NO333232B1 - Stromningsmaler for flerfaseblandinger - Google Patents

Abstract

Det er angitt fremgangsmåte og apparat for å bestemme mengdestrømmer for fluidfaser i et rør som inneholder flere fluidfaser. En venturidyse er anordnet for å måle den totale volumetriske mengdestrøm og en fylningsgrad-måling utføres omtrent 3-10 rørdiametere nedstrøms for venturidysen. Denne fylningsgradmåling utføres på et nedstrømssted hvor en vesentlig grad av sammenblanding finner sted og således forskjellen mellom fluidfasenes hastigheter med stor sikkerhet kan ignoreres. Mengdestrømmene for de forskjellige faser kan således bestemmes direkte ut ifra fylningsgrad-målingene.

Description

OPPFINNELSENS OMRÅDE

Foreliggende oppfinnelse gjelder det fagområdet som angår strømningsmåler for flerfaseblandinger. Spesielt gjelder oppfinnelsen strømningsmålere for blandinger av olje og vann i hydrokarbonborehull.

OPPFINNELSENS BAKGRUNN

Målinger av mengdestrøm av olje og vann i hver produksjonssone av et oljefelt er viktig for å overvåke og regulere fluidbevegelser i brønn og reservoar. I tillegg til en strømningsmåler kan hver sone ha en ventil for å regulere fluidinnløpet fra vedkommende sone. Ved å overvåke mengdestrømmene av olje og gass fra hver sone og redusere strømningen fra de soner som har den høyeste vannandel (nemlig forholdet mellom mengdestrømmen av vann og den totale mengdestrøm), kan vannproduksjonen for brønnen som helhet reguleres. Dette gjør det mulig i tillegg å tømme oljereservoaret mer fullstendig under brønnens levetid.

Ideelt bør en strømningsmåler i en slik installasjon tilfredsstille flere kriterier, nemlig: 1) den bør være ytterst pålitelig og kunne være i drift i flere år ved nedhullstemperatur og -trykk, 2) den bør kunne arbeide innenfor både lagdelte, (nær horisontale) og spredte strømningsforhold over et bredt område av total mengdestrøm og vannandel, 3) den bør ikke kreve at ferdigstillingsutstyret er orientert asimutalt på en viss spesiell måte under installasjon, 4) det bør ikke kreves lisens for bruk av radioaktive kilder og, endelig, 5) strømningsmåleren bør gjøre det mulig å detektere små forandringer i vannandelen og mengdestrømmen.

Nedhulls strømningsmålere bestemmer fylningsgraden (volumandelene av olje eller vann) samt hastigheten av oljefasen, vannfasen eller begge. Mengdestrømmen av vann blir så fastlagt ut ifra produktet av vannfylningsgraden (xw, rørtverrsnittet A og vannhastigheten Uw. En analog sammenheng gjelder også for oljens mengdestrøm. Generelt er hastighetene for olje og vann forskjellige. Glidehastigheten (forskjellen mellom oljehastighet og vannhastighet) avhenger av mange parametere, slik som strømningsrørets helningsvinkel (hvilket vil si skråstillingen), rørveggens ruhet samt mengdestrømmene for de to faser. Generelt må man måle fylningsgrad og hastighet for både olje og vann for å kunne bestemme mengdestrøm for olje og vann hver for seg. I praksis måles iblant hastighet av bare en av fasene, idet det anvendes en teoretisk eller empirisk bestemt glidelov for å oppnå hastighetsverdien for den andre fasen. Dette har et antall ulemper, innbefattet unøyaktigheter på grunn av forskjeller mellom de tilstandsangivelser som anvendes som inngangsverdier til modellen og de faktiske betingelser nede i borehullet.

En vanlig fremgangsmåte er å bestemme hastighet av et fluid er å måle rotasjonshastigheten av en turbinskovle i fluidstrømmen. Ved enfaset fluidstrømning har turbinens rotorhastighet en enkel sammenheng med strømningshastigheten. I en blandet strømning av olje og vann kan imidlertid turbinresponsen være så komplisert at den ikke kan tolkes.

I en annen fremgangsmåte for å måle hastighet, anvendes sporelementer. Et sporelement injiseres i den fase som velges (olje eller vann), og en kjent avstand nedstrøms detekterer en føler den tid det har tatt for sporelementet å passere vedkommende avstand. Hastigheten beregnes da ut fra den kjente hastighet og vandringstid. En ulempe ved sporelementmetoden ved permanent nedhullsbruk er behovet for et reservoar av sporstoffmateriale samt en mekanisk sporstoffinjektor. Reservoaret begrenser antallet målinger, og da injektoren er en mekanisk innretning, vil den lett være utsatt for driftsstans og svikt.

En ytterligere fremgangsmåte for hastighetsmåling benytter lokale kapasitans- eller motstandsfølere. Demme fremgangsmåte er egnet for strømningsforhold hvor en av fasene er spredt som dråper i en annen kontinuerlig fase. Hver gang en slik dråpe passerer en av følerne, vil det bli frembrakt et signal av en tidsvarighet som har sammenheng med dråpens hastighet. Ved gitt kjennskap til dråpestørrelsen ved hjelp av andre midler, kan da dråpehastigheten utledes. En ulempe ved denne fremgangsmåte er at den ikke i det hele tatt kan benyttes ved lagdelte strømningsforhold, da den helt og holdent er basert på at det foreligger bobler.

Det finnes også andre metoder for strømningsmåling og som kan benyttes, men som ikke er beskrevet her, men vil være velkjent for fagkyndige på området.

