NO305775B1 - Apparat og fremgangsmÕte for mÕling av egenskaper ved fluida - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører et apparat og en fremgangsmåte for måling av egenskaper ved fluider, og spesielt målere eller metere som kan kalibreres "i rekker" i samsvar med foreliggende oppfinnelse og de fremgangsmåter ved hvilke de blir kalibrert.

Flerfase-fluider støter man ofte på ved produksjon av olje. Det fluidum som kommer fra et oljereservoar, vil typisk omfatte en blanding av olje, vann og gass. En detaljert kunnskap om de fysiske egenskaper ved fluidblandingen når den kommer fra et oljereservoar, er uhyre nyttig og muliggjør optimal produksjon fra reservoaret.

En fremgangsmåte til å bestemme de fysiske egenskapene er å tilveiebringe passende målere i linje med røret som oljen produseres i. Hver måler vil være kalibrert i et laboratorium før innsetting i linjen. Problemet med denne kalibreringen er at i et laboratorium vil den bli utsatt for andre omgivelsesmessige betingelser, slik som elektriske interferensmønstre, enn den ville i et produksjonsrør. Dette problemet vil være særlig synlig ved f.eks. en impedansmåler som vil være følsom for strøkapasitanser i kali-breringsapparatet.

Det andre problemet ved utførelse av denne laboratorie-kalibreringen er å velge det riktige området over hvilket måleren skal kalibreres, fordi det er vanskelig å forutsi feltverdiene. Små variasjoner i sammensetningen av det fluidet som brukes til å kalibrere måleren, kan i tillegg i betydelig grad påvirke kalibreringen, f.eks. egenskaper slik som impedans er meget følsomme for saltkonsentrasjonen i en eventuell vannfase i fluidet. Små variasjoner i saltkonsentrasjonen kan føre til store variasjoner i fluidets impedans. Det er derfor nødvendig å foreta kalibreringer for et stort antall saltkonsentrasjoner for å oppnå en nøyaktig kalibrering og drift i felten krever at saltkonsentrasjonen i målefluidet må være kjent.

Det er velkjent at det i praksis er vanskelig å ta en prøve av et flerfase-fluidum som er representativ for konsentrasjonene av fluidfasene. Når f.eks. en fluidprøve blir tatt i borehullet i en oljebrønn ved en viss temperatur og et visst trykk nede i hullet, så blir prøven sendt til et laboratorium hvor den blir rekombinert til tilstander nede i hullet. Det er imidlertid ingen kunnskap om den måten fasene endres på veien til overflaten, og det er mulig at ekstra vann eller gass kan ha blitt kombinert med fluidet på veien opp. Det er ikke mulig å omkalibrere måleren uten å bevege den fra sin posisjon i røret og sende den tilbake til laboratoriet.

Det har blitt foreslått å kalibrere fluidstrømnings-målere ved å avlede en strømning gjennom en kalibreringssone i måleren. GB 1.151.568 og EP 208.045 beskriver begge systemer for kalibrering av gass-strømningsmålere. GB 1.151.568 beskriver et system hvor gass-strømning kan avle-des inn i en kalibreringssone ved drift av ventiler slik at strømningen av gass inn i sonen av kjent verdi kan måles. EP 208.045 bevirker kalibrering ved å avlede en strømning inn i en ytterligere rørledning som har en instrumentert omføringsledning for å tillate kalibrering av strømningen gjennom den ytterligere ledningen.

US-patent nr. 3.721.121 beskriver et apparat for under-søkelse av flerfase-fluider, omfattende et kammer for inn-fangning av en fluidprøve og en anordning for å detektere nivået til grenseflaten mellom de to fasene etter separasjon. Den innfangede prøven må være representativ for flerfase-fluidet og ingen måling blir foretatt under separasjonen av fasene.

Et formål med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe et apparat til måling av en egenskap ved et fluid, som typisk omfatter en blanding av uløselige fluider som kan kalibreres "in line", og å tilveiebringe en fremgangsmåte for kalibrering av en måler.

