykkelser og materiale kan benyttes i huset 12 for å tilpasse seg den spesielle anvendelse.

[0011]Med referanse spesielt til fig. 6 og 8, omfatter den primære permanente magnet 16 et antall av konsentriske anordnede magnetiske celler 26 som er stablet sammen. Hver magnetisk celle 26 omfatter et antall av ytre segmenter 28 (fig. 8) anordnet tilstøtende et antall av indre segmenter 30 slik at et periferisk bånd av indre segmenter 30 er anordnet innen et periferisk bånd av ytre segmenter 28. Flate plater 32 er posisjonert mellom det periferiske bånd av ytre segmenter 28 og det periferiske bånd av indre segmenter 30 slik at et periferisk bånd av plater 32 er lokalisert mellom de ytre segmenter 28 og de indre segmenter 30. Platene 32 er typisk formet av et jernbasert materiale med en permeabilitet større enn 1000.

[0012]Åpning 34 er anordnet i senteret av hver celle 26 for å tillate strømningen av fluid derigjennom som vil beskrives i det etterfølgende. Når cellene 28 er stablet sammen danner de en gjennomgående boring 36 (som vist i fig. 6) langs lengden av magneten 16. Jernplaten 32 sikrer at det resulterende magnetiske felt produsert av indre segmenter 30 og ytre segmenter 28 er fokusert mot senteret av åpningen 34 til hver celle og således langs den gjennomgående boring 36 til apparatet 10.

[0013]Den faglærte leser vil forstå at betegnelsen permanent magnet i denne sammenheng betyr en magnet som sørger for et konstant magnetisk felt uten å kreve for eksempel en elektrisk strømning for å skape det magnetiske felt. I en alternativ utførelse kan den permanente magnet være en elektromagnet som tilveiebringer et kontinuerlig og vesentlig homogent magnetisk felt.

[0014]Retningen av de magnetiske feltvektorer (indikert ved MF i fig. 6) til hvert ytre 28 og indre 30 segment er nøyaktig anordnet under fremstilling for å skape et resulterende magnetisk felt for magneten 16 som er så nær til å være homogen som mulig ut gjennom den gjennomgående boring av magneten 16. Dette sikrer at det magnetiske felt tilstede innen en gjennomgående boring 36 til magneten 16 forblir sammenhengende innen den gjennomgående boring 36 uavhengig av lokaliseringen innen den gjennomgående boring 36 som det magnetiske felt erfarer. Typisk er den nødvendige homogenitet i området på rundt 1,0 ppm. Dette sikrer så nøyaktige målinger som mulig ved å benytte apparatet 10 i forbindelse med NMR-teknikker som vil beskrives i det etterfølgende.

[0015]Det sekundære elektromagnethus 20 er anordnet med en kombinert over-føring og mottaksspole 24 som er i stand til å både overføre en radiofrekvenspuls og detektere radiofrekvensen sendt ut av kjerner overført ved en slik radiofrekvenspuls. I utførelsen vist i figurene, omfatter spolen 24 et par av sirkulære sløyfer 24a ved toppen og bunnen av spolen 24 forbundet ved periferisk atskilte forbindel-sesspoler 24b for å danne en "fuglebur"-konfigurasjon. Dette tilveiebringer apparatet 10 med evnen til både å overføre en radiofrekvenspuls jevnt gjennom den gjennomgående boring 36 og fullstendig detekterer radiofrekvenssignaler utstrålt ved kjerner ved enhver lokalisering innen den gjennomgående boring 36 til apparatet 10. Istedenfor en "fuglebur"-konfigurasjon kan spolene alternativt være anordnet for å tilveiebringe en "salspole"-konfigurasjon avhengig av anvendelsen.

[0016]Med referanse til fig. 7a, omfatter mottakerkretsen 40 til de kombinerte overførings- og mottaksspoler 24 en referansesignal-inngangsgenerator 42 og en 90° faseskifter 44 forbundet til et standard forsterkning og filtreringssystem 46 for å tilveiebringe et sann og imaginært utgangssignal som et resultat av signalet mottatt fra spolen 24. Med referanse til fig. 7b, omfatter sendekretsen 48 til de kombinerte sende- og mottaksspoler 24 en signalgenerator-inngangsmodul 50 og en oscillator 52 som er forbundet til en forsterker 54 og en pulsprogrammerer 56 for å overføre den nødvendige radiofrekvens gjennom spole 24. Selv om illustrert separat i fig. 7a og 7b, skal det forstås at disse kretser kan kombineres eller integreres for å tilveiebringe den ønskede overføring (sende) og mottaksegenskap til kombinerte sende- og mottaksspoler 24.

[0017]Det sekundære elektromagnethus 20 tilveiebringer den magnetiske gradient ved å benytte spoler Gx, Gy og Gz som selektivt (avhengig av om elektromagneten er på eller av) tilveiebringer et gradert magnetisk felt innen den gjennomgående boring 36 til apparatet i x-, y- og z-retninger henholdsvis indikert ved referanseaksene R i fig. 1. Dette arrangement sørger for det graderte magnetiske felt påkrevet av strømningsmengde-beregningsprosessen beskrevet i det etterfølgende.

[0018]Profilen til både den primære permanente magnet 16 og den sekundære elektromagnet 20 er anordnet i den foreliggende utførelse, slik at de kan anordnes innen den ytterste fordypning 18 og den innerste fordypning 22 henholdsvis for å opprettholde en sammenhengende diameter av den gjennomgående boring 36 gjennom apparatet 10 slik at fordeling av fluider som strømmer fra røret 14 gjennom apparatet 10 er minimert.

[0019]En andre utførelse av den foreliggende oppfinnelse som har et antall av konfigurasjoner vil nå beskrives. Mange komponenter til den andre utførelse er de samme som de som beskrevet i forbindelse med den første utførelse. Slike komponenter vil ikke beskrives noe ytterligere. I tillegg svarer et antall av komponenter i den andre utførelse med lignende komponenter som tidligere beskrevet i forhold til den første utførelse, og hvor dette gjelder, vil like referanser benyttes.

