NO322175B1 - Sporstoffmalinger i fasevolumer i flerfaserorledninger - Google Patents

Abstract

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for måling av de totale fasevolumene i en flerfasestrøm i rørledninger. Flerfasefraksjonene omfatter gassfase, hydrokarbonvæskefase og/eller vannfase og/eller transporterte faste stoffer. Ifølge oppfinnelsen injiseres en eller flere tracere inn i rørledningen fortrinnsvis ved rørledningens innløp. Videre måles tracerkonsentrasjonen(e) som en funksjon av tid ved injeksjonspunktet og ved et eller flere målepunkter nedstrøms for injeksjonspunktet. Videre måles den nødvendige gjennomsnittlige oppholdstid for å transportere nevnte injiserte tracer(e) fra injeksjonspunktet til nevnte et eller flere målepunkter, idet kalkulasjon av nevnte væskefasevolum kalkuleres basert på injisert tracer(e) og de målte tracerkonsentrasjoner samt gjennomsnittlig oppholdstid.

Description

Oppfinnelsens tekniske område er flerfasestrøm i rør-ledninger, for eksempel i petroleumsindustrien. Oppfinnelsen relaterer seg til en fremgangsmåte for måling av de totale fasevolumene i en flerfasestrøm i rørledninger, der flerfase-fraksj onene omfatter hydrokarbonvæskefase og/eller gassfase og/eller vannfase og/eller faststoff-fase.

For dimensjonering og drift av flerfaserørledninger, er kunnskapen om volumet til væskefasen helt vesentlig for å estimere trykkfallet i ledningene og for dimensjonering og drift av flerfaseledninger og for mottaksfasilitetene. Særlig for gasskondensatledninger, der væskeinnholdet i ledningen sterkt kan avhenge av strømningsraten, kan den valgte diameter på rørledningen, utformingen av væskefangeren (volum og dreneringsrate) og driftsprosedyrer optimaliseres, om eksakte estimater av væskevolum i de forskjellige strømnings-hastighetene er tilgjengelig. For produksjonssystemer for gasskondensat må det tas høyde for produksjonsscenarier som oppstart, produksjonsøkninger, rensing av rør og haleproduk-sjon. Pålitelig informasjon og målinger av væskevolumene i andre ledninger i det samme parameterområdet som ledningen er dimensjonert for, kan benyttes for å finstemme og verifisere en prediktiv modell for flerfasestrømning som skal benyttes som verktøy for engineering av den angjeldende ledningen. Målinger av væskevolumene i ledningen i operasjonsfasen, kan benyttes for å optimalisere driften og derved forbedre produktkvalitet og produksjonsregularitet.

Fluider fra reservoarer eller produksjonsfasiliteter transporteres gjennom produksjonsrørledninger og/eller eksportrørledninger til mottaksfasiliteter for videre raffinering. Strømmen i både produksjons- og eksportledningen vil være flerfasestrøm, det vil si en gassfase og/eller en. hydrokarbonvæskefase og/eller en vannfase og/eller en fast-stof f ase vil kunne bli transportert gjennom rørledningen.

Fasene vil bli transportert med ulike gjennomsnittlige hastigheter gjennom rørledningen. Flere transportmekanismer for fasene kan erfares: transport som væskefilm, transport som dråper i gass- eller andre væskefaser, transport som væskepropp eller bølger, transport av gass som bobler, transport av partikler i en væske og så videre. Kondensering/evaporering/viskositetsøkning kan også opptre under transporten.

Den gjennomsnittlige hastighet for hver fase gjennom ledningen avhenger av transportmekanismene som erfares i ledningen. Hastighetene langs ledningen kan variere.med ledningens profil, endringer i diameter, trykkene, tempera-turene, kondensering og endringer i strømmingsrater (innkom-mende rørledninger i nettverkene). Forskjellene i fasehas-tigheter vil gi forskjellige fasevolumfraksjoner i tverr-snittene langs ledningen.