I samsvar med en første side av foreliggende oppfinnelse er det tilveiebragt et apparat for måling av minst en egenskap ved et strømmende flerfase-fluid, hvilket apparat omfatter et par hovedsakelig parallelle passasjer gjennom hvilke det strømmende fluid kan dirigeres, samt en anordning for å isolere en av passasjene slik at fluidstrømning blir forhindret i denne. Apparatet kjennetegnes ved at en transduser er koblet til et målepunkt i hver passasje for å måle den minst ene egenskap, idet data fra transduseren kan brukes til å kalibrere målinger foretatt med apparatet, og at en anordning er tilveiebragt for å beregne, ut fra responsen til transduseren i den isolerte passasjen, kalibreringsdata for den transduser som måler den nevnte egenskap ved det strømmende fluidet i den passasje som ikke er isolert .

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer også en fremgangsmåte for måling av minst en egenskap ved et strømmende fluid, hvilken fremgangsmåte omfatter dirigering av fluidet inn i to hovedsakelig parallelle passasjer og frembringelse av kalibreringsdata for målingen fra målinger foretatt i en av passasjene. Fremgangsmåten kjennetegnes ved at en passasje isoleres for å forhindre strømning i denne, at nevnte egenskap måles i den isolerte passasje, og at ut fra denne ikke-strømmende målingen beregnes de nødvendige kalibreringsdata for den tilsvarende strømningsmåling.

Isoleringsanordningen tillater fortrinnsvis at hver passasje vekslende kan isoleres eller gjennomstrømmes. Det blir også foretrukket at målingene blir foretatt i den isolerte passasje fra etter isolering inntil eventuelle faser som er tilstede i fluidet er separarert.

Når fluidet omfatter en blanding av to eller tre faser, blir det vanligvis tilveiebragt transdusere for å foreta målinger på den rene fase etter fluidseparasjonen.

Oppfinnelsen vil nå bli beskrevet mer detaljert, ved hjelp av et eksempel og under henvisning til tegningene, hvor: Fig. la og b viser forskjellige teoretiske modeller for konduktiviteten og permittiviteten til en vann/olje-konsentrasjon; Fig. 2a til g viser de grunnleggende målinger og fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse;

fig. 3 viser et skjematisk diagram over et apparat som

inneholder oppfinnelsen;

fig. 4 viser apparatur for bruk i måleren på fig. 3 til å bestemme konsentrasjonene av fluidenes faser;

fig. 5 viser et eksperimentelt arrangement for å teste prinsippene ifølge oppfinnelsen;

fig. 6a og b viser resultater oppnådd ved hjelp av arrangementet på fig. 5;

fig. 7 viser et gradiomanometer/venturimeter som kan tilpasses til å virke ifølge foreliggende oppfinnelse; og

fig. 8 viser et gradiomanometer innrettet til å virke i det meteret som er vist på fig. 3.

Foreliggende oppfinnelse virker ved å isolere en prøve av fluidet ved linjebetingelser og tillate den å separere under virkning av gravitasjonskraften. En egenskap ved fluidet blir målt ved et eller flere punkter ved hjelp av en passende transduser og overvåket som funksjon av tiden etterhvert som fluidfasene separeres. Det er klart at ved en gitt posisjon vil konsentrasjonen av fasene variere med tiden. De respektive konsentrasjoner av hver fase i prøven kan bestemmes straks separasjonen er fullstendig, og en matematisk modell av separasjonen som en funksjon av tiden kan bestemmes. Det målte parameter og separasjonsmodellen blir så kombinert for å eliminere den tidsvariable for derved å tilveiebringe en kalibrering av målingen mot konsentrasjonen. Den tidsvariable blir således brukt som en"narrevariabel" for å forbinde målingen med konsentrasjonen. Konsentrasjonsvariasjonen med tiden er forholdsvis lett å modellere for gravitasjonsmessig separasjon, og derfor er det ikke nødvendig med noen komplisert beregning for å tilveiebringe kalibreringen. Videre krever fremgangsmåten ikke at prøven er representativ for de nøyaktige konsentrasjoner av fasene i det strømmende fluid og den krever ikke noen forhåndskunnskap om den målte parameter som en funksjon av de rene faser og deres konsentrasjoner.