[0020]Med referanse til fig. 9 til 13 omfatter apparatet 100 i henhold til den andre utførelse av den foreliggende oppfinnelse et ytre hus 120 som omgir en primær magnet 160. Primær magnet 160 har en indre ring 160A og en ytre ring 160B. En sekundær elektromagnet er anordnet i hus 215 som omtales i det følgende. Sende/mottaksspolehus 205 er anordnet på den indre boring av apparatet 100. Huset 205 kan være laget av et materiale slik som poly-eter-eter-keton (PEEK) eller en nikkellegering slik som Inconel®. Den nødvendige trykk-klasse som benytter (PEEK) er generelt oppnådd ved å benytte et hus 205 med en meget tykk vegg (i området av 20 mm). En slik vegg degraderer generelt den magnetiske feltstyrke ved senteret av strømningsbanen siden magnetstyrken avtar med radial distanse fra magneten. Tykkelsen som er nødvendig ved anvendelse av Inconel.RTM. er mye mindre (i området av 7 mm). I tillegg har bruken av Inconel®

(som har permeabilitet sammenhengbar med fritt rom (u.r«1)), konsentrerer det magnetiske felt til strømningsbanen, og derved øker den magnetiske styrkehomogenitet.

[0021]Huset 205 i den foreliggende utførelse er anordnet med forsenkede spor (ikke vist) som er maskineri på den ytre overflate av huset 206 under fremstilling. Ytterligere former kan også maskineres på den ytre overflate for å legge til rette for komponenter slik som overførings- og mottaksspolekondensatorer benyttet i overførings- og mottakskretsen. Elektrisk isolasjon (ikke vist) slik som klebeisolasjon er også fremskaffet mellom overførings/mottaksspolen og huset 205.

[0022]I ytterligere kontrast, med den første utførelse, har apparatet 100 gradientspoler Gx, Gy, Gz montert i rør 215 mellom de primære magnetpartier 160A og 160B. Dette separerer magnetene 160A og 160B fra hverandre som øker den kombinerte effekt av magnetene for å produsere et høystyrke homogenmagnetisk felt i strømningsbanen. Røret 215 tilveiebringer også mekanisk støtte for å holde primærmagneten og for å tilveiebringe støtte mot trykket utøvet fra strømningen. I den foreliggende utførelse er rør 215 laget fra høypermeabilitets jern og er dode-kagonal (tolvkantet) i form (som vist i fig. 10). Et par av aksiale endedeler 215A er anordnet for å tilveiebringe en magnetisk permeabel bane for det magnetiske felt.

[0023]Som vist i fig. 12 rommer rør 215 den aksiale gradientspole langs strømningsbanen (Gz) på den indre overflate av de ortogonale gradienter (Gx og Gy) på den ytre overflate (se fig. 13). Igjen er disse spoler anordnet i fordypede spor på røret 215 er isolert fra selve røret ved å benytte klebeisolasjon. Gradientspolene er i stand til å i et variabelt magnetisk felt som omtalt i det følgende og dette henseende kan anses som en elektromagnet.

[0024]Røret 215 er anordnet med en indre rørdiameter for å tilveiebringe minimale friksjonstap for fluidet som passerer derigjennom, og en tolvkantet ytre overflate som tillater røret å passe innen ringene til magneter.

[0025]Under bruk opererer hver utførelse av apparatet 10 på en identisk måte ved å benytte nukleær magnetisk resonans (NMR) teknikker for å bestemme volum-fraksjonen av flerfase strømning produsert fra en brønnboring. I tillegg, for å bestemme fraksjonen av hver fase tilstede i strømningen, kan oppfinnelsen også benyttes for å bestemme mengden av fluid som strømmer fra brønnboringen. Utførelsen beskrevet bestemmer fasefraksjonen av fluid som inneholder olje, gass og vannfaser; det vil imidlertid forstås av den faglærte leser at ytterligere og/eller forskjellige faser kan bestemmes ved å benytte apparatet og fremgangsmåten som beskrevet.

[0026]For klarhet vil fasefraksjon-analyseprosessen første beskrives etterfulgt av en beskrivelse av strømningsmåleprosessen; imidlertid kan begge disse prosesser effektivt utføres samtidig ved å konfigurere kontrollsystemet til apparatet 10 for hurtig å veksle mellom fraksjonsanalysetilstand og strømningsmåletilstand. Denne veksling mellom tilstander er typisk utført ved en hastighet på omkring ett sekund for hver tilstand, dvs. kontrollsystemet vil tillate at fraksjonsanalysetilstanden opererer for ett sekund og så tillate at strømningsmåletilstanden opererer for ett sekund før bytting tilbake til fraksjonsanalysetilstanden og så videre etter behov. Den faglærte leser vil forstå at denne tid kan forandres for å tilpasses den spesi-fikke situasjon.

[0027]Fremgangsmåten for å anvende den første utførelse av apparatet vil beskrives i den følgende beskrivelse; den faglærte leser vil imidlertid forstå at enhver utførelse kan benyttes.

[0028]I den viste utførelse er apparatet 10 installert på linje med et fluidstrøm-ningsrør 14. Ettersom produserte fluider strømmer inn i apparatet 10, går de inn i det vesentlig homogene primære magnetiske felt generert ved primærmagnet 16. Atomkjerner med et ikke-null magnetisk moment som er tilstede i fluidene som strømmer gjennom apparatet 10 innretter seg selv med aksen til det primære magnetiske felt. Fluider med ikke-null magnetisk moment innbefatter<1>H,13C,31P og<15>N. I denne utførelse (og i mange NMR-anvendelser generelt) er<1>H den mest vanlige målte av disse siden den er naturlig tilstede i hydrokarboner slik som de som produsert fra brønnboringer. Kjerner i strømning innen den gjennomgående boring 36 til apparatet 10 som innbefatter vann, olje og gass er nå innrettet med retningen til det primære magnetiske felt.

[0029]Et radiofrekvens (RF) pulssignal er nå overført inn i den gjennomgående boring 36 ved å benytte overføringskretsen 48 til de kombinerte overførings- og mottaksspoler 24. Frekvensen til RF-pulsen vil overføres ved en frekvens som er kjent for å fremkalle atomkjerner av en<1>H (typisk i området på mellom 40-45 MHz for et 1 Tesla statisk magnetisk felt slik at det svinger ved sin naturlige resonansfrekvens (detter er kjent som Larmour-frekvensen). Dette sikrer at enhver<1>H-kjerne tilstede i fluidet som strømmer gjennom den gjennogående boring 26 vil svinge med i samsvar med RF-pulssignalet. Frekvensen (v) påkrevd for å resonere kjernen kan bestemmes ved å benytte den følgende ligning:

hvor y er det gyromagnetiske forhold av kjernen og B er det magnetiske felt.