De totale fasevolumene i ledningen er direkte kalkulert fra de lokale fasefraksjonene langs linjen. På grunn av de kompliserte transportmekanismene kan ikke de lokale fasefraksjonene enkelt estimeres. Simuleringsverktøy som inkorpo-rerer flerfasestrømningsmodeller benyttes derfor for å prediktere fasefraksjonene langs ledningen, det totale volumet til fasen i ledningen, og trykkfallene. Et standard verktøy som her benyttes er den dynamiske flerfasekoden OLGA 2000, men også stabil tilstandsledningssimulatorer kan også benyttes.

Simuleringsverktøyene benyttes som verktøy for engineering i forbindelse med dimensjonering og for driftsstøtte. Flerfasestrømningsmodellene er basert på korrelasjoner, som vanligvis er basert på småskala eksperimenter i laboratorier. Feltmålinger benyttes derfor for å verifisere modellene. Feltmålinger kan også benyttes for å finstemme strømnings-modellene for spesifikke ledninger. Feltmålinger av de totale fasevolumene for flerfaseledninger er svært viktig for veri-fikasjon og avstemming av modellene.

For øyeblikket er det bare en tilgjengelig metode for å måle volumet til væskefasen eller væskeinnholdet i en fler-faseledning i petroleumsindustrien. Metoden benytter en pigg eller rørrenser (en fysisk hindring) som dytter væsken ut av ledningen. Væskevolumet i rørledningen er kalkulert basert på de målt væskevolum som kommer inn i innløpsvæskeproppfangeren (ved rørledningens utløp) under hele perioden fra start av rensingsoperasjonen i røret til piggen kommer fram til rørledningens utløp.

Transportfasilitetene må utformes for pigging av røret, for å gjøre denne metoden mulig. Det kreves at væskepropp-fangeren har påmontert nøyaktige enheter for nivåmåling og/eller nøyaktige strømningsmålere. For utvikling av under-vannsfelt kan pigging vanligvis bare anvendes ved innføring av en pigg fra en spesielt utformet borerigg. Kostnadene forbundet med operasjoner for rensing av rør vil derfor være svært store.

I det tilfelle at en separator/væskeproppfanger, som er liten sammenlignet med ledningens væskevolum, er installert ved rørledningens utløp, må væskeoppsamlingen i fronten av piggen tas gradvis inn i mottaksfasilitetene for ikke å over-skride kapasiteten for væskehåndtering. Dette vil gi en lavere regularitet for produksjonssystemet og kostnadene forbundet med målinger av væskeinnholdet ved flere strømnings-rater kan bli store, eller til og med ikke gjennomførbare.

For mange systemer er ikke nøyaktigheten til nivå- og strømmålingsmålerne i separatoren/væskeproppfangeren til-strekkelig for å få pålitelige målinger av de totale væske-fasevolumene. På grunn av unøyaktigheten ved nivåmålingen mellom væskefasene og/eller unøyaktighetene til strømnings-målerne, er det spesielt vanskelig å måle fasevolumene for hver av væskefasene separat. Vanligvis vil piggingsmålingene høyst gi pålitelige målinger av det totale væskeinnhold i rørledningen.

Injeksjon av en tracer eller et sporstoff i en rørledning med flerfasestrømning har ikke tidligere vært foreslått for måling av fasevolumene i rørledninger med flerfasestrømning. Det er imidlertid velkjent i industrien å måle volumetrisk strømningsrater av faser i en rørledning ved å benytte en injisert tracer.

US 5,047,632 og US5,306,911 beskriver en fremgangsmåte for å bestemme hastighetene i en flerfasestrøm i en rørled-ning. Strømmen er satt sammen av en letter dispergert fase og en tyngre kontinuerlig fase. En tracer er sprøytet inn (eller aktivert) i strømmen ved et valgt første sted på rørledningen ved å blande (eller å aktivere) en del av en tracer med den kontinuerlige fasen. Konsentrasjonen av traceren ved et andre valgt sted på rørledningen måles ved hjelp av en detektor som en funksjon av tiden, t, for derigjennom å få et signal S(t). Deretter er et forhold knyttet til signalet S(t), for så å komme fram til verdiene på hastigheten U til den kontinuerlige fasen. Slipphastigheten vs på denne dispergeringsfasen sett i relasjon til hastigheten til den kontinuerlige fasen, er også fordelaktig bestemt. Fra verdiene på hastighetene U og vs, og fra volumfraksjonen yi til den kontinuerlige fasen i rørledningen (oppnådd ved en tilordnet måling), kan de volumetriske strømningsrater både til den kontinuerlige og den dispergerte fasen bestemmes.