En parameter som kan måles er fluidets komplekse impedans. Formålet med å-måle den komplekse impedans er å bestemme konsentrasjonen av hver av fasene i en blanding av

fasene.

Forholdet mellom konsentrasjonen og den komplekse impedans for et trefase-fluidum er forklart nedenfor: La C(i)være konsentrasjonen av hver fase slik at for en trefase-blanding:

c(i)+ c(2)+ c(3)=1

Den komplekse impedans z til en blanding av disse fasene har en reell del Zrog en imaginær del Z±, hvor

Zr= F [C(i) , e (i) , r (i) ]

zi = GtC(i), e(i)/ r(i)]

Hvis r^jj og e^), konduktiviteten og den relative permittivitet til de rene fasene, er kjent og funksjonene F og G er kjent, så kan konsentrasjonene av de rene fasene C^j bestemmes ganske enkelt fra målinger av Zrog Z^for blandingen.

Teoretiske modeller av konduktivitet og relativ permittivitet som en funksjon av vannandel i en blanding av råolje og sjøvann er tidligere blitt fremsatt. Eksempler på disse er vist på fig. 1. De to diagrammene viser variasjonen i konduktivitet på fig. la og relativ permittivitet på fig. lb som funksjon av vannandel beregnet fra forskjellige modeller (på fig. lb gir to modeller samme resultater). Det kan klart sees at der er betydelig variasjon mellom hver av modellene. Det er derfor ikke mulig å tilveiebringe et nøyaktig anslag av F og G fra disse modellene alene.

Ved bruk av fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse blir en prøve av flerfase-fluidet isolert fra strøm-ningsledningen og komponentene Zrog Z^til den komplekse impedans blir målt ved et eller flere vertikale posisjonerX(j)som funksjon av tiden når fluidet skilles ut i sine bestanddeler. Dette gir:

Zr(x = x(j), t) = F'[C(i)(x = x(j), t)]

Z±(x = x(j), t) = G'[C(i)(x = x(j)f t)]

F' og G' er funksjoner av konsentrasjonen av hver fase av fluidet ved posisjonenX(j)som en funksjon av tiden t. Konsentrasjonen av de forskjellige faser blir bestemt fra volumene etter separasjonen. Ved t = 0 (jevn blanding i den isolerte prøven) kan således verdiene F'og G' likefrem deduseres fra kjennskapet til volumene etter separasjonen. Ved t = T (fullstendig separasjon) er F' og G' kjent fra konduktivitetene og permittivitetene til de rene fasene til bestanddelene i fluidet.

Verdier av F' og G' ved mellomliggende tider kan deduseres fra en modell av separasjonprosessen, laboratoriekalibrering eller interpolasjon mellom t = 0 og t = T.

Ved å bruke denne informasjonen kan en kalibrering av Z som funksjon av konsentrasjon tilveiebringes for flerfase-fluidet. Dette blir gjort ved å eliminere den tidsvariable for de to datasettene. Fig. 2 viser grafisk hvordan fremgangsmåten blir implementert for et tofase-fluid. Fig. 2a til 2c viser konsentrasjonen C1(t) av en av fasene som en funksjon av måle-stedet for t=0, t=togt=T. Det kan sees at denne verdien varierer fra den fullstendig blandede konsentrasjon Cm på fig. 2a til den rene fase (Cx=1 og C2= 0) på fig. 2c via en mellomliggende verdi på fig. 2b. For formålet med dette eksemplet blir variasjonen i konsentrasjonen mellom de to fasene ved t = t tilnærmet ved hjelp av et lineært forhold over den blandede sone mellom de to separerte fasene. Andre mere komplekse modeller av denne prosessen kan selv-sagt benyttes. Fig. 2d til f viser impedansverdien Z målt som en funksjon av det samme målested X ved tider som svarer til de på fig. 2a til c, respektive. Det kan ses at impedansen varierer fra verdiene Z(0) til en verdi Z(T) via den mellomliggende verdi Z(t) .