Andre fremgangsmåter for hastighetsmåling anvender en venturidyse. Ved enfaset strømning følger en venturidyse vanligvis Bernoulliligningen, som setter volumetrisk mengdestrøm Q i sammenheng med fluiddensitet p og trykkfall fra innløpet til venturistrupen, og som har følgende form

hvor C er strømningskoeffisienten som er omtrent lik 1, men avhenger av venturirørets geometri, Ap er trykkfallet fra venturiinnløpet til strupen, og Athroat og Ajnieter strømningstverrsnittet av henholdsvis strupe og innløp. Den samme ligning kan anvendes for å bestemme den kombinerte strømningsmengde av olje og vann, hvor densiteten i dette tilfellet er den midlere blandingsdensitet i venturistrupen. I praksis er kvadratroten i ligningen relativt lite følsom forfeil både ved bestemmelse av densitet og trykk.

En vanlig metode for å bestemme fylningsgrad i en blanding av olje og vann, er å måle den midlere densitet av fluidet. Da olje ved nedhullstrykk og - temperatur vanligvis har en densitet som er mindre enn vannets densitet (omkring 0,7 g/cm<3>sammenlignet med 1,0 g/c<3>). Fylningsgradene for olje og vann, nemlig (x0og (xw, kan da bestemmes proporsjonalt ut ifra blandingens densitet ved hjelp av følgende sammenheng:

En vanlig fremgangsmåte for å bestemme blandingens densitet, er å måle det hydrostatiske trykk som utøves av en fluidsøyle ved hjelp av et gradiomanometer. Denne innretning er basert på å ha en komponent av tyngdekraftsvektoren langs aksen av strømningsrøret. En innretning av denne type svikter imidlertid når strømningsrøret er horisontalt, siden tyngdekraftvektoren da vil være rettet vinkelrett på røraksen.

En annen fremgangsmåte for å bestemme fylningsgrader anvender kondensatorplater for å måle fluidets samlede dielektrisitetskonstant. Denne fremgangsmåte anvendes innenfor strømningsregimer hvor vann er spredt som bobler inne i et sammenhengende oljemedium. Den kan ikke benyttes i lagdelte strømninger eller i strømningsregimer hvor olje er spredt som bobler inne i et kontinuerlig vannmedium.

En ytterligere fremgangsmåte for å bestemme fylningsgrad benytter elektroder eller en induktiv kopling for å måle fluidets totale motstand. Denne fremgangsmåte anvendes innenfor strømningsregimer hvor olje er spredt som bobler i et kontinuerlig vannmedium. Den er imidlertid ikke i stand til å arbeide korrekt ved lagdelt strømning eller innenfor strømningsregimer hvor vann er fordelt som bobler i et kontinuerlig oljemedium.

En annen fremgangsmåte for å bestemme fylningsgrad benytter rekker av kondensatorplater eller motstandselektroder for å måle dielektrisitetskonstant eller motstand i det fluid som umiddelbart omgir føleren. Nøyaktigheten ved denne metode avhenger av antall følere i rekken. Ulempene ved denne metode er at små sonder lett vil være utsatt for skade eller forurensning og at sondene er lagt inn i røret, hvilket vil hindre andre redskaper eller innretninger fra fritt å kunne passere sondene.

Blandinger av forskjellig art har vært brukt for å blande olje og vann, for derved effektivt redusere faseglidning og muliggjøre med nøyaktig bestemmelse av mengdestrøm. Visse blandere er ganske enkelt små åpninger i plater av egnet metall. Andre omfatter mer forseggjorte finner med visse vridninger eller krumninger. Det foreligger imidlertid et antall ulemper ved bruk av vanlige blandere ved forsøk på å måle mengdestrømmer for olje og gass nede i borehull. Blanderen vil for eksempel ofte utgjøre en sperre i borehullet, slik at det kan være vanskelig å føre frem visse utstyr, slik som produksjonsloggeverktøy etc. Blandere kan også frembringe trykktap av en art som ikke kan godtas. Videre vil blandere være gjenstand for kraftig slitasje etter hvert som de eldes.

Det er mulig å måle trykkforskjeller mellom steder oppstrøms og nedstrøms for en vanlig blander ved forsøk på å bestemme den totale mengdestrøm for olje og vann. Denne teknikk har imidlertid et antall ulemper. Nøyaktigheten av den mengdestrøm som bestemmes i denne metode vil for eksempel sannsynligvis være meget lavere enn ved bruk av et venturirør, samt vanligvis i høy grad avhengig av de foreliggende mengdestrømmer. Bruk av en blander for å måle trykkforskjell kan også føre til unøyaktighet på grunn av at en slik metode vil være følsom for det nøyaktige utførelsessted for trykkmålingen. Bruk av en vanlig blander på denne måte vil også lett medføre problemer i sammenheng med slitasje. I en hulldyse-planer kan for eksempel forholdet mellom trykkforskjell og hastighet forandres i vesentlig grad med tiden på grunn av små forandringer av dyseåpningens form og størrelse på grunn av slitasje.

US-patent nr 4 856 344 som er gitt til Hunt, angir bruk av et venturirør for å oppnå en trykkforskjell, samt bruk av et gradiomanometer oppstrøms og gjennom venturirøret for å måle densitet. Hunt angir bruk av en gjentakelsesprosess for å anslå de relative strømningshastigheter. Hunt angir også bruk av en separat trinn-diskontinuitet oppstrøms for å blande fluidene oppstrøms for gradiomanometeret. Den fremgangsmåte som angis av Hunt vil imidlertid lett være gjenstand for problemer som har sammenheng med at man baserer seg på anslåtte verdier for strømningshastighetene (hvilket vil si en glide-modell), bruk av separate tilleggsblandere oppstrøms, samt anvendelse av et gradiomanometer (som for eksempel ikke fungerer når røret er horisontalt, og som har lav nøyaktighet ved nesten horisontalt rør).