[0030]Idet det svinger med utstråler kjernen et radiosignal ved en frekvens som svarer til dens resonansfrekvens.

[0031]Frekvensen ved hvilken kjernen tilstede i fluidstrømningen resonerer etter å ha blitt fremkalt av RF-pulssignalet er detektert ved mottakerkretsen 40 til de kombinerte sender- og mottakerspoler 24. I en blanding av faser slik som i den foreliggende utførelse, tilveiebringer resonansen beskrevet molekylær informasjon slik som bindingstype og miljøet som omgir kjernen. Fra dette kan forholdet mellom av signalet som mottas fra resonanskjernen til bakgrunnsfrekvensen av RF-pulsen beregnes. Den faglærte leser vil forstå at denne verdi er kjent som kjemisk skifte (eng. chemical shift) og er målt i deler pr. million ("ppm").

[0032]Det kjemiske skifte (8) registrert av apparatet kan nå benyttes for å bestemme forholdet av olje og gass (kombinert) til vann ved å benytte den følgende ligning:

[0033]I dette henseende er separasjonen mellom fasene økt ved å sikre at god magnetisk felthomogenitet er fremskaffet ved den primære permanente magnet 16 for å produsere en avspenningstid-graftopp med en liten båndvidde.

[0034]Imidlertid, som angitt tidligere er det ønskelig å måle forholdet av olje til gass også for å bestemme forholdene av olje, gass og vann i flerfasefluidet, uten å anta tilstedeværelse av andre faser. Generelt er det kjemiske skiftet mellom olje og gasskjerner for liten for å måle nøyaktig ved å benytte den kjemiske skift-metode. Derfor bestemmer den foreliggende oppfinnelse forholdet av olje til gass ved å sammenligne Ti-avspenningstidene (beskrevet i det etterfølgende) av hvert hydrokarbon. Dette er mulig siden Ti-avspenningstidene til gassholdige hydrokarboner er lengre sammenlignet med Ti-avspenningstidene til væskehydro-karboner.

[0035]I tillegg til å bevirke at kjernene til hver fase resonerer (svinger med), bevirker energien tilført ved RF-pulssignalet fra den kombinerte sende- og mottaksspole 24 at kjernene til hver fase trekkes fra deres tidligere innretning med det primære magnetiske felt. Etter at RF-signalet har pulsert, vil spinnene (kjerner som har blitt utsatt for et magnetisk felt) ha en tendens til å gå tilbake til deres likevektstilstand hvor de er gjeninnrettet langs det primære magnetiske felt. Tiden det tar for at spinnene går tilbake til deres likevektstilstand etter at RF-signalet har blitt pulsert av er kjent som Ti-avspenningstiden til kjernene.

[0036]Det er mulig å måle Ti-avspenningstidene til olje og gass ved å benytte apparatet 10 for å overvåke vinkelen gjennom hvilken kjernene til hver fase av strømning er skråstilt med hensyn til det primære magnetiske felt ved ethvert gitt tidspunkt (som må være mindre enn avspenningstiden) etter at RF-signalet har blitt pulsert. Dette blir gjort ved å måle tiden det tar for at størrelsen av radiofrekvensen mottatt fra kjernene når en maksimal verdi i retningen av det primære magnetiske felt og tiden det tar for en minimumsverdi i retningen ortogonal til den primære magnetiske feltretning, som kan utføres ved å benytte de kombinerte sende- og mottaksspolene 24. Dette resultat er to atskilte Travspenningstider som er detekterbare; én for oljefasen og én for gassfasen. Protontettheten (PD) for hver hydrokarbonfase er nå beregnet ved å integrere arealet under hver topp av den akkumulerte Ti-avspenningstid tetthet. Grafen er derivert ved å anvende en invers algoritme for Ti-avspenningstidmålingen, ekstrahert ved å benytte en inversjonsgjenvinningssekvens. Ved å benytte protontetthetsmålingen ervolum-fraksjonen nå beregnet ved å benytte følgende ligning: hvor MWser molekylvekten, ps er tettheten til prøven, Av er Avogadro-nummeret, PD er protontettheten, a er naturlig overflod av<1>H og Rih er antallet av<1>H for 1 molekyl av fasen.

[0037]Sekvensen anvendt her er slik at den nødvendige måletid er mindre enn transitt-tiden (t) til strømningen. Fremgangsmåten for å bestemme protontettheten er utført ved å benytte en 1-dimensjonal hydrogennukleær (1D-1H) sekvens i kombinasjon med en inversjon gjenvinningssekvens for Ti-måling og Carr-Purcell-Meiboom-Gill (CPMG) sekvens for T2-måling.

[0038]Imidlertid er verdiene ovenfor kun returverdier for volumet av de relevante faser og, som tidligere nevnt, ikke fasefraksjonen. For å beregne fasefraksjonen kan den følgende ligning benyttes:

hvor n er antallet av faser tilstede i prøven.

[0039]Det skal nevnes at i en prøve som inneholder kun faser (a og b), kan ligningen forenkles til:

[0040]Hver av fraksjonene av olje, gass og vann har derfor blitt beregnet ved å benytte apparatet 10 uten (som i noen tidligere systemer) å kreve å anta at så snart forholdene av to faser i strømningen har blitt beregnet utgjør den tredje resten av fluidet.

[0041]Fremgangsmåten og apparatet for å bestemme strømningsmengden av fluidstrømningen vil nå beskrives.