På fig. 2(g) blir konsentrasjons- og impedans-data fra fig. 2(a) og (f) bragt sammen for å gi en kalibreringskurve for Z uttrykt ved konsentrasjonen Zx for en enkelt av fasene. Siden vi betrakter et tofase-system, resulterer kalibreringen i en enkel kurve. Hvis imidlertid tre eller flere faser blir tatt i betraktning, så vil resultatet av analysen være minst en tredimensjonal kalibreringsflate som ikke lett kan vises i grafisk form i dette dokumentet.

Bruk av denne fremgangsmåten resulterer i en kalibrering som alltid vil være nær de aktuelle verdier som skal måles siden den ble foretatt ved å bruke en del av det aktuelle fluid som måles. Dermed vil kalibreringen ikke bli påvirket av uventede saltkonsentrasjoner i vannet eller andre variable faktorer siden den vil bli foretatt ved samme betingelser som i ledningen.

For å oppnå en prøve av fluidet ved ledningsbetingel-sene, er det nødvendig å kunne isolere en prøve, og dette kan oppnås ved å bruke det apparatet som er tilveiebragt ved hjelp av foreliggende oppfinnelse, et prøve/kalibrerings-system som vist på fig. 3. I dette blir et flerfase-fluidum som f.eks. strømmer fra et oljereservoar, ført mot overflaten i et rør 2. Ved siden av utgangen fra brønnen er det tilveiebragt en impedansmåler vist generelt ved 4. Denne omfatter en første (kalibrerings) passasje 6 og en annen (virksom) passasje 8. Hver av disse passasjene omfatter en målestasjon 10 hvor impedansen til fluidet blir målt.

Passasjene 6, 8 er forbundet med røret 2 ved hjelp av avledningsventiler 12. Ventilene 12 er virksomme for å isolere den ene eller andre passasjen 6, 8 fra fluidstrøm-ningen. I foreliggende tilfelle blir den første passasjen 6 isolert slik at fluidet i denne er statisk. Fluidet strøm-mer fritt i den annen passasje 8. Med avledningsventilene 12 i motsatte stilling (vist med prikkede linjer) strømmer fluidet gjennom den første passasjen 6 og er isolert i den annen passasje 8. Dermed blir en prøve av flerfase-fluidet som strømmer gjennom passasjen 6, isolert ved å bevege avledningsventilene 12 til den viste stilling.

Straks ventilene 12 er blitt lukket som vist, begynner det fluidet som er fanget i "kalibreringspassasjen" 6 å skille seg i sine fasebestanddeler, og målinger av impedansen blir foretatt gjentagne ganger ved målestasjonen 10. Straks utskillingen er fullstendig blir de aktuelle konsentrasjoner av de rene faser bestemt, og en kalibrering av impedansen med hensyn til konsentrasjonen blir frembragt i henhold til den ovenfor beskrevne fremgangsmåte.

Mens denne kalibreringen av instrumentene i passasjen 6 finner sted, blir fluidet som strømmer fra reservoaret, overvåket i den "virksomme" passasjen 8. Kalibreringen av transduseren i denne ble utført før kalibreringen av passasjen 6. Straks passasjen 6 er blitt kalibrert, blir ventilene 12 beveget til den posisjon som er vist med prikkede linjer, og instrumenteringen i passasjen 8 blir omkalibrert mens fluidet strømmer gjennom passasjen 6. Denne prosessen blir gjentatt for derved å sikre at en oppdatert kalibrering alltid er tilgjengelig for å overvåke fluidets impedans.

For å forhindre en eventuell utidig lukking av strøm-ningsbanen fra oljereservoaret til overflaten, er det tilrå-delig å ha ventilene 12 koblet sammen slik at de bare kan beveges samtidig mellom stillingene ved de heltrukne linjer og de prikkede linjer. Dette vil forhindre enhver blokke-ring av strømningen gjennom apparatet 4.