EP 0 167 233 beskriver en fremgangsmåte for fastlegging av den volumetriske strømningsraten til flerfasevæske-strømmer, for eksempel for strømmen av en blanding av olje/vann i en ledning, ved hjelp av uttynningsteknikk. En kjent mengde av en radioisotopisk tracer injiseres inn i minst en av fasene og konsentrasjonen av tracer i strømmen bestemmes ved et nedstrøms målepunkt, for derigjennom å muliggjøre måling av flerfasestrømmen. Traceren(e) som benyttes må være oppløselige i bare en av fasene i fluid-strømmen, med den forutsetning at hvor et flertall av tracere benyttes, er ingen av tracerne oppløselige i mer enn en av fasene. Følgelig er hovedtrekket ved EP 0 167 233 å benytte ikke-partisjonerende tracere.

GB 2,362,220 beskriver en fremgangsmåte der en ikke-forurenset, oppløselig tracer innføres i en fluidstrøm, slik som vann og der anordningen inkluderer en anordning for å generere traceren, en anordning for introdusering en kjent mengde tracer inn i fluidstrømmen, anordninger for å blande traceren med fluidet, anordninger for å måle resultantkonsen-trasjonen av tracer og anordninger for å kalkulere strøm-ningsraten til fluidet. Oppløsningsraten til traceren beregnes og benyttes for å komme fram til fluidstrømningsraten.

Det skal understrekes at ifølge de publikasjoner som er omtalt ovenfor, er måling av den volumetriske strømningsraten avhengig av injeksjon av en ikke-partisjonerende tracer inn i rørledningen.

Et formål med oppfinnelsen er å fremskaffe en fremgangsmåte for måling av de totale fasevolumene i rørledninger med flerfasestrømning, for derved å 1. verifisere og/eller å forbedre modellene som benyttes for å utforme og dimensjonere rørledninger og prosessen,

og/eller

2. forbedre produksjonsprosessene og prosessøkonomien når rørledningen er i drift.

Et andre formål med oppfinnelsen er å fremskaffe en fremgangsmåte for slike målinger der målingene kan utføres uten signifikante utslag på pågående produksjon fra olje-og/eller gassbrønner, og for derved å forbedre regulariteten til produksjonsprosessen.

Et tredje formål ved oppfinnelsen er å fremskaffe en fremgangsmåte for slike målinger ved benytte en partisjonerende tracer, noe som tillater at oppfinnelsen også kan benyttes selv når der skjer kondensering/evaporering i rørledningen.

Et ytterligere formål er å fremskaffe en fremgangsmåte for slike målinger som minimerer estimeringsfeil på grunn av feil i den antatte oppholdsdistribusjon.

Formålene oppnås ved en fremgangsmåte som videre de-finert i den karakteriserende del av krav 1, lest i sammen-heng med kravets innledning. Ytterligere utførelsesformer av oppfinnelsen er beskrevet i de uselvstendige kravene 2-9.

Oppfinnelsen er karakterisert i de selvstendige krav og vedrører en fremgangsmåte for måling av de totale fasevolum (hydrokarbon væske og/eller vannfase og/eller transporterte faste faser) i flerfaserørledninger. Oppfinnelsen er basert på injeksjon av partisjonerende tracere inn i en rørledning ved innløpet, enten direkte, om rørledningen er fra utstyr på et plattform dekk eller onshore fasiliteter, eller via serviceledninger for en rørledning fra en undervannsinstalla-sjon, og måling av konsentrasjonen og gjennomsnittstiden det har tatt fra injeksjonen inntil konsentrasjonen av traceren har stabilisert seg på nevnte målingspunkt(er).

Partisjonende tracerne benyttet ifølge foreliggende oppfinnelse er av en type som er egnet for bruk for flere faser. I tilfelle av en singel gassfase, som er relevant for mange rørledninger, introduseres kun en partisjonerende tracer i rørledningens innløp, idet traceren bare går inn i gassfasen.