[0042]Når da forholdet av hver fase har blitt beregnet, er Ti-avspenningstiden til hver fase kjent. Utførelsen som er vist er i stand til å anvende to alternative fremgangsmåter for å beregne strømningsmengden (hastigheten) til hver fase gjennom apparatet 1. Den første fremgangsmåte er basert på flukttiden (TOF) av spinnene langs apparatet 10. I denne fremgangsmåte er et pulssignal anvendt i en "skive" ved en første lokalisering langs den gjennomgående boring 36 til apparatet 10 for å skråstille nukleiet ved denne lokalisering. Et deteksjonsområde er så overvåket nedstrøms fra lokaliseringen hvor pulssignalet ble påført. Det resulterende NMR-signal mottatt ved mottakerkretsen 40 til de kombinerte sende- og mottaksspoler 24 vil nå økes ved hver fullstendige skråstilt spinn som går inn i deteksjonsområdet og vil minskes ved hver fullstendig skråstilte spinn som forlater deteksjonsområdet. Det totale netto signal kan derfor relateres tilbake til strøm-ningen av fase gjennom apparatet. Dette tillater at hastigheten av strømningen (v) kan beregnes ved å benytte transitt-tiden (t) og distansen til deteksjonsområdet (d) ved å benytte den følgende ligning:

[0043]Den andre alternative fremgangsmåte for å måle strømningen gjennom apparatet 10 benytter det gradierte magnetiske felt fremskaffet ved hjelp av den sekundære elektromagnet 20. En gradient ekkosekvens er overført på strømningen slik at kjernen til strømningen roterer omkring deres akser. I en stasjonær strømning resulterer dette i ingen netto akkumulering av fasesignaler siden kjernene gjennomgår den samme balanserte gradient med hensyn til tid. Imidlertid i en dynamisk strømning vil det magnetiske felt som gjennomgås av kjernene forandre seg ettersom kjernene strømmer langs den gjennomgående boring 56 til apparatet 10 på grunn av den magnetiske feltgradient fremskaffet ved hjelp av elektromagnet 20. Denne variasjon av magnetisk felt, avhengig av bevegelsen av strømningen langs den gjennomgående boring 36 til apparatet 10, resulterer i en akkumulering av fasesignal. Dette er avhengig av hastigheten til strømningen gjennom apparatet 10 og styrken og varigheten av den magnetiske feltgradient tilført av elektromagneten 20. Akkumuleringen i fase (<)>) som kan være direkte korrelert med hastigheten til strømningen er gitt ved: hvor Bo er det magnetiske felt fremskaffet av den primære magnet, n representerer posisjonen av spinnene innen den gjennomgående boring i enten x-, y- eller z-aksene (som vist i fig. 1) og Gner størrelsen av den magnetiske feltgradient som tilføres av elektromagneten 20 i n-akse retningen.

[0044]Fremgangsmåte beskrevet tidligere tillater at både strømningsmengden og proporsjonen av hver fase kan beregnes ved å benytte et enkelt apparat 10. Videre krever ikke systemet og apparatet som beskrevet at brukere av apparatet må beskyttes fra nivåer av operasjonell fare annet enn hva som normalt kan antas i slike olje- og gassutvinningsoperasjoner. Spesielt krever ikke apparatet og fremgangsmåten som beskrevet at brukeren er beskyttet mot f.eks. stråling og biologiske farer.

[0045]I andre aspekter kan sammensetningsanalyse av hydrokarbon produsert fra brønnboringer fremskaffes ved å benytte de overførte og detekterte radiofrekvenssignaler. Figur 14 viser en utførelse av et apparat som kan benyttes for å beregne typer av hydrokarboner i brønnfluider. Apparatet i fig. 14 kan i ett aspekt innbefatte en prosessor, slik som en mikroprosessor eller en datamaskin 1410 og en datalag-ringsanordning 1420, som kan være enhver passende anordning, innbefattende, men ikke begrenset til, en fast hukommelse, kompakt disk (CD), harddisk og bånd. En eller flere programmer, modeller og andre data (kollektivt referert til som "programmer" og angitt ved nummer 1430) kan være lagret i datalagringsanordningen 1420 eller annen passende anordning tilgjengelig for prosessoren 1410 for å ut-føre instruksjoner inneholdt i slike programmer. En fremviseranordning 1440 kan være fremskaffet for prosessoren 1410 for å fremvise informasjon relatert til sammensetningsanalysen, som beskrevet i mer detalj nedenfor.

[0046]I ett aspekt kan prosessor 1410 beregne frekvensdifferansen el ler frekvensskiftet 1460 mellom de opprinnelige overførte eller forskjøvne signal 1402 og det detekterte signal 1401. Dette fenomen er også kjent som det kjemiske skiftet. I ett aspekt kan prosessoren 1410 beregne eller bestemme sammensetningen (typer av de produserte hydrokarboner) ved å benytte frekvensen eller det kjemiske skiftet.

[0047]Figur 15 viser et forhold 1500 av frekvensen eller det kjemiske skifte og forskjellige typer av et hydrokarbon. For eksempel indikerer et kjemisk skifte mellom -2 til -1,0 deler pr. million (ppm) tilstedeværelsen av alkan (parafin), et kjemisk skifte mellom -7 til -5,5 ppm indikerer tilstedeværelsen av olefin, og et kjemisk skifte mellom -8,0 og 7,0 ppm indikerer tilstedeværelsen av aromatiske sammensetninger. Aromatiske sammensetninger er sammensetninger som har en benzenringstruktur, slik som toluen, benzen og zylen. Dataene vist i fig. 15 kan lagres i datalagringsanordningen 1420 til bruk av prosessoren 1410.

[0048]Figur 16 viser en kjemisk skiftkurve eller spektrum 1600 relatert til de forskjellige typer av et hydrokarbon produsert fra brønnboringene. I et aspekt kan prosessoren 1410 beregne en mengde av typene (artene) fra spektrumet 1600. I ett aspekt kan et område under den kjemiske skiftekurve 1600 være integrert for å beregne mengden av typene i hydrokarbonet. Derfor vil arealet under kurve seksjonen 1610 tilveiebringe mengden eller fraksjon av alkan i fluidprøven, idet området under seksjonen 1620 vil fremskaffe mengden eller fraksjonen av aromatiske forbindelser i fluidprøven. Sammensetning av typene kan derfor beregnes som en relativ verdi eller en absolutt verdi.

[0049]I et annet aspekt kan programmene 1430 innbefatte instruksjoner for prosessoren for å bestemme avspenningstidene og tilveiebringe derfra en detaljert analyse av typene, slik som en nedbrytning av typer av alkaner. Avspenningstidene, som beskrevet tidligere, er tiden som signalet utstrålt fra kjernene tar for å dø hen (fade ut). Det er et direkte forhold mellom tettheten av alkanen (som er forbundet til lengden av karbonkjeden) og avspenningstiden. Jo høyere tetthet av alkan, jo lenger avspenningstid.

[0050]I et aspekt kan sammensetningsanalysen av hydrokarbon beskrevet heri benyttes for å tilveiebringe informasjon for en PVT-analyse av hydrokarbonet. Fra den beregnede sammensetning av hydrokarbonet, som beskrevet ovenfor, kan de totale PVT-egenskaper til hydrokarbonet bestemmes.