US-patent nr 5 361 632, som er gitt til Magnani, omtaler en fylningsgrad-måling ved bruk av en kombinasjon av gradiomanometer og et gammastråle-densitetsmåler. Fremgangsmåten i henhold til Magnani vil da lett bli utsatt for problemer som har sammenheng ved bruk av et gradiomanometer som ikke er egnet for målinger på rør som forløper nesten horisontalt. Videre vil bruk av denne metoden føre til hindringer i borehullet, og vil da ikke være egnet for permanent installasjon.

US-patent nr 5 661 237 som er gitt til Dussan et al angir en fylningsgrad-måling ved bruk av lokale sonder. Det er imidlertid ikke nevnt noe om venturirør. Ved denne fremgangsmåte blokkeres imidlertid borehullet og den vil således ikke være egnet for permanent installasjon.

US-patenter nr 5 893 642 og 5 822 390 som er gitt til Hewitt et al angir en fremgangsmåte som går ut på bruk av en blander for å måle mengdestrømmer. Denne fremgangsmåte lider imidlertid av de ulemper at det anvendes en blander slik som beskrevet ovenfor. Denne blander vil da kunne blokkere borehullet og er følgelig ikke egnet for permanent installasjon på grunn av slitasjeproblemer.

Patentpublikasjonen GB 2266597 A omtaler et apparat for strømningsmåling for flerfasefluider, mens WO 9502165 A1 omtaler en fremgangsmåte og et apparat for bestemmelse av volumetriske målinger og mengdestrømmer i flerfasefluider.

SAMMENFATNING AV OPPFINNELSEN

Det er således et formål for foreliggende oppfinnelse å frembringe en strømningsmåler som er egnet for nedhullsplassering og som er ytterst pålitelig og i stand til å gjøre tjeneste i år ved nedhullstemperaturer og -trykk. Det er et annet formål for oppfinnelsen å frembringe en strømningsmåler som er i stand til å både virke innenfor lagdelte (nesten horisontale) og fordelte strømningsregimer over et bredt område av total mengdestrøm og vannandeler. Det er et ytterligere formål for foreliggende oppfinnelse å frembringe en strømningsmåler som ikke krever at borebrønnen skal være orientert asimutalt på noen spesiell måte under sin installasjon. Det er enda et formål for foreliggende oppfinnelse å frembringe en strømningsmåler som ikke krever bruk av forholdsvis sterke radioaktive kilder. Det er et ytterligere formål for foreliggende oppfinnelse å frembringe en strømningsmåler som er i stand til å detektere selv små forandringer i vannandel eller fylningsgrad. Et ytterligere formål for oppfinnelsen er å kunne oppheve de problemer som har sammenheng med bruk av vanlige blandere, innbefattet mulige problemer som har sammenheng med måling av trykkforskjeller mellom oppstrøms og nedstrøms for en vanlig blander. Det er et ytterligere formål for denne oppfinnelse å kunne utføre en måling av faseovergangstrykk.

I henhold til foreliggende oppfinnelse kombineres en venturimåling av total volumstrøm med en fylningsgradsmåling omtrent 3-10 rørdiametre nedstrøms for venturidysen. I samsvar med oppfinnelsen gjøres det bruk av en strømningsustabilitet nedstrøms for venturistrupen. Når strømningen av olje og vann akselereres inn i venturistrupen, så vil strømlinjene løpe sammen fra sine oppstrøms posisjoner og trykket faller etter hvert som det hydrostatiske trykkholdet omformes til kinetisk energi. Etter hvert som strømningen trenger inn i diffusor-seksjonen så vil omvendt trykket gjenvinnes etter hvert som strømningen retarderes. Denne motsatte trykkgradient kan da føre til separering av strømningen innenfor grensesjiktet på et visst sted nedstrøms for venturistrupen. Posisjonen for dette sted avhenger av venturigeometrien, samt mengdestrømmene for henholdsvis olje og vann, rørets vinkelstilling i forhold til horisontalretningen, og de to fluiders densiteten Hovedstrømningen vil ekspandere bortenfor venturidysen som en stråle med omtrent jevn hastighet som avgrenses av et fritt skjær-lag, og slike skjærlag er da gjenstand av instabiliteter av Kelvin/Helmholtz-type og som vokser og konverteres nedstrøms. I venturiens diffusor vil således en instabilitet av denne art vokse og røre opp grensesnittet mellom de to fluider. Størrelsen av denne ustabilitet avhenger av venturiens geometri, rørets skråstilling, fluidenes densitet samt deres mengdestrømmer. En ustabilitet av tilstrekkelig styrke vil bringe grensesnittet til å rulles opp og brytes med en resulterende blanding av de to lag over hele rørets strømningstverrsnitt.

I henhold til oppfinnelsen er det frembrakt en fremgangsmåte for å bestemme mengdestrømmen for en første fluidfase i et rør som inneholder minst to fluidfaser. Disse fluidfaser strømmer gjennom et oppstrømsrør, en innsnevring, som fortrinnsvis utgjør en venturistrupe, samt et nedstrømsrør. Differensialtrykket for fluidfasene måles på en slik måte at det kan settes i sammenheng med fluidfasenes totale mengdestrøm gjennom rørseksjonen. Differensialtrykket måles fortrinnsvis mellom oppstrømsrøret og venturistrupen. Volumandelen av den første fluidfase (fortrinnsvis vann) bestemmes ved å utføre en måling på et sted nedstrøms for innsnevringen og hvor en vesentlig blanding av de minst to fluidfaser foreligger, og som da fremkommer som en følge av at fluidene har passert gjennom venturistrupen. Mengdestrømmen for det første fluid (fortrinnsvis vann) bestemmes ved å anta at dens hastighet er hovedsakelig den samme som for de øvrige fluidfaser.