Tracerne er en kompound, enten radioaktive eller kjemiske, som kan injiseres og måles i små konsentrasjoner. Valg av tracere vil avhenge av fluidsammensetningen og trykk-og temperaturprofiler i rørledningen. De termodynamiske egenskapene til traceren må være optimaliserte for disse spesifikke forhold for å minimalisere målefeil. Traceren bør velges på en slik måte at konsentrasjonen av tracer i væsken varierer så lite som mulig langs rørledningen. Dette vil minimalisere estimeringsfeil på grunn av feil i den antatte væskeansamlingsfordeling.

Målingene gjøres for en multifase rørledning hvor stabil tilstandsbetingelser er oppnådd. Under målingene holdes strømningsforholdene konstant. Måleprinsippet er å måle likevektsmengden med tracere i rørledningen ved gitte strømningsrater for tracere. Dette kan gjøres ved å injisere en tracer med en konstant tracerstrømningsrate ved innløpet, startende på et gitt tidspunkt og ved å måle konsentrasjonen av tracer ved utløpet som en funksjon av tid inntil likevektsnivået er nådd. Forskjellen mellom tracer-strømmen inn og ut er lik likevektsmengden med tracer i rørledningen. Denne mengden kan også måles ved å bruke en tracer-puls ved innløpet, og ved å måle responsen ved utløpet.

I en rørledning med gasskondensat kan innstrømningen være en enkeltfaset gass eller gass som kan inneholde en fraksjon av væske. Væsken vil typisk kondensere ut fra gassen på grunn av nedkjøling og trykkfall etter hvert som gassen transporteres gjennom rørledningen. Fra trykk- og temperatur-profilene i rørledningen, som kan beregnes fra en flerfase strømningssimulator, kan stabiltilstandsstrømningsratene til væske- og gasstrømmen langs ledningen beregnes ved termodynamiske likevektskalkulasjoner. Strømningsraten i stabil-tilstanden til traceren i væske- og gassfasen langs rørledningen kan også bli beregnet. Tracerens likevektskon-sentrasjonen for en fase avhenger kun av den totale strøm og de totale tracer-strømningsrater til fasen, og ikke den detaljerte transportmekanismen (dråpetransport, og lignende). Termodynamiske likevektsberegninger kan derfor nyttes for å regne ut konsentrasjonen av tracer i væske- og gassfåsene.

Når en har målt den totale mengde med tracer i rørled-ningen, kan en korrigere for mengden med tracer i den fasen som ikke måles av den valgte tracerkomponenten. Vanligvis er mengden av hydrokarbontracer i vannfasen og mengden av vanntracer i hydrokarbonfasen svært små, og kun korreksjoner er nødvendig for mengden med tracer i gassfasen. Ved å bruke ovennevnte termodynamiske kalkulasjoner, kan den prosentvise andel av tracer i gassfasen bli kalkulert, for derved å finne mengden av tracer i vannfasen.

Ved å vite mengden med tracer i væskefasen, kan det totale væskevolumet regnes ut direkte om tracer-konsentrasjonen i væsken var en kjent konstant lang ledningen. Tracerkonsen-trasjonen i væskefasen kan beregnes langs rørledningen, basert på det estimerte trykk- og temperaturprofil langs ledningen, idet den totale strømningssammensetning og tracer-strømmen kan beregnes ved å benytte en termodynamisk trykk-avspennings (for eksempel ved å benytte regneprogrammet PVT-sim) .

Generelt vil konsentrasjonen av tracer i væskefasen variere langs ledningen. Dette betyr at målingene ikke bare avhenger av den totale mengde med væske i rørledningen, men også av distribusjonen av væsken langs rørledningen. For å minimalisere effekten av væskedistribusjonen, er det svært viktig å velge en tracer med termodynamiske egenskaper som gjør konsentrasjonen av tracer så nær opp mot en konstant som mulig langs ledningen.