[0051]I de tidligere kjente teknikker, er PVT-analyse av hydrokarbonet typisk gjort ved å ta en prøve av brønnfluidet ved et kjent trykk og temperatur og forskjellige tester er utført for å bestemme egenskapene til fluidet, slik som boblepunktet og tettheten og viskositeten ved forskjellige temperaturer og trykk. Nedbrytningen av hydrokarbonene til dens kjernekomponenter er så gjort. PVT-egenskapene til kjernekomponentene er velkjent og kan rekonstrueres for å tilveiebringe en total hydrokarbon PVT-egenskap. En kjent rekonstruksjonsteknikk er benyttet. For eksempel, for gasshydrokarboner, kan gasskromotografi utføres for å bryte ned gassen til dens individuelle komponenter og basert på denne sammensetning, kan en total gassegenskap rekalkuleres.

[0052]Teknikken med sammensetningsanalyse beskrevet heri forbigås ved å ta en fluidprøve og rigorøse tester typisk utført for å bestemme PVT-egenskapene til hydrokarbonene. Videre, i den foreliggende fremgangsmåte, er målingene gjort i sanntid (in situ) i motsetning til "prøvetaking" av hydrokarbonet.

[0053]Dimensjonene til apparatet kan forandres under fremstillingstrinnet avhengig av de spesielle brønn- eller undervannsforhold hvor det skal benyttes. I dette henseende kan plasskrav for komponentene balanseres basert på nøyak-tigheten av den ønskede måling, som kan være relevant for primærmagneten 16 og elektromagneten 20. I tillegg kan apparatet beskrevet ovenfor benyttes i en brønnboring eller på linje med ethvert parti av produksjonsrøret. Alternativt kan apparatet benyttes utenfor stedet som et "offside" måle- og analyseverktøy.

[0054]I et annet aspekt tilveiebringer den foreliggende oppfinnelse en fremgangsmåte for å bestemme volumet av væske og gassfaser for et flerfasefluid. Fase-volumet er bestemt for et flerfasefluid i et konstant målevolum, slik som i et volum av NMR-apparatet i fig. 17. Figur 17 viser en eksemplifiserende nukleær magnetisk resonans (NMR) strømningsmåleanordning 1700 for å beregne et volum en fluidfase som benytter de eksemplifiserende fremgangsmåter til den foreliggende oppfinnelse. I en utførelse er fluidet et flerfasefluid. I en annen utførelse er fluidet et fluid som strømmer i et produksjonssystem eller et rør for transport av hydrokarboner. Den eksemplifiserende NMR-strømningsmåler 1700 innbefatter en seksjon 1710 for å tilveiebringe NMR-eksiteringspulser for fluidet og som oppnår NMR-signaler i samsvar med NMR-eksiteringspulser fra fluidet, og en testenhet 1726 for å motta NMR-responssignalene fra deteksjonsseksjonen 1710 og å utføre beregninger på de mottatte NMR-responssignaler for å oppnå et fasevolum.

[0055]Anordningen 1700 innbefatter en magnet 1714 som kan være utvendig av deteksjonsrørseksjonen 1712 for å tilveiebringe et statisk magnetisk felt i et volum av deteksjonsrørseksjonen 1712, og en radiofrekvens (RF) spole 1716. Ettersom fluid passerer gjennom det statiske magnetiske felt til magnet 1714, innretter nukleærspinninger av atomer og molekyler innen fluid seg langs retningen av det statiske magnetiske felt. RF-spolen 1716 innelukker et volum innen deteksjons-rørseksjonen og er anordnet for å tilveiebringe én eller flere NMR-eksiteringspulser for fluidet i anordningen og for å detektere én eller flere NMR-responssignaler fra fluidet. Testenhet 1726 innbefatter forskjellige kretser for å oppnå én eller flere NMR-responssignaler fra fluidet og beregner en parameter av interesse av fluidet fra de oppnådde NMR-responssignaler. I en utførelse er den eksemplifiserende testenhet 1726 koblet til RF-spolen 1716 via forhåndsforsterker 1720. Den eksemplifiserende testenhet 1726 innbefatter en sender 1724 for å tilveiebringe en NMR-eksiteringspuls til RF-spolen 1716 via forhåndsforsterker 1720. I en utførelse tilveiebringer senderen 1724 flere NMR-eksiteringspulssekvenser, hver NMR-eksiteringspulssekvens er tilpasset til en valgt nukleær resonansfrekvens. Den eksemplifiserende testenhet 1726 innbefatter også en mottaker 1722 for å motta NMR-responssignaler detektert ved RF-spolen 1716 via forforsterkeren 1720. Testenhet 1726 innbefatter også en NMR-kontrollenhet 1728 for å beregne én eller flere parametere av fluidet fra de mottatte NMR-responssignaler ved å benytte eksemplifiserende fremgangsmåter til den foreliggende oppfinnelse. I én utførelse kan kontrollenheten 1728 innbefatte en prosessor 1730, én eller flere dataprogrammer 1732 som er tilgjengelig for prosessoren 1730 for å utføre instruksjoner inneholdt i slike programmer for å oppnå én eller flere fluidrelaterte parametere slik som for eksempel et fluidfase-volum, viskositet, vannavstengning og en emulsjonsstabilitetsparameter, og en lagringsanordning 1734, slik som en fast hukommelse, bånd eller harddisk for å lagre den ene eller flere parametere oppnådd ved prosessoren 1730.

[0056]NMR-signalamplitudemålinger i en konstant volummåleanordning kan benyttes for å bestemme en væskefase-fluidvolumfraksjon i forhold til gassfase-volumfraksjon. Som vist med referanse til fig. 17 strømmer fluider inn i apparat 1700 hvor de går inn i det vesentlig homogene primære magnetiske felt generert ved hjelp av primærmagnet 1714. Kjernene til de produserte fluider polariseres derved langs retningen av det primære magnetiske felt. Et radiofrekvens (RF) pulssignal er overført inn i den gjennomgående boring 1712 ved å benytte senderen 1714 til de kombinerte sende- og mottaksspoler 1716. En signalamplitude for kjernene tilstede i fluidstrømningen etter å ha blitt eksitert ved RF- pulssignalet er detektert av mottakeren 1722 til de kombinerte sende- og mottakerspoler 1716.