Ventilene 12 blir typisk fjernstyrt ved hjelp av elektromekaniske eller elektropneumatiske aktivatorer 13. De kan således være elektrisk sammenkoblet ved å tilveiebringe samtidige styresignaler til aktivatorene 13 fra en styreenhet 15. Drift av aktivatorene 13 tilveiebringer et utløsningssignal til en mikroprosessor 14 som får den til å ta gjentatte prøvemålinger fra målestasjonen 10 i kalibreringspassasjen 6 mens det tas målinger av den aktuelle fluidstrømning i ledningspassasjen 8. Mikroprosessoren 14 og styreenheten 15 kan være tilveiebragt integrert idet funksjonene til styreenheten alle er implementert i mikroprosessoren .

Aktivatorene er fortrinnsvis av den type som tilveiebringer indikasjonssignaler når de beveger seg. Dette gjør det mulig for styreenheten å stanse bevegelse av en ventil hvis den andre ikke beveger seg for derved å tilveiebringe et sikkerhetssystem for å forhindre bare en ventil fra å bevege seg.

En annen betraktning ved valg av ventiler er drifts-hastigheten. Selv om de isolerte prøvene ikke må være rep-resentative for fasekonsentrasjonene i det strømmende fluid, blir det foretrukket at fluidet ikke begynner å skille seg i betydelig grad mens ventilene lukker passasjen for å isolere en prøve av fluidet. Den virkelige operasjonstiden som kreves av ventilene, vil avhenge av målerstørrelsen. En mindre måler vil kreve hurtigere drift av ventilene. Den vil også avhenge av det aktuelle fluidet som måles, siden visse flerfase-fluider skilles ut hurtigere enn andre. Et fluidum som har en lang separasjonstid, vil ikke kreve så hurtige ventiler som fluider med hurtige separasjonstider.

Kalibrering av den lukkede passasjen 6 og overvåkning av den virksomme passasjen 8, blir fortrinnsvis foretatt automatisk ved hjelp av mikroprosessoren 14. Denne kan være innrettet for å ta målinger med de nyeste kalibreringsdata tilgjengelige for en passasje, og tilveiebringer disse målingene til en bruker mens den andre passasjen samtidig kalibreres.

Et problem som man støter på med et slikt arrangement som vist på fig. 3, er at når apparatet er montert ved munningen av et oljereservoar, må andelene av fasene til fluidet etter separasjonen bestemmes på avstand. En måte å gjøre dette på, er illustrert på fig. 4. Denne viser kalibreringspassasjen 6 på fig. 3. Denne passasjen er forsynt med en rekke elektroder 16 som kan brukes til å overvåke impedansen gjennom fluidet i passasjen. Passasjen er vist med et trefase-fluid i sin separerte tilstand. Der hvor fasen endres mellom elektrodene, vil det være en trinnendring i impedansmålingen. En slik trinnendring inntreffer mellom elektrodene 16a og 16b og mellom 16c og 16d hvor overgangene fra fase 1 til fase 2 og fra fase 2 til fase 3 inntreffer. Kjennskap til posisjonene av elektrodene 16 og impedansmålingene vil således gi et godt anslag med hensyn til de relative konsentrasjoner av de tre fasene. Signale-ne fra elektrodene 16 kan leveres til mikroprosessoren 14 for å bestemme konsentrasjonen.

I en foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen vil alle elektrodeparene 16 som er vist på fig. 4, være kalibrert, mens passasjen 7 var isolert, og når den virkelig blir brukt til å måle impedansen av trefase-fluidet som strømmer gjennom den, kan et gjennomsnittsstall utledes fra alle målingene.

Det blir klart foretrukket ved bruk av måleren på fig. 3, å montere den vertikalt slik at målestasjonen 10 blir eksponert for et område av konsentrasjoner etterhvert som fluidene separeres. I praksis er det mulig å montere en slik måler ved enhver vinkel for hvilken separasjonen av fasene kan overvåkes, og målerne kan være spesielt konstru-ert for horisontal montering.

Det faktum at måleren gjentatt blir omkalibrert i ledningen, eliminerer de feil som forårsakes av avfettninger som kan bygge seg opp på elektrodene, såvel som eliminering av eventuelle forskyvninger som kan inntreffe på grunn av kablingsposisjoner under kalibrering i laboratoriet. Det gjør det også mulig å foreta direkte målinger av impedansen til den rene fase ved ledningsbetingelser.

