NO330714B1 - Bestemmelse av flerfasesammensetning - Google Patents

Abstract

Metode for å måle total hydrokarbon-sammensetning, molare fraksjoner til gass og væske, samt GOR (gas oil ratio) eller CGR (condensate gas ratio) i flerfasestrømning uten bruk av instrumentering i strømningen og uten bruk av enfase-bunnhullsprøver. Man finner totalkomposisjonen, GOR eller CGR ved å utvide prøvetaking og analyse av gassen og oljen til to forskjellige trykk- og/eller temperaturbetingelser. Fra dette utvidede sett med individuelle fase- komposisjoner kan man regne ut gassens og oljens (eller kondensatets) molare fraksjoner og dermed den totale hydrokarbonkomposisjonen. Ulike termodynamiske betingelser, endringer i trykk og/eller temperatur, oppnås i flerfasestrømningen når strømningen for eksempel passerer en strupeventil.

Description

Introduksjon

Den foreliggende oppfinnelsen beskriver en metode for å bestemme den totale hydrokarbon sammensetningen og molare fasefraksjoner i en flerfase strømning omfattende gass- og væskefaser, og hvor dette gjøres uten bruk av strømnings-instrumentering eller ved bruk av enfase-prøvetaking.

Videre kan de volumetriske fasefraksjoner beregnes fra de molare fraksjonene ved å bruke kunnskap om fasenes molare volumer.

Bakgrunn og kjent teknikk

Kjennskap til den totale hydrokarbon sammensetningen er viktig av mange grunner. En grunn er at den brukes som input i forskjellige typer instrumentering som for eksempel i flow-computere til flerfase- og våtgass målere.

En annen grunn er at den brukes som inngangsdata for simuleringer av rørledningstransportkapasitet og "flow assurance". Videre grunner er for å kunne optimalisere prosessering og raffinering, og for å beregne den økonomiske verdien til en strømning, for reservoarstyring, og for å kunne utføre feilsøking.

Den økonomske verdien av en hydrokarbonstrømning er direkte relatert til sammensetning (komposisjon) av strømningen. Kostnader knyttet til transport, separering og raffinering av hydrokarbonstrømningen er også bestemt av komposisjonen. Dermed er best mulig kjennskap til nøyaktig komposisjon en viktig faktor for å optimalisere inntjeningen og minimalisere operasjonelle kostnader (OPEX), f.eks. optimalisering av produksjon, transportering og prosessering for optimal regularitet og inntjening for et gitt feltutbygging.

Viktigheten av å kjenne til den samlede eller totale sammensetningen gjør at det er av stor betydning å ha en teknikk som ikke er avhengig av målinger som til tider kan introdusere store usikkerheter.

Den vanlige metoden som brukes i dag når det gjelder å bestemme komposisjonen av en hydrokarbonflerfasestrømning er å analysere prøver av gass og olje som tas ut fra steder som er av interesse i produksjonsanlegget, og ved å bruke strømnings-rateinformasjon tilveiebrakt av gass- og oljestrømningsmålere eller flerfasemålere for å rekombinere de målte gass- og oljekomposisjonene til en total hydrokarbonkomposisjon. Gassens og oljens molare volum må også være kjent for å kunne utføre denne rekombineringen.

Eksisterende teknikker blir brukt for brønntesting, allokering, produksjon og reservoarstyring etc.

US-2008/0295607A1 viser en metode for innholdsbestemmelse av et hydrokarbon flerfasefluid som strømmer gjennom et rør ved hjelp av empirisk basert parameterisering av termodynamiske egenskaper som omfatter differensielt trykk og temperatur ved to prøveuttakssteder. Prøveanalyse omfatter å bestemme volum og molar fraksjoner av de enkelte kjemiske komponentene. Den viktigste forutsetning for at denne metoden skal kunne fungere er at en fraksjonsmåler "measuring cell" er installert i strømningen. Som nevnt i publikasjonen kan dette gjerne være basert på radioaktiv tetthetsmåling. Slike radioaktive tetthetsmålere for fraksjons måling er en essensiell komponent i de fleste flerfase målere i bruk i dag. Metoden som beskrives kan imidlertid ikke brukes uten en "measuring cell" montert i rørledningen.

Den foreliggende oppfinnelsen fungerer uten bruk av noen form for fraksjonsmåling i strømningen, noe som gir flere fordeler.