Ytterligere trekk og fordeler i henhold til den foreliggende oppfinnelse fremkommer av de tilhørende patentkravene.

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE

Fig. 1 er en perspektivskisse av en rørseksjon som omfatter en venturidyse som anvendes for å måle hastighet og for å blande sammen olje og vann i samsvar med en foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen, Fig. 2 viser et detaljert strømningstverrsnitt av en venturidyse som anvendes for å måle hastighet og for å frembringe sammenblanding av olje og vann i samsvar med en foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen, Fig. 3 er en perspektivskisse av en rørseksjon som omfatter en venturi og annet utstyr som anvendes for å måle hastighet og å blande sammen olje og vann i samsvar med en foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen, Fig. 4 er en grafisk fremstilling som viser sammenhengen mellom vannfyllingsgrad sammenlignet med vannandel, slik det eksperimentelt måles i et venturistrupetverrsnitt, Fig. 5 er en grafisk fremstilling som viser sammenhengen mellom vannfylningsgrad sammenlignet med vannandel eksperimentelt målt på et sted oppstrøms på en venturidyse, Fig. 6 er en grafisk fremstilling som viser sammenhengen mellom vannfylningsgrad sammenlignet med vanninnhold og eksperimentelt målt på et sted nedstrøms for en venturidyse, i samsvar med en foretrukket utførelsesform av oppfinnelsen, Fig 7a-7c viser virkningene av forskjellige orienteringer av svekningsbanen,

hvor strømningene av olje og vann ikke er tilstrekkelig blandet,

Fig. 8 er en graf som sammenligner vannfylningsgrad nedstrøms og vannandel for forskjellige mengdestrømmer, vannandeler, helninger og svekningsbaneorienteringer, og Fig. 9 er en graf som viser densitet fastlagt ved en foretrukket utførelses-form som en funksjon av trykk.

DETALJERT BESKRIVELSE AV OPPFINNELSEN

Figur 1 viser en perspektivskisse av et avsnitt av et rør 100 som omfatter en venturidyse 110 som anvendes for å måle hastighet og for å blande olje og vann i samsvar med en foretrukket utførelse av oppfinnelsen. Strømningsretningen er vist ved en pil 102. Røravsnittet 112 ligger oppstrøms for venturidysen 110. Denne venturidyse 110 omfatter et avskrånet innløpsparti 114, en venturistrupe 116 og en venturidiffusor 118. Rørseksjonen 120 ligger nedstrøms for venturidysen 110 og har en diameter 124. I samsvar med foreliggende oppfinnelse er det funnet at en vesentlig blanding av olje og vann finner sted nedstrøms for venturidysen 110, og det vil derfor være et gunstig sted for å utføre en fylningsgrad måling der. I figur 1 er nedstrømsstedet 122 vist å være et egnet sted for måling av fylningsgrad. Figur 2 er en detaljert tverrsnittsskisse av en venturidyse som anvendes for å måle hastighet og for å blande olje og vann i samsvar med en foretrukket utførelse av oppfinnelsen. Strømningsretningen er vist ved en pil 102. Innløpet 114 er jevnt innsnevret fra diameteren av oppstrømspartiet 112 til diameteren av venturistrupen 116. Som vist i figur 2, har venturistrupen 116 en diameter som er mindre enn oppstrømspartiet 112. Veggene av venturistrupen 116 er fortrinnsvis omtrent parallelle langs strømningsretningen 102. Venturidiffusoren 118 har gradvis økende diameter fra diameteren av venturistrupen 116 til omtrent diameteren av nedstrømspartiet 120. Oppstrømspartiet 112, innløpet 114, strupen 116, diffusoren 118 og nedstrømspartiet 120 har alle omtrent sirkulært tverrsnitt, og diameteren av strupen 116 er fortrinnsvis omkring halvparten av oppstrømsrørseksjonens diameter (hvilket vil si beta = 0,5). Hvis for eksempel oppstrømsrørseksjonens diameter er 15 cm, så vil strupen fortrinnsvis ha en diameter omkring 7,5 cm. Venturistrupen 110 er fortrinnsvis utført for å tilfredsstille ISO-standarden og er konstruert for å muliggjøre forholdsvis nøyaktige målinger av differensialtrykk, samtidig som strømningen hindres så lite som mulig. Det er imidlertid tenkt at de øvrige venturidimensjoner og -geometrier også skal lette en nøyaktig differensialtrykkmåling og frembringe tilstrekkelig blanding av en nøyaktig fylningsgradmåling i samsvar med oppfinnelsen. Det sted i forhold til venturidysen hvor fylningsgradmålinger blir tatt, er vist ved angivelse av nedstrømsstedet 120. Som det vil bli beskrevet mer detaljert nedenfor, vil måling av fylningsgrad på steder nedstrøms, slik som vist, fordelaktig muliggjøre meget mer nøyaktige bestemmelser av mengdestrømmer. Som vist i figur 2, er det anordnet en åpning 134 for å måle trykket på et sted inne i venturistrupen 116. En annen åpning, som ikke er vist i figur 2, og i kombinasjon med åpningen 134, vil denne gjøre det mulig å måle differensialtrykk.