[0057]NMR-signalstyrken for en fase er en funksjon av fasevolum og hydrogenindeks forfasen. Hydrogenindeks er proporsjonal med protontettheten i det sensitive volum av måleanordningen. Hydrogenindeksen for metan CH4er for eksempel proporsjonal med gasstettheten:

med A = 2,25. Gasstetthet er igjen temperatur og trykkavhengig og kan bestemmes ved tilstandsligning (EOS) korrelasjoner slik som de som beskrevet av Londono mfl. (SPE paper #75721 (2002)) og av Drumdruk mfl. "Calculation of z-factors for natural gases using equations of states" i J. of Canadian Petro., v. 14, side 24-26 (1975).

[0058]For å bestemme væske og gassfasevolumer, er et kalibreringssignal først oppnådd. Kalibreringssignalet er benyttet for å skalere NMR-signalstyrke eller signalamplitude. I ett aspekt er kalibreringssignalstyrke M bestemt for et kalibreringssignal ved å benytte 100% vann, slik som destillert vann (Hl=1) som strømmer i produksjonsrøret. En kalibreringskonstant kan oppnås ved å benytte c=M/V, hvor V er det sensitive volum av M i styrken av kalibreringssignalet ved en gitt temperatur. Verdien av kalibreringskonstanten kan være temperaturavhengig og kan derfor bestemmes enten ved å benytte en teoretisk prediksjon eller ved å oppnå verdier for kalibreringskonstanter ved et flertall av temperaturer og interpolering av verdiene når nødvendig.

[0059]I et flerfasefluid med væske og gassfaser, er NMR-signalamplitude beskrevet ved

hvor c(T) er den temperaturavhengige kalibreringskonstant, VgaSser volumet av en gassfase, VvæSkeer volumet av en væskefase, HlgaSser hydrogenindeksen for gassfasen og HlvæSkeer hydrogenindeksen for væskefasen. De fleste formasjons-

vann har en hydrogenindeks som er nær enhet. Saltholdigheten av vann kan påvirke hydrogenindeksen, og hydrogenindeksen kan bestemmes når salt-innholdet er kjent eller beregnet. Hydrogenindeksen til flytende hydrokarbon er også vesentlig nær til én.

[0060] Når Hlvæskeer én og HlgaSser kjent for eksempel fra ligning 9, så kan ligning 10 løses for gassvolum for å oppnå:

En ligning lik med ligning 11 kan deriveres for når HlvæSkeer en kjent verdi ikke lik med 1. En slik ligning kan være passende for å oppnå VgaSsi undervanns- eller brønnlokaliseringer.

[0061]I forskjellige aspekter kan fasevolum oppnås ved en overflatelokalisering, hvori trykket er vesentlig nær til en atmosfære. Ved dette (lave) trykk er Hlgassvesentlig nær null og således 1-Hlgasser vesentlig nær til 1. Foren ligning mer passende for volumfasedreining kan ligning 10 oppnås for lavtrykksmiljøer ved å

notere at Vgass■ H<l>gass«<V>væske • Hlvæske. Hvis Vvæskeikke er null, så er m = c( T)( Vvæske - Hlvæske) og det resulterende NMR-signal representerer primært væskefasen(e):

Alternativt kan VvæSkeog VgaSsberegnes ved å benytte en førsteordens Taylor-ekspansjon av ligning 10:

[0062]Væskefasevolumet og gassfasevolumet kan således bestemmes for et flerfasefluid som strømmer i et produksjonsrør. I tillegg kan volumetriske strømningsmengder for hver fase oppnås fra de oppnådde fasevolumer og strømningshastigheter.

[0063]I et annet aspekt tilveiebringer den foreliggende oppfinnelsen er fremgangsmåte for å bestemme en stabilitet av en emulsjon (dvs. flerfasefluid) som strømmer i en produksjonsrør. Emulsjonsstabilitet kan variere fra meget tette emulsjoner kjennetegnet ved små tett fordelte dråper til meget løse emulsjoner kjennetegnet ved store og bredt fordelte dråper. Emulsjonsstabilitet kan kjenne-tegnes ved en emulsjonsstabilitetsparameter, verdien av denne indikerer typen av emulsjon. For eksempel indikerer en emulsjonsstabilitetsparameter på omkring 7,0 en meget tett emulsjon og en emulsjonsstabilitetsparameter på omkring 3,0 indikerer en meget løs emulsjon.

[0064]Som omtalt nedenfor er emulsjonsstabilitetsparameteren relatert til viskositet og vannavstengning for emulsjonen. Viskositetsmålinger kan bestemmes fra avspenningstider for NMR-signaler oppnådd fra emulsjonen. Avspenningstider for emulsjonen, dvs. Ti (spinn-gitteravspenningskonstant) og T2(spinn-spinnavspenningskonstant), kan for eksempel måles ved å benytte det eksemplifiserende apparatet i fig. 17. Et eksemplifiserende forhold mellom Ti, T2 og viskositeten av et fluid er gitt nedenfor: hvor80er den magnetiske permeabilitet av fritt rom, h er Planck's konstant dividert på 27i, y er det gyromagnetiske forhold for et H-proton, r er en distanse mellom nærmeste protoner i et molekyl, u. er viskositeten til fluidet, k er Boltzmann's konstant, og T er den absolutte temperatur.

[0065]Figur 18 viser et eksemplifiserende forhold mellom emulsjonsviskositet og vannavstengning (WC) eller volumfraksjon av vann i emulsjonen. Vannavstengning kan bestemmes ved å benytte de eksemplifiserende fremgangsmåter omtalt heri eller enhver annen fremgangsmåte kjent innen fagområdet slik som infrarøde målinger. I forskjellige emulsjoner er viskositeten av emulsjonen typisk større enn viskositeten av enten olje eller vann ved en gitt temperatur. For eksempel viser fig. 18 forskjellige kurver for viskositet i forhold til vannstengning ved forskjellige temperaturer (75°F (1801), 100°F (1803), 125°F (1805), 150°F (1807)) for en emulsjon av vann og olje. Ved vannstengning på 0% er emulsjonen 100% olje og emulsjonen har viskositeten til olje (no)- Ved vannstengning på 100% er emulsjonen 100% vann og emulsjonen har viskositeten til vann (u.w). Ettersom vannavstengningen for emulsjonen øker fra 0%, øker viskositeten av emulsjonen opptil et vannavstengning-inversjonspunkt. I dette området mellom 0% vannavstengning og inversjonspunktet, er emulsjonen en vann-i-olje emulsjon. I området mellom inversjonspunktet og 100% vannavstengning er emulsjonen en olje-i-vann emulsjon. Inversjonspunktet i eksemplifiserende fig. 17 skjer ved omtrent en vannavstengning på 80% vann.