Tracermålingene av fasevolumene krever at det er et injeksjonspunkt for traceren ved innløpet til flerfase-ledningen og at det er et eller flere målepunkter nedstrøms for injeksjonspunktet, fortrinnsvis minst ved utløpet til rørledningen, hvor konsentrasjonen av tracer kan bli målt. For undersjøsystemer kan traceren injiseres gjennom en av ledningenes injeksjonspunkter for kjemikalier. Målingene kan utføres uten å påvirke produksjonen. Ingen ekstra væskebe-lastning sammenlignet med den normale produksjonen vil bli introdusert ved mottaksfasilitetene, forårsaket av tracer-målingene. Ved å introdusere flere tracer-komponenter kan volumet av alle faser i ledningen måles.

Tracer-målingene av fasevolumene er karakterisert ved injeksjon av en eller flere tracere inn i rørledningen, fortrinnsvis ved innløpet og ved måling av tracer-konsentrasjonen(e) som en funksjon av tid ved punktet for injeksjon og et eller flere målepunkter nedstrøms for injeksjonspunktet, og ved å måle gjennomsnittlige oppholdstid for transport av injisert tracer til nevnte et eller flere målepunkter, idet væskefasevolumet eller volumene kan kalkuleres basert på mengden av injiserte tracere og de målte konsentrasjoner av tracer og gjennomsnittlig oppholdstid.

Tracerne omfatter en eller flere partisjonerende tracere som er valgt for å etterligne transporten av fasene for skal måles og er injisert inn i rørledningen, idet strømmen fortrinnsvis holdes konstant under målingene, og at valg av tracere er slik at nevnte konsentrasjon(er) av tracer i væskefasen varierer så lite som mulig.

Tracer-målingene ved volummetoden kan benyttes regulært for måling av fasevolumene i flerfaserørledninger, når systemet ikke er beregnet for regulær pigging. Metoden gir også fasevolumene til alle fasene som transporteres gjennom ledningen. Målingene virker ikke inn på normal produksjon og kan derfor utføres uten å redusere regulariteten til produksjonssystemet.

Figur 1 viser hvordan de relative vektfaktorene for alkantracere varierer langs en eksemplifisert rørledning, mens

figur 2 viser målte konsentrasjon av kondensattracer for et høyproduksjonsnivå, gitt som en funksjon av tid.

Fremgangsmåten har vært testet på en rørledning i Nordsjøen som transporterer gasskondensat. Fasevolumene til kondensatet og vann/mono etylenglykol fasen (MEG-fasen) ble målt separat ved å benytte tracermålinger.

Siden væsken kondenseres ut fra gassen langs rørled-ningen, er det som forklart ovenfor, viktig å velge tracere med optimale termodynamiske egenskaper for å maksimere nøy-aktigheten på målingene. Hva som måles er den gjennomsnittlige separate oppholdstiden av kondensat og vann/MEG-fasetracere. Basert på den gjennomsnittlige oppholdstid og en gitt injeksjonsrate for tracer, kan en lett regne ut den totale tracermengde som er i rørledningen ved ekvilibrium. Basert på den totale tracermengde og konsentrasjonene av tracer i væske- og gassfasen, kan en regne ut det totale væskefasevolumet.

Tracer må velges ut for å møte to kriterier: Tracer-fraksjonen i gassen må ikke være for stor, siden en må korrigere for denne fraksjonen når en beregner væskefasevolumet.

Tracer-konsentrasjonen i væskefasen må være så nær en konstant som mulig langs hele rørledningen.

For disse testene ble det bestemt å bruke radioaktive tracere, et tritiumbehandlet alkan for kondensatfasen, og enten tritiumbehandlet vann eller MEG for den vannholdige fasen. For å kunne velge de beste tracerne ble trykk- og temperaturdistribusjonen langs rørledningen for målings-forholdene kalkulert ved å bruke multifase rørledningssimu-latoren OLGA. Basert på trykk- og temperaturdistribusjonen og den totale strømningskomposisjonen, inkludert mulige tracere, ble fasestrømmene og konsentrasjonen av mulige tracere i gass- og væskefasene beregnet ved å benytte programmet PVT-sim.

Figur 1 viser de relative konsentrasjonene av ulike alkaner langs rørledningen. Som vist er den relative

konsentrasjonen av oktan (C8) nær konstant, bortsett fra i en kort del av rørledningen nær innløpet. Dette er en akseptabel variasjon. Tritiumbehandlet oktan ble derfor valgt som tracer for kondensatet. For den vannholdige fasen viste tilsvarende

beregninger at både tritiumbehandlet vann og MEG var gode tracere. Tritiumbehandlet vann ble valgt basert på pris og tilgjengelighet.