Figur 3 er en perspektivskisse av en rørseksjon som omfatter en venturidyse og annet utstyr som benyttes for å måle hastighet og for å blande olje og vann i samsvar med en foretrukket utførelse av oppfinnelsen.

I en foretrukket utførelse som vist i figur 3 kombineres i henhold til oppfinnelsen en venturidyse 110 med en enkel måleenhet for gammastrålesvekking. En differensialtrykkføler 130 måler trykkfallet mellom innløpet 112 (ved åpningen 132) og venturistrupen 116 (ved åpningen 134). (Det bør bemerkes at skjønt trykkføleren 130 er vist å måle differensialtrykket mellom de steder hvor åpningene 132 og 134 befinner seg, kan også andre plasseringer velges. Skjønt det ikke er vanlig kan for eksempel en av målingene tas nedstrøms for venturidysen.) En strømningsustabilitet utvikles der hvor strømningen løper ut fra venturidiffusoren 118. En kilde for gammastråler 142 er anordnet, og denne utgjøres fortrinnsvis av<133>Ba, (skjønt<137>Cs eller andre isotoper også kan anvendes). Gammastrålekilden 142 er fortrinnsvis tilstrekkelig svak slik at lisens ikke kreves. En gammastråledetektor 144, fortrinnsvis en Nal(T1)-scintilleringsdetektor, er plassert diametrisk rett overfor kilden 142. Gammastrålekilden 142 og detektoren 144 er fortrinnsvis plassert i en bestemt avstand som er lik 3 -10 ganger nedstrømsrørdiameteren 124. Uten noe fluid i røret vil gammastrålene fra kilden vandre tvers over røret, og blir da detektert i gammastråledetektoren med en viss telletakt Rs. Med fluidrøret vil gammastrålene bli spredt og absorbert i avhengighet av fluidets densitet, med den følge at deteksjonstelletakten R reduseres i samsvar med: hvor d er diameteren av røret, p er den midlere densitet av fluidet langs strålebanen mellom kilde og detektor, og x er massesvekningskoeffisienten som er hovedsakelig konstant for typisk borehullsfluider. Man kan kalibrere anordningen med et kjent fluid, for eksempel vann, som da vil gi:

Man kan da bestemme den midlere oljefylningsgrad a0(eller vannfylningsgrad ved bruk av ligningen aw = 1 - a0) for en blanding av olje og vann langs gammastrålingens svekningsbane (tvers over røret langs rørdiametre) ut ifra blandingsdensiteten Tmix samt ligningene 2 og 7 i henhold til:

Denne fylningsgrad, som vil være middelverdien langs svekningsbanen, vil være lik strømningstverrsnittets midlere fylningsgrad på grunn av at olje og vann er blandet forholdsvis grundig over rørtverrsnittet. Det er blitt funnet på grunnlag av strømningssløyfeforsøk at denne tilstand er tilfredsstilt omtrent 3-10 rørdiametre nedstrøms for nedstrømsenden av venturidiffusoren, selv om den strømning som løper inn i venturidysen er lagdelt. En vesentlig forbedring av nøyaktigheten ved bestemmelse av de relative mengdestrømmer for vann og olje kan imidlertid oppnås under visse forhold ved å måle fylningsgraden på et hvilket som helst sted fra like nedstrøms for venturidysen til omtrent 20 rørdiametre fra denne. Det kan for eksempel være tilstrekkelig nøyaktig å måle fylningsgraden på steder hvor lagdelingen er blitt nedbrutt i vesentlig grad.

Det er mulig å bestemme densitet ut ifra direkte PVT-målinger på fluidet, eller ved å bestemme enten dempningstid eller resonansfrekvens for et vibrerende legeme, eller ut ifra en tilstandsligning med hensiktsmessig inngangsdata (vanligvis den kjemiske sammensetning samt trykk/volum/temperatur-måleverdier for fluidet). En tilstandsligning er en funksjon som gir termodynamisk konsistente data angående konfigurasjonsegenskaper for væsker og gasser. Uttrykket tilstandsligning anvendes for å beskrive en empirisk-avledet funksjon som gir en sammenheng mellom trykk, densitet, temperatur samt for blandinger, også sammensetning. De punktprøver som anvendes for disse analyser kan oppnås ut ifra separator-, overflate-bunnhulls-punktprøving. Den sistnevnte gir da en punktprøve på plasseringsstedet for strømningsmåleren, og gir da som sådan den foretrukne fremgangsmåte. Et ledningskabelverktøy, slik som enten MDT eller RFT kan anvendes for å ta opp disse punktprøver. Når det foreligger tre faser, blir detaljerte trykk/volum/temperatur/sammensetnings-målinger av fluidet fortrinnsvis utført for å utlede densitet og fase-volumandeler. Den metode som for nærværende foretrekkes er å utlede densitetene ved hjelp av en tilstandsligning fra sammensetningsdata. I det tilfellet hvor olje, gass og vann foreligger, blir volumandelen eller mol-andelen av gass eller olje også fortrinnsvis utledet fra tilstandsligningen for å lette bestemmelsen av vannfylningsgrad.

Det antas for tiden at måling av fylningsgraden innenfor et område omtrent 3-5 diametre fra venturidysen kan gi en enda større nøyaktighet over et bredt område av mengdestrømmer. Under utprøvingsforholdene antas det endelig at måling av fylningsgrad omtrent 5 diametre fra enden av diffusoren vil gi den beste nøyaktighet ved måling av relative mengdestrømmer.