Dagens metoder har sine svakheter. Av og til blir inkonsistente komposisjoner tilegnet, og avhengig av omstendligheter kan det være vanskelig å bestemme nøyaktig hvor feilen ligger. Det vil derfor være en fordel å ha en ekstra uavhengig metode for å bestemme komposisjon.

Det er velkjent at strømningsmåling er utsatt for målefeil når man skal bestemme komposisjonen og gass/olje forholdet til en brønnstrømning.

Bruk av de kjente metoder kan ha store usikkerheter i strømningsmålingene avhengig av strømningsregime, gass/væske forhold, vannfraksjon etc. Nøyaktigheten påvirkes også av strømningens komposisjon og komposisjonsbestemte parametre som tetthet, viskositet, permittivitet etc. Det er derfor en fare for at dårlige strømningsmålinger brukes til å beregne en dårlig komposisjon som i sin tur brukes til å beregne fluid egenskaper som brukes av instrumenteringen. Dette kan igjen føre til å strømningsmålingene blir enda dårligere.

Alternativt kan den totale komposisjonen finnes fra bunnhulls enfase prøver, men slike prøver kan det være vanskelig og dyrt eller av og til umulig å få tak i.

Feil i komposisjonen vil resultere i store, unødvendige kostnader pga feilaktig grunnlag for videre prosessering. Eksempler er ineffektiv separasjon og prosessering; ineffektiv bruk av kjemikalier, injeksjon av inhibitorer og emulsjonsbrytere, dårlig utnyttelse av transportkapasitet i rørledninger, operasjonsproblemer for flerfase målere, noe som igjen kan skape enda større problemer. I verste fall kan dette føre til nedstengning av prosessen.

Det er derfor behov for en alternativ eller tilleggsmetode for å finne den totale komposisjonen til en hydrokarbon flerfasestrømning som ikke er avhengig av noien form for strømningsinstrumentering.

Motivasjonen bak denne oppfinnelsen er derfor å tilveiebringe en "back-up" eller tilleggsmetode for å finne komposisjonen i en flerfase strømning, GOR eller CGR som er uavhengig av strømningsmålinger.

Den nye metoden for komposisjonsmåling er uavhengig av strømningsmåling og molare volumer. Derfor er komposisjonen ikke påvirket av usikkerheter i strømningsmålingene eller av usikkerheter knyttet til de molare volumene. En annen fordel er at metoden kan gjennomføres med lite ekstra arbeid og kostnad.

Kort sagt finner man totalkomposisjonen og GOR (gas-oil ratio) eller CGR (condensate-gas ratio) ved å utvide prøvetaking og analyse av gassen og oljen til to forskjellige trykk/temperatur betingelser. Fra dette utvidete sett med individuelle fase-komposisjoner kan man regne ut gassen og oljens (eller kondensatets) molare frakjoner og dermed den totale hydrokarbon komposisjonen. Ved å bruke til de molare volumene og konverteringsfaktorer for standard betingelser kan GOR eller CGR finnes. Alt dette gjøres uten noen form for instrumentering for strømningsmåling.

Denne nye metoden bruker en til nå oversett mekanisme som bruker endringer i partisjonering, som forårsakes av endringer i trykk eller temperatur i den flerfase strømning når strømningen for eksempel passerer en ventil, av de forskjellige molekyler mellom gass og oljefasen og relaterer dette til molar konservering mellom de oppstrøms og nedstrøms betingelser i strømningen.

Metoden vil også ha nyttige anvendelser utenom å finne den totale komposisjonen. Den vil kunne brukes til å sjekke nøyaktigheten til flerfase og våtgass målere ved å sammenligne GOR/CGR målinger. Den fremskaffer nye typer målestrategier innen flerfase/våtgass måling. Den fremskaffer en ny måte for overvåking av flerfase/våtgass transportrørledninger samt innen prosess/raffineri feilsøking.

Evnen til å finne komposisjon og GOR uavhengig av strømningsmåling skaper flere nye praktiske anvendelser.

Metoden kan brukes innenfor brønntesting av letebrønner samt rutine komposisjonsmåling av produksjonsbrønner eller av blandete flerfase strømmer fra flere forskjellige kilder for allokeringsmåling.