Fig. 5 viser et eksperimentelt arrangement hvor prin-sippet for kalibrering av transduseren er blitt testet. Dette omfatter en beholder som er blitt utstyrt med et par elektroder A og B på motsatte sider og inne i beholderen. Disse to elektrodene blir koblet til en impedansbro som overvåker størrelsen av impedansen og impedansens fasevinkel for derved å gi den komplekse impedans.

En blanding av olje, vann og luft blir helt inn i beholderen 20 som effektivt blander de tre fasene. Blandingen separeres så ut med tiden, og impedansen blir målt med jevne mellomrom. Resultatene for loggen av størrelsen på impedansen og fasevinkelen med hensyn til tiden, er vist ved hjelp av kurvene på fig. 6a og 6b, respektive. Hvis det antas at de tre fasene ved null sekunder er jevnt blandet, kan man se at der er en innledende økning i størrelsen på impedansen ved 24, og der er et tilsvarende sprang i fasevinkelen ved dette punktet. Så følger det en jevn økning i størrelsen av impedansen fulgt av en ganske konstant fasevinkel ved 26. Størrelsen av Z øker skarpt ved 28 og der er et tilsvarende trinn i fasevinkelen. Fluidet når så gradvis fullstendig separasjon ved 30. Formen på de oppnådde kurver avhenger av de aktuelle konsentrasjoner og av posisjonen til elektrodene i beholderen.

Det innledende trinn 24 blir forårsaket av at luften i flerfase-fluidet hurtig skilles ut.

En annen type måler som kan tilpasses for kalibrerings-metoden ifølge oppfinnelsen, er gradiomanometeret. En slik måler utleder densiteten til et fluid fra måling av differensialtrykk langs en rørseksjon. En slik transduser er beskrevet i forbindelse med et venturimeter i britisk patent nr. 2.186.981.

Fig. 7 viser et kombinert gradiomanometer og venturimeter av den type som er beskrevet i britisk patent nr. 2.186.981. Dette omfatter en parallell rørseksjon 30 som er gradiomanometer-delen. Venturimeter-delen er sammensatt av en avskrådd rørseksjon 32 fulgt av en ytterligere parallell seksjon 34. Tre trykkuttak 36, 38 og 40 er tilveiebragt, og de overvåker trykk P-^P2og P3, respektive. En dif f eren-sialtrykk-transduser 42 overvåker differensen mellom trykkene P-l og P2fra uttakene 3 6 og 38, og en ytterligere differensialtrykk-transduser 44 overvåker differansen mellom trykkene P2og P3.

I gradiomanometer-delen på fig. 7 blir densiteten til fluidet som strømmer i røret, utledet som en funksjon av differensialtrykket mellom trykkuttakene 36 og 38, en frik-sjonsfaktor, avstanden mellom trykkuttakene og gradiomano-meterets vinkel i forhold til vertikalen.

Hvis de to passasjene 6 og 8 i den måleren som er vist på fig. 3, blir instrumentert som gradiomanometeret, så er det mulig å bruke transduseren til å finne ut densiteten til de rene væskefåsene, deres konsentrasjoner og å til veiebringe et overslag over friksjonsfaktoren for fluid som strømmer i røret.

En gradiomanometer-passasje for bruk i apparatet på fig. 3, er vist på fig. 8. Passasjen er vist med ventilene (12) som isolerer fluidprøven. Passasjen er forsynt med tre trykkuttak 50, 52 og 54 som overvåker trykkene P1#P2og P3. To differensialtrykk-transdusere 56, 58 overvåker trykkdif-feransene mellom P±og P2og mellom P2og P3, respektive.