En avstand fra venturidysen hvor en egnet grad av sammenblanding foreligger, vil generelt avhenge av mange faktorer. For det første vil den grad av sammenblanding som behøves for i vesentlig grad å forbedre mengdestrøm- bestemmelsen, avhengig av den fremgangsmåte som benyttes ved fylningsgradmålingen. Hvis for eksempel mer ennenl gammastråle benyttes, nemlig ved forskjellige vinkelstillinger, kan en lavere sammenblandingsgrad mottas for å oppnå en nøyaktig bestemmelse av fylningsgrad og vannandel. For det andre vil den avstand fra venturidysen hvor egnet blanding foreligger avhenge av den foreliggende geometri og antatte mengdestrømmer av fluidene i venturidysen. Videre kan fluidenes densitet og viskositet, samt deviasjonen påvirke den blandingsgrad og det blandingssted som forårsakes av venturidysen.

I tillegg vil kontinuerlig overvåking av fluidets midlere densitet gi en mulighet for å bestemme fasegrenser. Gammastrålingssvekkingen, som bestemmer densiteten for gjenstander i strålingsbanen, vil faktisk være proporsjonal med volumandelen for hver fase multiplisert med densiteten for hver fase. Dette er da den foretrukne fremgangsmåte for fasegrense-deteksjon, slik som vist i figur 9, for et boblepunkt. Figur 9 er en graf som viser den densitet som er bestemt som en funksjon av trykk ut ifra den foretrukne utførelse. Bobletrykket er åpenbart lett å detektere som en diskontinuitet i (dp/dp)rog angir bobleutviklingen. Andre fremgangsmåter, slik som PVT-prøver, vil være velkjente for fagkyndige på området, og vil også kunne brukes.

Den totale mengdestrøm beregnes ut ifra ligning 1 ved bruk av den blandingsdensitet som beregnes ved hjelp av ligning 8. Fylningsgrad beregnes ut ifra ligning 9, mens olje- og vannstrømningsgrad beregnes ut ifra ligningene 4 og 5.

Figur 4 er en grafisk fremstilling som angir sammenhengen mellom vannfylningsgrad sammenlignet med vannandel, slik den er eksperimentelt målt ved en venturistrupe ved gjennomstrømning av forskjellige blandinger av olje og vann. Den vertikale akse angir vannfylningsgraden, eller volumandelen av vann. Den horisontale akse angir vannandelen eller forholdet mellom vannets mengdestrøm og den totale volumetriske mengdestrøm. Målingene ble tatt ved forskjellige totale volumetriske mengdestrømmer fra 40 kubikkmeter pr time til 100 kubikkmeter pr time. Som det vil fremgå av figur 4, varierer angivelsen av vannfylningsgraden vesentlig fra forholdet mellom vann-mengdestrøm og total mengdestrøm for alle målte mengdestrømverdier.

På lignende måte er figur 5 en graf som angir forholdet mellom vannfylningsgrad sammenlignet med strømningens vannandel, men disse fylningsgrad-målinger ble utført på et sted oppstrøms for en venturidyse. Som i figur 4, reflekterer fylningsgrad-målingene ikke nøyaktig strømningens vannandel for de fleste målte mengdestrømmer.

Figur 6 er en graf som viser forholdet mellom vannfylningsgraden sammenlignet med strømningens vannandel slik den er eksperimentelt målt på et sted nedstrøms for en venturidyse, i samsvar med en foretrukket utførelse av oppfinnelsen. I figur 6 ble vannfylningsgraden målt på et sted omtrent 3 rørdiametre nedstrøms fra nedstrømsenden av venturidiffusoren. Som det vil fremgå av figur 6, er det vist til forskjell fra de angitte data i figurene 4 og 5 at de målte fylningsgradverdier nøyaktig tilsvarer strømningens vannandel ved alle de målte mengdestrømverdier.

Det er således eksperimentelt funnet at det foreligger en vesentlig ustabilitet nedstrøms for venturidysen uavhengig av strømningsregimet på innløpssiden av venturidysen så lenge den totale mengdestrøm overskrider en minimumsverdi. For eksempel ved en oppstrøms rørseksjon med 15 cm diameter og med en venturistrupediameter på omkring 7,5 mm (hvilket vil si beta = 0,5), vil denne verdi være omtrent 20 kubikkmeter pr time. På grunn av denne ustabilitet og den blanding som den frembringer, vil olje og vann være godt blandet omtrent 3-10 rørdiametre nedstrøms for venturiutløpet, skjønt som nevnt ovenfor, også måling av fylningsgrad på andre steder kan være egnet i visse situasjoner.

På grunn av den godt blandede strømningstilstand vil olje og vann være nesten homogent fordelt over strømningstverrsnittet og glidningshastigheten mellom olje og vann vil være meget liten. I en slik tilstand vil vannfylningsgraden være lik strømningens vannandel Xw, eller forholdet mellom den volumetriske vannmengdestrøm og den totale mengdestrøm. Likeledes vil oljefylningsgraden være lik strømningens oljeandel eller forholdet mellom oljens volumetriske mengdestrøm og den totale mengdestrøm. Dette er viktig på grunn av at mengdestrømmer for olje og vann da kan utledes direkte fra produktet av de respektive fylningsgradverdier og den totale mengdestrøm ut fra venturistrupen, nemlig:

Det er en fordel at da ingen glidningsmodell er påkrevet. Selv om vannfylningsgraden ikke er nøyaktig den samme som strømningens vannandel, kan forskjeller på noen få prosent inngå som empiriske korreksjoner til de ligninger som er angitt ovenfor. Fortrinnsvis utføres fylningsgradmålingen på et sted nedstrøms for venturidysen hvor forskjellen mellom vannfyllingsgraden og strømningens vannandel vil være neglisjerbar ved de spesielle målingsfordeler som foreligger.