Kort beskrivelse av oppfinnelsen

Oppfinnelsen er definert av en metode for å bestemme den totale hydrokarbon sammensetning av flerfase strømning omfattende gass og væske, hvor metoden omfatter trinnene: -å ta prøver av gass og væske ved i det minste to forskjellige termodynamiske tilstander til strømningen; - å analyse av de ulike prøvene; - å bruke den molare balansen mellom nevnte prøver ved nevnte forskjellige termodynamiske tilstander for å beregne gass og væske molar og volum fraksjoner for og for å utlede totalkomposisjonen til strømningen.

Andre egenskaper er definert i vedlagte krav.

Detaljert beskrivelse av oppfinnelsen

Den foreliggende oppfinnelse omfatter en ny metode for å bestemme total komposisjon i flerfase strømning som omfatter gass og væske.

Metodens første trinn er å ta prøver av gass og væske ved to forskjellige termodynamiske betingelser til den flerfase strømningen.

Væsken vil typisk være olje eller kondensat og vann i varierende blandingsforhold.. De to forskjellige trykk og/eller temperatur betingelsene kan skaffes til veie på mange forskjellige måter.

Figur 1 viser et eksempel på hvordan dette kan bli utført. Prøvetakingspunkter er lokalisert oppstrøms og nedstrøms en anordning som forårsaker en endring i termodynamisk tilstand (trykk og/eller temperatur) til flerfase strømningen.

Dette kan være en anordning som endrer trykket i strømningen. Prøver blir tatt oppstrøms og nedstrøms anordningen som endrer trykket. En slik anordning kan være en trykkreduksjonsventil, en flerfase pumpe, orifice eller andre kjente anordninger. Kombinasjoner av slike kan også brukes.

Dette kan også være en anordning som endrer temperaturen til strømningen hvor man tar prøver oppstrøms og nedstrøms temperaturendringen. Slike ting kan være et varmeelement, kjøler, varmeveksler eller en kombinasjon av slike.

En eller flere anordninger som endrer både trykk og temperatur kan også brukes, for eksempel en lang rørledning. Trykkreduksjon over en ventil vil også vanligvis føre til en reduksjon av temperaturen p.g.a. Joule-Thomson effekten.

Målsettingen er at det blir tatt prøver ved forskjellige termodynamiske tilstander. Dette kan også gjøres uten nevnte midler lokalisert mellom prøvetakingspunktene oppstrøms og nedstrøms av anordningen. Strømningsraten kan endres mens prøvetakingen skjer på samme punkt. Siden forskjellige strømningsrater vil influere trykk og temperatur (P,T) vil dette også gi de nødvendige prøver ved forskjellige termodynamiske betingelser. Et eksempel på en slik implementering er ved å endre innstillingen av en ventil (choke) slik at prøvetakingen kan skje på den samme lokasjonen, enten oppstrøms eller nedstrøms ventilen.

Endring i trykk og/eller temperatur vil endre måten et gitt hydrokarbon molekyl partisjonerer mellom gass og væskefase. Forskjellige molekyler vil endre partisjonering på forskjellige måter slik at sammensetningen til gass og væskefase endres. Imidlertid vil molar balanse sikre at den totale brønnstrøm komposisjonen er den samme siden vi kan anta at det ikke foregår kjemiske reaksjoner i strømningen. Samplingen kan også gjøres ved innløp og utløp til en lang rørledning siden det vil være noe trykktap og temperaturendring mellom innløp og utløp.

Det er generelt ikke nødvendig at fluid prøvetakingen gjøres samtidig ved de to lokasjonene så lenge man kan anta at det ikke er noen signifikant endring i total føde komposisjonen (reservoar) mellom de to tidspunkter for prøvetaking. "Slug" strømning vil ikke påvirke metoden siden det vil være veletablert termodynamisk likevekt mellom gass og væske fasene uavhengig av slugging.

Siden de individuelle gass og olje komposisjoner er kjent ved å analysere prøvene fra begge P,T betingelsene, kan man bruke molar balanse til å beregne gass og olje molar fraksjon og dermed finne den totale komposisjonen til strømningen. Ved å bruke de molare volumene til gass og olje kan man konvertere de molare fraksjoner til volum fraksjoner og til GOR eller CGR ved å bruke velkjente relasjoner.