[0066]Viskositeten til en emulsjon avhenger av flere faktorer: viskositeten til olje og vann, volumfraksjon av vann (vannavstengning), dråpestørrelsesfordeling, temperatur, skjærhastighet, mengde av faststoff tilstede. Viskositeten av emul sjonen kan være vesentlig høyere enn viskositeten til olje eller vann ved en gitt temperatur. Viskositeten til en emulsjon er relatert til viskositeten av den urørte råolje ved den samme temperatur ved hjelp av den følgende ligning for WC<<>WCinV: hvor a er emulgeringsstabiliteten, no er oljeviskositet, u.w er vannviskositet, WC er vannavstengning og WCinver vannavstengning-inversjonspunktet. I tillegg gjelder det følgende forhold for WC>WCinv:

[0067]Ligning 19 kan benyttes for å bestemme emulsjonsstabilitetsparameter a for en emulsjon som strømmer i et produksjonsrør. Fremgangsmåten innbefatter å oppnå en avspenningstid for et NMR-signal for emulsjonen, å bestemme en viskositet for emulsjonen fra den oppnådde avspenningstid, å bestemme emulsjonsstabilitet ved å benytte den bestemte viskositet og en verdi for vannavstengning for emulsjonen.

[0068]I forskjellige aspekter hjelper informasjon for fluidemulgering produksjons-ingeniører i rørledningsmodellering ved å tilveiebringe informasjon vedrørende motstanden som utøves av fluidet. Den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer videre en mulighet til å avbilde et strømningsmønster i rørledningen. Dette fremskaffer data for diagnostisering av pluggformasjoner innen rørledningen, og derved forbedrer produksjonsrørledning og brønnboringsmodeller. Å kjenne fluidsam-mensetning muliggjør også fluidanalyse for å oppnå fluid PVT-egenskaper.

[0069]NMR-målingsapparatet tilveiebringer sanntids målingsdata som kan opp-dateres kontinuerlig. Oppdatert sammensetningsinformasjon kan mates tilbake til en produksjonsmodell for å forbedre strømningsanalyse. Flere teknologier slik som, men ikke begrenset til infrarød måling (IR) kan benyttes med de magnetiske resonansmålinger.

[0070]Derfor tilveiebringer den foreliggende oppfinnelse i et aspekt en fremgangsmåte for å bestemme et volum av en fase for et flerfasefluid som strømmer i et rør, innbefattende: overføring av et magnetisk felt på fluidet for å innrette kjerner av flerfasefluidet langs en retning av det magnetiske felt; overføring av et radiofrekvenssignal inn i flerfasefluidet for å eksitere kjernene; detektering av et signal fra kjernene som reagerer på det sendte radiofrekvenssignal; bestemmelse av en amplitude for det detekterte signal; og bestemmelse av volumet til fasen som strømmer i røret ved å benytte den forhåndsbestemte amplitude og en amplitude for et kalibreringssignal. Når fasen er en væskefase, innbefatter fremgangsmåten videre å bestemme en avspenningstid for det detekterte signal; og bestemmelse av en viskositet for flerfasefluidet ved å benytte den bestemte avspeninngstid. I én utførelse innbefatter fremgangsmåten å bestemme en vannavstengning for væskefasen; og å bestemme en emulgeringsstabilitetsparameter for væskefasen fra den bestemte viskositet og den bestemte vannavstengning. Bestemmelse av vannavstengning for væskefasen kan innbefatte å bestemme en protontetthet for væskefasen fra en akkumulert avspenningstids tetthet. Også kalibreringssignalet kan oppnås fra en strømning av vann. Bestemmelse av volumet av fasen kan innbefatte å bestemme en hydrogenindeks for en fase av flerfasefluidet. Fremgangsmåten kan videre innbefatte å bestemme en strømningshastighet for fasen; og å bestemme en strømningsmengde for fasen ved å benytte det bestemte volum av fasen og den bestemte strømningshastighet forfasen. I forskjellige utførelser er amplituden til kalibreringssignalet en temperaturkorrigert amplitude.

[0071]I et annet aspekt tilveiebringer den foreliggende oppfinnelse et apparat for å bestemme et volum av en fase for et flerfasefluid som strømmer i et rør, apparatet innbefatter en kilde konfigurert for å overføre et primært magnetisk felt på fluidet for å innrette kjerner av flerfasefluidet langs en retning av det primære magnetiske felt; en kilde konfigurert for å sende et radiofrekvenssignal inn i flerfasefluidet for å overføre kjernene; en detektor for å detektere et signal fra kjernene som reagerer på det sendte radiofrekvenssignal; og en prosessor konfigurert for å bestemme en amplitude av det detekterte signal og volumet av fasen som strømmer i røret ved å benytte den bestemte amplitude av de detekterte signaler og en amplitude av et kalibreringssignal. Prosessoren kan konfigureres for å bestemme en avspenningstid for det detekterte signal; og å bestemme en viskositet for flerfasefluidet ved å benytte den bestemte avspenningstid. I en utførelse er prosessoren konfigurert for å bestemme en vannavstengning for væskefasen; og bestemme en emulgeringsstabilitetsparameter for væskefasen fra den bestemte viskositet og den bestemte avstengning. Prosessoren kan videre konfigureres for å bestemme vannavstengning av væskefasen ved å bestemme en protontetthet av væskefasen fra en akkumulert avspenningstids tetthet. Kalibreringssignalet kan oppnås fra en strøm-ning av vann. Prosessoren kan være konfigurert for å bestemme volumet av fasen ved å bestemme en hydrogenindeks av en fase av flerfasefluidet. I forskjellige utførelser er prosessoren konfigurert for å bestemme en strømningshastighet av fasen og å bestemme en strømningsmengde for fasen ved å benytte det bestemte volum av fasen og den bestemte strømningshastighet av fasen. Amplituden til kalibreringssignalet er typisk en temperatur-korrigert amplitude.