Transportledningen løper mellom utstyret på to platt-formdekk. Tracerne kunne derfor injiseres direkte ved rør-ledningens innløp ved å benytte små høytrykkspumper. Tracer-oppløsningene (en blanding av isopropanol, tritiumbehandlet vann og tritiumbehandlet oktan, og iodobenzen) ble injisert ved en rate på 0,5 ml/min. Fra starten av eksperimentet ble kondensat-traceren injisert med en konstant rate over en periode på 21 timer mens vann/MEG-tracer ble injisert over en periode på 72 timer.

Væskeprøver fra rørledningens utløp ble tatt fra et prøvepunkt med jevne intervaller. Prøver ble tatt ved rørled-ningens utløpsforhold, det vil si rundt 100 bar og 7°C, men umiddelbart flashet til atmosfærisk trykk under prøve-taking. Før offshoreanalysene fant sted, ble prøvene varmet til romtemperatur, rundt 20°C. Fasene ble så separert, filtrert og blandet med scintillasjonsvæske før de ble analysert med en scintillasjonsskanner. På figur 2 nedenfor vises målings-dataene for kondensat-tracer for et høyt produksjonsnivå som en funksjon av tid. En ser at kondensat-traceren beveger seg tilnærmet som en front gjennom rørledningen. Ved å benytte disse dataene og programmet MATLAB, ble gjennomsnittlig oppholdstid for kondensat-traceren bestemt til å være 19,6 timer.

Som nevnt ovenfor er basis for beregningen den gjennomsnittlige oppholdstid T. Massekonservering for hver tracer er gitt av:

hvor

Oi. og a.g er fyllingsmengde av væske og gass som funksjon av posisjon x,

Ci og c. g. er konsentrasjonen av tracer i henholdsvis væske, respektive gass, (mol/m3) ,

A er rørledningens tverrsnittsareal (m<2>) ,

La er den konstante injeksjonsstrøm av tracer ved rørledningens innløp (mol/s), I. L( t) er tracer-strømmen ved rørledningens utløp (mol/s), og T er den gjennomsnittlige oppholdstid for tracer gjennom rørledningen, som beregnet fra det andre integralet i ligning (1) •

L er rørledningens lengde.

La

V. 1L : volumstrøm av væske ved utløpsbetingelsene (m<3>/s)

Vi = u.j. eti A : volumstrøm av væske (i posisjon x)

V. g. = u. g. ag. A : volumstrøm av gass (i posisjon x)

= Ci Ui' ai A : strøm av tracer i væske (i posisjon x)

Lg. = c. g Ug oCg. A i strøm av tracer i gass (i posisjon

x)

hvor u'ene er fasehastighetene i m/s. Da ser en at

La

i.i. = Li./ Lar v. L = V. i/ V. ih, Lg. = Lg./ Lo. and v. g = V. g./ V. 1L.

Ved å sette <xg = 1- cti og føre inn ovennevnte forhold kan en skrive ligning (1) som

Lq. er en gitt kvantitet. I PVT-kalkulasjonen (trykk-, volum-og temperaturkalkulasjonene) lar en tracer være representert med en liten molarf raks jon av nC8 (normal oktan) benevnt £tot.

Deretter lar en

Mi : molarfraksjon av væske

Mg. : molarf raks jon av gass

£1 : molarfraksjon av nC8 i væske

£. g : molarf raks jon av nC8 i gass.

Disse kvantitetene kan bli funnet ved PVT-kalkulasjoner for forskjellige posisjoner langs rørledningen.

En kan da skrive

La

ju.j. : spesifikk volum av væske [cm<3>./mole] og S : den totale molarstrøm [mole/s].