Det bør nevnes at selv om det er nok å analysere prøver fra to forskjellige termodynamiske betingelser, er det lett å generalisere metoden til 3 eller flere trykk/temperatur betingelser. Det er ventet at ved å bruke flere forskjellige betingelser kan man oppnå enda større nøyaktighet i resultatene. Ved bruk av test separator er det ofte vanlig å ta flere (3 eller 4) sett med gass og olje prøver for analyse. På grunn av de forskjellige strømningsratene vil test separatoren operere ved forskjellige trykk og temperaturer, og dermed vil de forskjellige prøvene være tatt ved forskjellige termodynamiske betingelser.

In noen anvendelser vil det derfor være mulig å bruke kun ett prøvetakingspunkt, og de nødvendige endringer i trykk/temperatur genereres ved å endre strømningsraten.

Denne beskrivelsen har fokusert på å måle total hydrokarbon komposisjon og størrelser som GOR (eller CGR) siden disse er de viktigste i de fleste anvendelser. Matematisk er det lett å utvide metoden til også å måle molar (og volum) fraksjon av vannfasen også, siden det også vil være en viss partisjonering mellom vannfasen og hydrokarbon væske og gass fasene. Imidlertid er partisjoneringseffekten til vannfasen veldig svak hvis ikke trykk og temperaturer er meget store, og med dagens analyse instrumentering vil man i de fleste tilfeller ikke ha god nok nøyaktighet for tilfredsstillende måling av vannfasen. Den enkleste måten å omgå dette problemet på er å simpelthen måle vannfraksjonen ("water-cut") i oljeprøvene og så fra dette regne ut vannets molare og volumetriske fraksjon i totalstrømningen. Operatører bruker ofte denne "water-cut" strategien for flerfase/våtgass målere, spesielt ved høye gassfraksjoner og/eller ved lave vannkonsentrasjoner i væskefasen (<10%).

Det er mange forskjellige matematiske metoder man kan bruke for å finne de molare fasefraksjoner og totalkomposisjon.

I det følgende beskrives en slik matematisk metode der ai og a2er de respektive molare gassfraksjonene ved tilstand 1 (Pi, Ti) og tilstand 2 (P2, T2). For to forskjellige molekyler merket med "i" og "j" med konsentrasjoner z(i) and z(j) i totalstrømningen følger det: og

der ai og a2er de molare gassfraksjonene ved de to forskjellige termodynamiske betingelsene. yi(i) og y2(i) er den gassfasenes molekylære konsentrasjon ved de to tilstandene og på samme måte representerer x-ene de molare konsentrasjoner i væskefasene.

i og j representerer altså to forskjellige hydrokarbonmolekyler (for eksempel C3H8og i-CsHi2), mens subskriftene 1 og 2 refererer til tilstandene 1 (Pi,Ti) og 2 (P2, T2). Vanligvis vil man også kunne bruke analyser av ikke-hydrokarboner som N2, C02, H2S etc. i disse ligningene.

Kromatografi er den vanligste metoden for å analysere sammensetningen. Men også andre metoder for å finne komposisjonene til gass, olje og vann i prøvene kan brukes. Blant disse metodene er UV-VIS-IR, NMR, Råman spektroskopi, massespektroskopi, forskjellige kjemiske analyser, kokepunkts analyser etc. Faktisk kan man bruke en hvilken som helst metode eller kombinasjon av metoder som kan analysere prøve komposisjonene med tilstrekkelig nøyaktighet.

Siden vi har to ukjente (ai og a2) og to ligninger (de forskjellige y(i) og x(i) er allerede målt av GC eller andre teknikker), kan vi løse dette ligningssettet.

For å forenkle definerer vi:

Da har vi:

Vi løser for de molare fraksjonene:

Dermed følger det at:

Til slutt finner vi: og:

Vi trenger naturligvis bare enten ai eller a2for å finne den totale hydrokarbon sammensetningen.. Når ai er kjent er den molare væskefraksjonen gitt ved (1- ai). Ved P2, T2er væskefraksjonen naturligvis gitt ved (1- a2).

Nå det molare volumet til gassen og væsken er kjent samt trykk og temperatur kan den molare gassfraksjonen bli konvertert til GOR (gas/oil ratio):

hvor a er den molare gassfraksjonen ved enten Pi,Tieller P2,T2. Siden komposisjonen til de individuelle fasene er kjent fra prøveanalysene, kan de molare volumene (Vmg and Vmofor Pi,Tieller P2,T2) regnes ut ved bruk av kommersiell PVT software, eller de kan måles eksperimentelt i et PVT laboratorium på de samme prøvene..