[0072]I et annet aspekt tilveiebringer den foreliggende oppfinnelse en fremgangsmåte for å bestemme stabiliteten av en emulsjon som strømmer i en rørstreng, fremgangsmåten innbefatter overføring av et primært magnetisk felt på emulsjonen for å innrette kjerner av emulsjonen langs en retning av det primære magnetiske felt; overføring av et radiofrekvenssignal inn i emulsjonen som strømmer i produksjonsstrengen; detektering av et signal fra kjernene av emulsjonen som reagerer på det sendt (overførte) radiofrekvenssignal; bestemmelse av en amplitude av det detekterte signal; bestemmelse av en vannavstengning av emulsjonen ved å benytte den oppnådde amplitude; bestemmelse av en avspenningsmengde for et signal oppnådd fra kjerner av emulsjonen overført i samsvar med det sendte radiofrekvenssignal; oppnåelse av en viskositet for emulsjonen fra den bestemte avspenningstid; og bestemmelse av stabiliteten av emulsjonen fra den bestemte emulsjonsviskositet og vannavstengningen for emulsjonen.

[0073]Idet den foregående omtale er rettet mot visse utførelser, vil forskjellige modifikasjoner fremkomme for de som er faglært innen området. Intensjonen er at alle slike modifikasjoner faller innen omfanget og ideen for denne oppfinnelse og ethvert krav som er eller kan presenteres.

Claims (17)

1. Fremgangsmåte for å bestemme et volum av en fase til et flerfasefluid som strømmer i et rør, karakterisert vedat den omfatter: overføring av et magnetisk felt på fluidet for å innrette kjerner av flerfasefluid langs en retning av det magnetiske felt; utsending av et radiofrekvenssignal inn i flerfasefluidet for å eksitere kjernene; detektering av et signal fra kjernen som reagerer på det sendte radiofrekvenssignal; bestemmelse av en amplitude for det detekterte signal; og bestemmelse av volumet for fasen som strømmer i røret ved å benytte den bestemte amplitude og en amplitude for et kalibreringssignal.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor fasen av en væskefase,karakterisert vedat fremgangsmåten videre omfatter: bestemmelse av en avspenningstid for det detekterte signal; og bestemmelse av en viskositet for flerfasefluidet ved å benytte den bestemte avspenningstid.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert vedat den videre omfatter: bestemmelse av en vannavstengning for væskefasen; og bestemmelse av en emulgeringsstabilitetsparameter for væskefasen fra den bestemte viskositet og den bestemte vannavstengning.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert vedat bestemmelse av vannavstengning for væskefasen videre omfatter bestemmelse av en protontetthet for væskefasen fra en akkumulert avspenningstids tetthet.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert vedat kalibreringssignalet oppnås fra en strømning av vann.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert vedat bestemmelse av volumet av fasen videre omfatter bestemmelse av en hydrogenindeks for en fase av flerfasefluidet.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert vedat den videre omfatter: bestemmelse av en strømningshastighet for fasen; og bestemmelse av en strømningsmengde for fasen ved å benytte det bestemte volum av fasen og den bestemte strømningshastighet forfasen.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert vedat amplituden til kalibreringssignalet er en temperatur-korrigert amplitude.

9. Apparat for å bestemme et volum av en fase for et flerfasefluid som strømmer i et rør, karakterisert vedat det omfatter: en kilde konfigurert for å overføre et magnetisk felt på fluidet for å innrette kjerner til flerfasefluidet langs en retning av det magnetiske felt; en kilde konfigurert for å sende et radiofrekvenssignal inn i flerfasefluidet for å eksitere kjernene; en detektor for å detektere et signal fra kjernene som reagerer på det sendte radiofrekvenssignal; og en prosessor konfigurert for å bestemme en amplitude for det detekterte signal og volumet av fasen som strømmer i røret ved å benytte den bestemte amplitude for de detekterte signaler og en amplitude for et kalibreringssignal.

10. Apparat ifølge krav 9, karakterisert vedat prosessoren er videre konfigurert for: å bestemme en avspenningstid for det detekterte signal; og å bestemme en viskositet for flerfasefluidet ved å benytte den bestemte avspenningstid.

11. Apparat ifølge krav 10, karakterisert vedat prosessoren videre er konfigurert for: å bestemme en vannavstengning for væskefasen; og å bestemme en emulgeringsstabilitetsparameter for væskefasen fra den bestemte viskositet og den bestemte vannavstengning.

12. Apparat ifølge krav 11, karakterisert vedat prosessoren videre er konfigurert for å bestemme vannavstengning av væskefasen ved å bestemme en protontetthet for væskefasen fra en akkumulert avspenningstids tetthet.

13. Apparat ifølge krav 9, karakterisert vedat kalibreringssignalet er oppnådd fra en strømning av vann.

14. Apparat ifølge krav 9, karakterisert vedat prosessoren videre er konfigurert for å bestemme volumet av fasen ved å bestemme en hydrogenindeks for en fase til flerfasefluidet.

15. Apparat ifølge krav 9, karakterisert vedat prosessoren videre er konfigurert for: å bestemme en strømningshastighet for fasen; og å bestemme en strømningsmengde for fasen ved å benytte det bestemte volum av fasen og den bestemte strømningshastighet for fasen.

16. Apparat ifølge krav 9, karakterisert vedat amplituden for kalibreringssignalet er en temperatur-korrelert amplitude.

17. Fremgangsmåte for å bestemme stabilitet av en emulsjon som strømmer i en produksjonsstreng, karakterisert vedat den omfatter: overføring av et magnetisk felt på emulsjonen for å innrette kjerner av emulsjonen langs en retning av det magnetiske felt; utsending av et radiofrekvenssignal inn i emulsjonen som strømmer i produksjonsstrengen; detektering av et signal fra kjernene i emulsjonen som reagerer på det sendte radiofrekvenssignal; bestemmelse av en amplitude for det detekterte signal; bestemmelse av en vannavstengning for emulsjonen ved å benytte den oppnådde amplitude; bestemmelse av en avspenningsmengde for et signal oppnådd fra kjerner av emulsjonen eksitert i samsvar med det utsendte radiofrekvenssignal; oppnåelse av en viskositet for emulsjonen fra den bestemte avspenningstid; og bestemmelse av stabiliteten for emulsjonen fra den bestemte emulsjonsviskositet og vannavstengningen for emulsjonen.