I henhold til oppfinnelsen kan mange av fremgangsmåtene for hylningsgradmåling, innbefattet de fleste av de som er angitt ovenfor, anvendes for å måle fylningsgrad på et sted nedstrøms for venturidysen, all den stund disse nedstrømsmålinger tas på et sted hvor det foreligger en egnet sammenblandingsgrad. Det er for eksempel mulig å bestemme fylningsgrad ved å måle fluidets lydhastighet, eller ved å bestemme enten dempningstiden eller resonansfrekvensen for et vibrerende legeme. (Bemerk at bruk av et vanlig gradiomanometer eventuelt ikke kan være egnet, da denne metode vanligvis baserer seg på måling av trykkforskjeller som tas over lengder som er større enn den lengdeutstrekning av blandet olje og vann som frembringes av venturidysen). Den foretrukne utførelse av denne oppfinnelse er imidlertid å bestemme fluid-densiteten ved å måle svekkingen av gammastråler langs en strømningsdiameter i røret. Bestemmelse av densitet ut ifra gammastrålesvekking er velkjent innenfor fagområdet. På grunn av inhomogeniteter i strømningen over tid, blir vanligvis kraftige radioaktive kilder ofte brukt ved måling av densitet innenfor en kort tidsperiode. På grunn av forholdene i forbindelse med foreliggende oppfinnelse vil imidlertid strømningen være relativ homogen innenfor tid og rom, slik at densitetsmålinger kan tas over flere sekunder eller minutter, hvilket vil tillate bruk av meget svake kilder som da er fritatt fra lisenskrav. I tillegg kan en slik meget enkel måling bruke detektorer som er av samme art som de detektorer som allerede er i bruk i vanlige ledningskabelverktøy for gammastrålelogging.

I en godt blandet strømning er den midlere fluiddensitet fastlagt langs en diameter av strømningstverrsnittet, slik som gitt ved gammastrålesvekking, lik den midlere fluiddensitet over røret som helhet. Det vil da også foreligge liten glidning og vannfyllingsgraden vil da hovedsakelig være lik strømningens vannandel.

Det er viktig å legge merke til at slike tilstander ikke forekommer på andre steder i røret, slik som oppstrøms for venturidysen eller i venturistrupen. På hvert sted oppstrøms, nedstrøms og i venturistrupen, er gammastrålesvekkingen blitt målt langs en vertikal målingsbane og verdier for densitet og fylningsgrad utledet fra slik måling ved flere forskjellige totale mengdestrømmer. Vannfyllingsgraden i venturistrupen er sammenlignet med strømningens vannandel i figur 4. Her er fylningsgraden klart ikke lik strømningens vannandel, hvilket angir at blandingen ikke er homogen. I figur 5 er vannfyllingsgraden oppstrøms sammenlignet med strømningens vannandel på dette sted. Atter er fylningsgraden ikke lik strømningens vannandel. Endelig i figur 6 er vannfylningsgraden nedstrøms i en avstand på tre rørdiametre fra venturiutløpet regnet opp mot strømningens vanninnhold. I dette tilfellet er fylningsgraden meget lik strømningens vanninnhold.

For de fylningsgradmålinger som er utført oppstrøms og i venturistrupen er det viktig å legge merke til at svekningsbanens orientering er viktig på grunn av at strømningen ikke er homogen. Oppstrøms og ved nær horisontal orientering av røret vil for eksempel strømningen ofte bli lagdelt. Figurene 7a-7c viser virkningen av forskjellige orienteringer for svekningsbanen, hvor strømninger av olje og vann ikke er tilstrekkelig blandet. Den midlere densitet langs de tre viste målebaner er da klart forskjellig. I figur 7c er for eksempel svekningsbanen ført utelukkende gjennom olje. I dette tilfellet foreligger det således ingen informasjon i det hele tatt om midlere densitet eller fylningsgrad.

På nedstrømssteder hvor vesentlig sammenblanding har funnet sted (for eksempel i en avstand på 3 -10 rørdiametre fra nedstrømsenden av venturidiffusoren) er imidlertid strømningen homogen og den målte strålesvekning gir da korrekt blandingsdensitet og fylningsgrad.

Noen av de ytterligere fordeler ved å måle fylningsgrad på slike nedstrømssteder er vist i figur 8. Figur 8 er en grafisk fremstilling som sammenligner vannfylningsgrad målt nedstrøms med strømningens vannandel for forskjellige mengdestrømmer, vannandeler og helninger, samt svekningsbaneorienteringer. Fylningsgradmålinger ble tatt i en avstand tilsvarende omtrent tre rørdiametre nedstrøms for venturiutløpet. Disse data ble tatt opp ved mengdestrømmer som varierte fra 60 til 120 kubikkmeter pr time, ved helninger (hvilket vil si strømningsbanens skråstilling i forhold til vertikalen) i området fra 70 til 90 grader, samt ved tre orienteringer av strålesvekningsbanen, slik som angitt i figurene 7a - 7c. Som det vil fremgå av grafen, ligger de målte fylningsgradverdier meget nær strømningens vannandel over et bredt område av verdier. Det er betegnende at fylningsgraden er nesten lik strømningens vannandel over forskjellige orienteringer og helningsvinkler.