Faktorene Bg og B0 konverterer GOR fra line (prosess) betingelsene til standard betingelser. Disse konverterings faktorene beregnes også fra trykk og temperatur til strømningen og de kjente gass- og oljekomposisjonene eller de kan måles eksperimentelt.

Som kvalitetssjekk av resultatene kan man se om den utregnede GOR for de to betingelsene (Pi,Tiog P2,T2) stemmer overens.

Man kan merke seg at for utregning av de molare fraksjonene og totalkomposisjonen inngår ikke trykk- og temperaturmålinger. Men for å finne molare volum og GOR eller CGR er det derimot nødvendig å kjenne til trykk og temperatur.

Prosedyren som beskrevet over kan også bli gjentatt for andre par av molekyler. Hvis prøvene har blitt analysert for N forskjellige molekyler er det lett å vise at man kan gjøre disse utregningene på N(N-l)/2 forskjellige måter. Vanligvis har man analyseresultater for mer enn 8 forskjellige molekyler, slik at man kan finne de molare fraksjonene og total komposisjon på minst 8<*>7/2 = 28 forskjellige måter. Ideelt sett vil alle disse forskjellige utregningene gi samme resultat, men i praksis vil det være noe spredning på grunn av usikkerheter i analyseinstrumentene brukt for analysen av prøvene. Ved å midle over alle resultatene (28 eller flere) vil dette gi middelverdier for de molare fraksjonene og totalkomposisjonen som normalt vil være tett opptil den virkelige komposisjonen.

Det finnes et antall andre, ikke-ekvialente metoder i tillegg til det som er beskrevet over. For eksempel kan man sette opp utregninger som involverer for eksempel 3 eller 4 molekyler samtidig. Disse andre metodene har forskjellige følsomheter til analyseusikkerhetene (til og med forskjellig fortegn i følsomhetene) og ved å midle over resultatene fra forskjellige utregningsmetoder kan man gjøre sluttresultatet ganske ufølsomt for de analyseusikkerheter man vanligvis ser.

Når tunge hydrokarbon molekyler finnes i strømningen kan man også bruke en annen metode som beskrives i det følgende. Tunge hydrokarboner, for eksempel normal-dekan (nCIO) eller tyngre, vil ikke partisjonere inn i gassfasen og vil derfor bare kunne detekteres i væskefasen (olje eller kondensat).

For et tungt molekyl "n" er den totale konsentrasjonen gitt ved:

Dette forenkles til:

siden yi(n) and y2(n) er lik null, dvs. at molekyl "n" ikke har blitt funnet i gas sprø vene.

Vi definerer:

Det er også praktisk å introdusere de molare væ ske fraksjoner Pi = (1 - ai) og

P2<=>(1 - o2).

Fra (12) og (13) vil derfor målingene av konsentrasjonen av det tunge molekylet "n" gi relasjonen mellom de molare væskefraksjoner ved Pi,Tiand P2,T2:

For et lettere molekyl "i" som er målt i både gass og væskefasene kan vi lett finne de molare væskefraksjonene: og:

Denne beregningen kan gjentas med alle andre molekyler som er målt i både gass-og væskefasene.

Nøyaktigheten til P-faktoren kan sjekkes ved å bruke analysene fra flere forskjellige tunge molekyler, for eksempel at.

Dvs. at analysene av dodekan skal gi samme P-faktor som analysene av heksadekan etc. Dette vil gi en sjekk av nøyaktigheten til P-faktoren. Hvis det er noe spredning mellom individuelle P-faktorer (pga analyseusikkerheter) kan man bruke en midlere P-faktor i ligningene (15) og (16).

Bruk av tetthetsmålins os molare volum

I tillegg til å bruke kun komposisjonsanalyser av fasene kan man også kombinere dette ved bruk tetthetsmåling for å finne de molare fasefraksjoner og totalkomposisjon. Tetthetsmålingene må utføres ved de samme trykk og temperaturer som prøvene ble tatt ved. Det finnes mange tetthetsmålere på markedet som kan måle gass og væsketettheter ved meget høye trykk, ofte høyere enn 600 bar. En viktig fordel med tetthetsmålinger er den høye nøyaktigheten som er oppnåelig. Det er relativt lett å måle tetthetene med en relativ usikkerhet på mindre enn 0.05%, mens komposisjonsmålinger med kromatografi ofte har relative usikkerheter mellom 0.2% til 4.0%.