Straks trefase-fluidet som er vist på fig. 8, har skilt seg, vil kjennskap til posisjonene av overgangene fra vann til olje og fra olje til gass og kjennskap til differensialtrykk-målingene kombinert med posisjonen til trykkuttakene (50, 52 og 54) gjør det mulig å utlede densitetene av vannet,, oljen og gassen. Det frembringer også kunnskap om de relative konsentrasjoner av vann-, olje- og gass-fasene. På fig. 8 gir differensialtrykket P2-P3en god tilnærmelse til oljedensiteten siden gassdensiteten er neglisjerbar sammen-lignet med ol j edensiteten. Dif f erensialtrykket P;]_-P2^T olje/vann-densiteten mellom 50 og 52. Kjennskap til oljedensiteten og de relative posisjoner av olje/vann-grenseflaten, gjør det lett å bestemme vanndensiteten. Det blir imidlertid foretrukket å ha to trykkuttak i den samme separerte væskefase. Så fortrinnsvis vil uttakene 52 og 54 være i oljefasen når den er separert, slik at den lille feilen som ellers forårsakes av gassen, kan neglisjeres.

Posisjonene til overgangen fra vann til olje og fra olje til gass kan overvåkes ved å bruke en rekke elektroder som vist på fig. 4 og som beskrevet ovenfor, eller alternativt ved å tilveiebringe et stort antall trykkuttak og detektere posisjonene til overgangene ved å se etter en signifikant endring i differensialtrykk langs passasjen.

Ettersom ventilene 12 lukkes for å isolere prøven av det enkle eller flerfase-fluidet i passasjen, avtar friksjonsfaktoren etterhvert som hastigheten til fluidet som strømmer i passasjen, avtar. Trykkmålinger foretatt under denne overgangsperioden mellom maksimal strømning og ingen strømning, gjør det mulig å finne et overslag over friksjonsfaktoren Fm. Alternativt kan friksjonsfaktoren bestemmes fra differensialtrykk-målinger foretatt med fluidet strømmende og ikke strømmende i passasjen. Ved å bruke denne friksjonsfaktoren er det så mulig å utlede densiteten av enfase-fluidet eller den midlere densiteten av fluidet i den andre passasjen til transduseren fra de tilsvarende trykkuttak og differensialtrykk-målinger.

Når ventilene 12 er lukket, blir densiteten til fluidet i kalibreringspassasjen bestemt, friksjonsfaktoren er null siden fluidet ikke beveger seg. I den virksomme passasjen hvor fluidet strømmer, omfatter densitetsmålingen en virkning fra friksjonsfaktoren. Ved å sammenligne de to densi-tetsmålingene kan et godt anslag over friksjonsfaktoren utledes.

Det er mulig å bruke bare en ventil 12, og i et slikt arrangement vil denne være anordnet ved oppstrømsenden til måleren. Selv om der ville være interferens på grunn av fluid som strømmer forbi den åpne enden av passasjen, kan denne fjernes ved en gjennomsnitts-metode.

Som i eksemplet med impedansmåleren, blir ventilene 12 brukt til å isolere først en passasje og så den andre passasjen i måleren, for å gjøre det mulig med jevne mellomrom å oppdatere densitetene til den rene fase og friksjonsfaktoren. Målere som benytter denne oppfinnelsen, er gun-stige ved at målerkalibreringen alltid er oppdatert mens data blir samlet inn. Kalibrering blir alltid foretatt ved ledningsbetingelser, dvs. trykk, temperatur osv., og en fullstendig kalibreringshistorie for måleren er tilgjengelig. Kalibreringen blir foretatt med eventuell elektrisk bakgrunnsinterferens tilstede og lider således ikke fra feil som kan opptre på grunn av forskjellig elektrisk interferens mellom en laboratoriekalibrering og posisjonen i ledningen.

Den type måler oppfinnelsen kan anvendes med, er ikke begrenset til en impedansmåler eller et gradiomanometer, men kan være enhver type måler som måler en materialegenskap ved et fluid, f.eks. viskositet eller overflatespenning.

Ved å ha to passasjer, en virksom passasje og en kalib- reringspassasje, er det mulig å fortsette å ta målinger selv om instrumenteringen i en passasje svikter. I en slik situasjon blir målinger foretatt med fluidet alltid strøm-mende i den passasje som har virksomme transdusere. Kalibreringen og målingen kan ikke lenger foretas, og dermed kan målingene ikke garanteres å være så nøyaktige. Imidlertid kan målinger fremdeles gjøres mens den feilaktige instrumen-tering blir reparert.