En kan da skrive

slik at

Disse kvantiteter kan også finnes ved PVT-kalkulasjoner langs rørledningen. For å evaluere det første integralet i ligning (2) trenger en bare væskes fyllingsmengde eti (som en funksjon av x). Vi antar at en væskes fyllingsmengde som er en ukjent faktor A multiplisert med den kjente fyllings-mengdedistribusjon fra OLGA. I ligning (2) er væskestrømmen V. iL ved utløpet antatt å være kjent (målt) , og transporttiden T kan bli kalkulert fra tracerkonsentrasjonens respons ved utløpet. Da har en den følgende ligning for Å: Det akkumulerte væskevolum er da gitt av

der ocioLGA er tatt fra en samsvarende OLGA-simulering.

Ti punkter spredd langs rørledningen ble valgt og flash av innløpskomposisjonen ved disse ti trykk/temperatur punkter ved bruk av PVT-sim. Disse PVT-dataene ble samlet på et Excel regneark hvor en tabell for nødvendige kvantiteter for å evaluere integralet i ligning (3) ble kalkulert. Fyllings-mengden a ( x) i ligningen ble tatt fra OLGA-simuleringen. Et Matlab program ble skrevet for å evaluere integralet basert på data fra Excel regnearket. Fyllingsmengdeprofilen fra OLGA har en Verdi for hver computational seksjon av rørledningen, og de samsvarende kvantiteter i integranden ble funnet ved spline interpolering i 10-punktstabellen.

Basert på denne computational prosedyre og den gjennomsnittlige oppholdstid for dataene på figur 2 nedenfor, ble kondensatfasevolumet regnet til å være 1115 m3 som samsvarer rimelig vel med prediksjonen gjort av OLGA.

Claims (9)

1. Fremgangsmåte for måling av de totale fasevolumene i en flerfasestrøm i rørledninger, der flerfasefraksjonene omfatter gassfase, hydrokarbonvæskefase og/eller vannfase og/eller transporterte faste stoffer, karakterisert ved injeksjon av en eller flere tracere inn i rørledningen, fortrinnsvis ved rørledningens innløp, og ved å måle tracer-konsentrasjonen(e) som en funksjon av tid ved injeksjonspunktet og ved et eller flere målepunkter nedstrøms for injeksjonspunktet og ved å måle den nødvendige gjennomsnittlige oppholdstid for å transportere nevnte injiserte tracer(e) fra injeksjonspunktet til nevnte et eller flere målepunkter, idet kalkulasjon av nevnte væskefasevolum kalkuleres basert på mengden av injisert tracer(e) og de målte tracer-konsentrasjoner samt gjennomsnittlig oppholdstid.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, der en eller flere partisjonerende tracere injiseres inn i rørledningen, idet strømmen fortrinnsvis holdes konstant under målingene, og at valg av tracer(e) er slik at nevnte tracer-konsentrasjon(er) i væsken varierer så lite som mulig langs rørledningen.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, der tracerne er beregnet på å etterligne transporten av fasene som skal måles, idet tracerne transporteres gjennom ledningen ved å ta hensyn til effektene av kondensering, dråpetransport i andre faser, tilbakestrømming og bølgetransport.

4. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1-3, der tracerne er av en type som er egnet for å entre en gassfase og deretter kondensere til væskefase eller en fastfase, nedstrøms for inj eksj onspunktet.

5. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1-4, der traceren injiseres med en kontrollert rate, at tracer-konsentrasjonene måles ved nevnte målepunkt, fortrinnsvis i det minste ved rørledningens utløp og at fasevolumene beregnes ut fra mengden av injiserte tracere, tracer-konsentrasjonen i hver fase og tracernes gjennomsnittlige oppholdstid i rørledningen.

6. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1-5, der likevekts-konsentrasjonen(e) til nevnte tracer(e) i strømmen i rørledningen måles ved gitte tracer-strømningsrater.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 6, der en tracer injiseres med konstant strømningsrate inn i innløpet; der målingen av tracer-konsentrasjonen starter for de ulike fasene ved utløpet som en funksjon av tid, inntil likevektsstadiet er nådd, der forskjellen mellom tracer-strøm inn i rørledningen og ut av rørledningen er likevektsmengden av tracer i rørledningen.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 6, der likevektsmengden av tracer i rørledningen kan måles ved å benytte en tracer-puls ved innløpet og måle responsen ved utløpet av rørledningen.

9. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1-8, der målingene benyttes for å kalibrere flerfasestrømningsmodellene som benyttes for online- og ingeniørarbeidssimulator.