Når man har funnet P-faktoren som beskrevet over, utfører man tetthetsmålinger på gass og olje/kondensat prøver ved de to termodynamiske betingelsene.

Man har da følgende målinger:

pgi: gass tetthet ved Pi, Ti

pg2: gasstetthet ved P2, T2

Poi: olje tetthet ved Pi, Ti

P02: olje tetthet ved P2, T2

Målte eller simulerte molare volum og massebalanse brukes så til å finne de molare fraksjonene. Fra massebalanse har vi:

der Vmgi, Vmoi, Vmg2and Vm02er gass og olje molare volumer ved de to termodynamiske betingelsene. Disse kan finnes ved å bruke de målte fasekomposisjoner og et kommersielt PVT simuleringsprogram eller de kan måles eksperimentelt.

Ved å bruke ligning (16) P2= PPikan ligning (18) løses for Pi:

og P2følger av (16).

Når det kommer til det å måle den totale komposisjoner vil også de tradisjonelle teknikkene være avhengige av nøyaktigheten til gass- og oljeanalysene, men disse er i tilegg også følsomme for usikkerhet i gass og olje strømningsrater og de molare volumene.

Fra numeriske simuleringer er det ventet at den nye metoden vil være mer nøyaktig enn flerfase/våtgass målere i de fleste situasjoner for måling av GOR og totalkomposisjon.

Den forliggende oppfinnelse har flere fordeler. En bruker kan finne totalkomposisjon og GOR etc. i deler av produksjonsanlegg eller rørlednings strukturer der det ikke er installert noe strømningsmåling instrumentering som for eksempel flerfasemålere. Dette vil være nyttig for prosessoptimalisering eller for å finne feil.

Den foreliggende oppfinnelse har flere fordeler. For eksempel kan en bruker finne komposisjonen til en strømning i deler av et prosessanlegg eller rørledningsstruktur der det ikke er instrumentering som flerfase målere. Dette er nyttig for flere formål innen prosess optimalisering eller feilsøking.

En annen fordel ar at man vil kunne sjekke nøyaktigheten til flerfase/våtgass målere eller annen strømningsinstrumentering ved å sammenligne med den totalkomposisjonen som disse måler for å finne nøyaktigheten til nevnte flerfase målere.

Andre fordeler med å bruke den nye metoden er for å finne komposisjonen i flerfase/våtgass rørledninger for transport/sikre strømning, for dosering av inhibitorer, prosessering etc, og for å kombinere den nye metoden sammen med enkel strømningsinstrumentering som venturi eller ultrasoniske målere for lavkost, enkel men robust våtgassmåling.

En viktig fordel med den nye metoden er at i de fleste tilfeller, avhengig av antall tilgjenglige molekyler fra prøveanalysene, kan man finne de molare fraksjoner, totalkomposisjon og GOR/CGR på mange forskjellige måter. Graden av avvik mellom de forskjellige beregningene vil fungere som en selvverifikasjon av resultatene. Ett eller flere molekyler kan ekskluderes fra beregningene. Denne eksklusjonen kan studeres ved å se på hvordan spredningen i resultatene påvirkes. Dette er nyttig for å identifisere ett eller flere molekyler som har blitt unøyaktig målt av analyseinstrumenteringen.

Observerer man uakseptabel spredning mellom resultatene er det et signal om at ett, flere eller alle molekyler har blitt målt med for dårlig nøyaktighet. Hvis bare ett eller noen få molekyler har blitt unøyaktig målt, kan man ved å inspisere alle resultater, identifisere det eller de molekyler som forårsaker den store spredningen hvor det eller disse molekylene er involvert. Disse resultatene kan derfor ignoreres. Videre indikerer dette at analyseinstrumenteringen bør ettersees.

En anvendelse av metoden er derfor sjekk av nøyaktighet/pålitelighet til analyseinstrumenteringen som er brukt i analysene. Nøyaktig instrumentering skal gi samme eller nesten samme beregningsresultat for alle kombinasjoner av molekyler.

På den annen side, hvis man allerede vet at et gitt molekyl ikke er målt nøyaktig, for eksempel hvis dets konsentrasjon er meget liten og nær instrumentets deteksjonsgrense, bør man ikke inkludere dette molekylet i molar fraksjonsberegningene som vist over.

Det er også en mulighet for at nevnerne i ligning (8) og (9) tilfeldigvis er null eller nær null, noe som fører til divergerende resultater. En kombinasjon av to molekyler som fører til dette må derfor ekskluderes.