Det å kunne måle materialegenskapene til et fluid som kommer ut fra en oljebrønn med høyere nøyaktighet tilveiebragt ved hjelp av foreliggende oppfinnelse, tilveiebringer meget bedre kunnskap om et oljereservoar, og det gjør det mulig å optimalisere den totale produksjonen fra vedkommende reservoar.

Claims (16)

1. Apparat for måling av minst en egenskap ved et strøm-mende flerfase-fluid, hvilket apparat omfatter et par hovedsakelig parallelle passasjer gjennom hvilke det strømmende fluid kan dirigeres, samt en anordning for å isolere en av passasjene slik at fluidstrømning blir forhindret i denne,karakterisert vedat en transduser er koblet til et målepunkt i hver passasje for å måle den minst ene egenskap, idet data fra transduseren kan brukes til å kalibrere målinger foretatt med apparatet, og at en anordning er tilveiebragt for å beregne, ut fra responsen til transduseren i den isolerte passasjen, kalibreringsdata for den transduser som måler den nevnte egenskap ved det strømmende fluidet i den passasje som ikke er isolert.

2. Apparat ifølge krav 1, karakterisert vedat respektive ender av passasjene er koplet til et rør.

3. Apparat ifølge krav 1 eller 2,karakterisert vedat isoleringsanordningen omfatter et par ventiler, en ved hver ende av passasjene, og ved at ventilene kan drives for å isolere den ene eller den andre av passasjene.

4. Apparat ifølge noen av de foregående krav,karakterisert vedat isoleringsanordningen blir drevet gjentatte ganger for periodisk å isolere først en passasje og så den annen, slik at målinger blir foretatt på det strømmende fluid i en passasje mens kalibrering blir utført for den isolerte passasje.

5. Apparat ifølge krav 4, karakterisert vedat det er tilveiebragt en anordning for å sikre at begge ventilene virker for å isolere den samme passasje.

6. Apparat ifølge noen av de foregående krav,karakterisert vedat kalibreringsdata blir oppnådd ved en forutbestemt tid etter at den relevante passasje er isolert.

7. Apparat ifølge krav 6, karakterisert vedat beregningsanordningen er anordnet for å motta data fra hver transduser ved drift av isoleringsanordningen.

8. Apparat ifølge noen av de foregående krav,karakterisert veden anordning for å bestemme de relative konsentrasjoner av fasene etter separasjonen i den isolerte passasje.

9. Apparat ifølge noen av de foregående krav,karakterisert vedat transduserne omfatter en impedansmåler koblet til to elektroder ved hvert målepunkt .

10. Apparat ifølge noen av de foregående krav,karakterisert vedat mer enn en transduser er anordnet i hver passasje.

11. Apparat ifølge krav 10, karakterisert vedat transdusere ligger i avstand fra hverandre langs hver passasje.

12. Apparat ifølge noen av de foregående krav,karakterisert vedat hver passasje omfatter en differensialtrykk-måleanordning.

13. Fremgangsmåte for måling av minst en egenskap ved et strømmende fluid, hvilken fremgangsmåte omfatter dirigering av fluidet inn i to hovedsakelig parallelle passasjer og frembringelse av kalibreringsdata for målingen fra målinger foretatt i en av passasjene, karakterisert vedat en passasje isoleres for å forhindre strømning i denne, at nevnte egenskap måles i den isolerte passasje, og at ut fra denne ikke-strømmende målingen beregnes de nødvendige kalibreringsdata for den tilsvarende strømningsmåling.

14. Fremgangsmåte ifølge krav 13,karakterisert vedat isoleringstrinnet blir vekslet mellom de to passasjene.

15. Fremgangsmåte ifølge krav 13 eller 14,karakterisert vedat målinger blir foretatt i den isolerte passasje inntil alle tilstedeværende faser er fullstendig separert.

16. Fremgangsmåte ifølge krav 15,karakterisert vedat målingene blir foretatt på de rene faser etter separasjon.