Det er imidlertid enkelt å sette opp alternative beregninger som ikke involverer nevnere som kan gi divergerende resultater. Slike beregninger er mer robuste og attraktive. Den matematiske utledningen som fører til ligningene (8) og (9) er vist her fordi den på en enkel måte beviser den matematiske validiteten til metoden.

Fagfolk på området vil det være opplagt at oppfinnelsen også kan brukes i andre industrier enn i oljeindustrien. Den vil også kunne brukes i matvareindustri, farmasøytisk industri eller papirindustri der strømning av to eller flere faser er tilstedet.

Claims (18)

1. Metode for å bestemme den totale hydrokarbon sammensetning i en flerfase strømning omfattende gass og væske, hvor metoden erkarakterisert vedå omfatte trinnene: - å ta ut prøver av gass og væske ved i det minste to forskjellige termodynamiske tilstander til strømningen; - å analysere de ulike prøvene; - å bruke den molare balansen mellom nevnte prøver ved nevnte to forskjellige termodynamiske tilstander for å beregne gass og væske molar og volum fraksjoner og for å utlede totalkomposisjonen til strømningen.

2. Metode i henhold til krav 1, hvor analysen av de forskjellige prøvene omfatter å måle kjemisk sammensetning, trykk og temperatur av prøvene.

3. Metode i henhold til krav 2, hvor målte trykk og temperatur brukes til å konvertere de molare fraksjoner til volumfraksjoner og GOR eller CGR.

4. Metode i henhold til krav 1, hvor nevnte væske er olje.

5. Metode i henhold til krav 1, hvor nevnte væske er kondensat.

6. Metode i henhold til krav 1, hvor nevnte væske er olje, kondensat, og en vannfase.

7. Metode i henhold til krav 6, hvor vannfasen bestemmes fra komposisjon.

8. Metode i henhold til krav 6, hvor vannfasen bestemmes ved water-cut måling.

9. Metode i henhold til krav 1, hvor nevnte forskjellige termodynamiske tilstander til flerfasestrømmen tilegnes ved å endre strømningsraten mens det tas prøver.

10. Metode i henhold til krav 1, hvor nevnte ulike termodynamiske tilstander for strømningen tilegnes ved å anvende trykkendringmidler der hvor strømningen går, og hvor nevnte prøver tas oppstrøms og nedstrøms for trykkendringmidler.

11. Metode i henhold til krav 10, hvor nevnte trykkendringmidler er i det minste én av en trykkreduksjonsventil, en flerfase pumpe, eller en lang rørledning.

12. Metode i henhold til krav 1, hvor nevnte forskjellige termodynamiske tilstander til multifasestrømningen tilegnes ved å anvende midler som endrer temperaturen i strømningen, og hvor nevnte prøver tas oppstrøms og nedstrøms for nevnte midler som endrer temperaturen.

13. Metode i henhold til krav 12, hvor nevnte midler som endrer temperaturen er i det minste én av et varmeelement, et kjøleelement, eller varmeveksler eller en lang rørledning.

14. Metode i henhold til krav 1, hvor nevnte forskjellige termodynamiske tilstander til flerfasestrømningen tilegnes ved å ta prøver nær innløpet og utløpet til en lang rørledning, hvor en får temperatur og trykkfall.

15. Metode i henhold til krav 1, hvor den utledede totale komposisjonen til strømningen sammenlignes med målinger fra flerfasemålere for å bestemme nøyaktigheten til nevnte flerfasemålere.

16. Metode i henhold til krav 1, hvor den utledede totale komposisjonen til strømningen brukes for å løse prosessproblemer, for prosessoptimalisering, eller for å forenkle flerfase/våtgass måling.

17. Metode i henhold til krav 1, hvor selvverifisering av metoden utføres ved å bruke et antall ulike og uavhengige måter for å beregne de molare fraksjonene, totalkomposisjon og GOR/CGR.

18. Metode i henhold til krav 1 and 17, hvor et molekyl eller en gruppe av molekyler utelates fra beregningene, og hvor denne utelatelsen undersøkes ved å studere hvordan dette påvirker spredningen mellom resultatene, for å identifisere ett eller flere molekyler som vurderes dårlig av analytisk instrumentering, som dermed indikerer at instrumenteringen trenger vedlikehold.