Skjønt foretrukne utførelser av oppfinnelsen er blitt beskrevet, er disse beskrivelser bare ment å være anskueliggjørende og er ikke ment å utgjøre noen grense for foreliggende oppfinnelses omfang. Skjønt den foreliggende oppfinnelse hittil for eksempel er blitt prinsipielt beskrevet i sammenheng med måling av fluidmengdestrømmer i blandinger av olje og vann, vil foreliggende oppfinnelsesgjenstand også kunne anvendes for å lette bestemmelser av fluidmengdestrømmer i andre blandinger. Generelt kan også en venturidyse også anvendes for å bestemme hastighet samt anvendt som en blander for sammenblanding av hvilket som helst fluider, innbefattet gassfaser. Det kan for eksempel foreligge to væsker, en væske og en gass, eller to væsker og en gass. Venturidysens geometri bør være utført slik at en passende grad av sammenblanding lettest ved de mengdestrømsverdier som er av interesse, og måling av fylningsgrad bør da tas på nedstrømssteder hvor en tilstrekkelig grad av sammenblanding finner sted til at det blir mulig å utføre en nøyaktig bestemmelse av mengdestrøm ut ifra de målte volumandeler.

I det tilfellet hvor en gass foreligger, kan fylningsgraden bestemmes ut ifra densitetsmålinger ved hjelp av enten ligning (2) eller ligning (3) samt en tilstandsligning, eller også kan direktemålinger anvendes for å bestemme densiteter for olje og gass. I nærvær av tre faser, nemlig olje, vann og gass under bobletrykk, kan den midlere hydrokarbondensitet bestemmes ved hjelp av en tilstandsligning basert på en sammensetningsanalyse. For trefaset fluid, nemlig med olje, vann og gass anvendes den midlere volumdensitet (mol-fraksjon) for olje og gass i den analyse som er i samsvar med dette domenet, hvor densiteten bestemmes ved hjelp av gammastråle for vann, olje og gass. Den foretrukne fremgangsmåte gjør bruk av en tilstandsligning.

Som nevnt, kan strømningsmåleren i henhold til foreliggende oppfinnelse anvendes på blandinger av tre eller flere faser, hvor da en egnet venturidyse kan anvendes både til å måle hastighet og for å blande sammen de forskjellige faser. Så lengde fasenes hastighet og venturidysens geometri er tilstrekkelig til å blande sammen de forskjellige faser, vil glidningen mellom fasene kunne reduseres til et relativt lavt nivå, og nøyaktige mengdestrømverdier kan da fastlegges. En bestemmelse av mengdestrømmer i blandinger av tre eller flere faser, bør en eller flere ytterligere målinger utføres for å bestemme den bestemte fylningsgrad som er av interesse, da den foreliggende eneste gammastråleinnretning bare vil være i stand til å angi en midlere densitet for samtlige faser. To egnede og valgte forskjellige gammastråleenergier kan for eksempel anvendes for å bestemme mengdeandelen av hver av de tre faser. I det tilfellet hvor to av fasene er olje og gass, kan imidlertid følgende fremgangsmåte med fordel benyttes. De enkelte hydrokarbon-fasedensiteter kan bestemmes ved hjelp av en tilstandsligning, slik som beskrevet ovenfor (slik det også kan gjøres for vannfasen).

Claims (61)

1. Fremgangsmåte for å bestemme mengdestrømmen (102) for en første fluidfase i et rør (100) som inneholder minst to fluidfaser, karakterisert vedfølgende prosesstrinn: de minst to fluidfaser bringes til å strømme gjennom en seksjon av røret (100) som omfatter et oppstrømsrør (112), en innsnevring (110) og et nedstrømsrør (120), differensialtrykk for fluidfasene bestemmes (130) mellom et første sted (132) og et andre sted (134), hvor da første (132) og andre sted (134) er fastlagt slik at det differensialtrykk som skriver seg fra de fluidfaser som passerer gjennom i det minste en del av innsnevringen (110), kan settes i sammenheng med den totale mengdestrøm for fluidfasene som passerer gjennom rørseksjonen, og volumandelen for den første fluidfase bestemmes i det minste delvis ved å utføre en måling (144) på et sted nedstrøms (120) for innsnevringen (110), hvor en vesentlig grad av sammenblanding av de minst to fluidfaser foreligger.

2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert vedat innsnevringen (110) er en venturidyse (110) og den vesentlige sammenblanding skriver seg fra det forhold at fluidfasene passerer gjennom venturidysen (110).

3. Fremgangsmåte som angitt i krav 2, karakterisert vedat venturidysen (110) omfatter en venturistrupe (116), og det første sted befinner seg i denne venturistrupe (116).

4. Fremgangsmåte som angitt i krav 3, karakterisert vedat det andre sted er på oppstrømsrøret (112).

5. Fremgangsmåte som angitt i krav 3, karakterisert vedat det andre sted er på nedstrømsrøret (120).

6. Fremgangsmåte som angitt i krav 3, karakterisert vedat venturistrupen (116) omfatter omtrent parallelle vegger som fastlegger en strupediameter.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 6, karakterisert vedat venturidysen (110) videre omfatter en venturidiffusor (118) umiddelbart nedstrøms for venturistrupen (116), idet denne venturidiffusor (118) omfatter vegger med en diameter omtrent lik venturistrupens (116) diameter ved en oppstrømsende, og disse vegger skråner utover til en større diameter i retning mot en nedstrømsende.

8. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert vedat den måling (144) som anvendes for å bestemme volumandelen av den første fluidfase, utføres på et sted med en avstand fra innsnevringen (110) på omtrent 0-20 ganger nedstrømsrørets (120) diameter (124).

9. Fremgangsmåte som angitt i krav 8, karakterisert vedat den måling (144) som benyttes for å bestemme volumandelen av den første fluidfase, utføres på et sted i avstand fra innsnevringen (110) som omtrent er lik 3 -10 ganger nedstrømsrørets (120) diameter (124).

10. Fremgangsmåte som angitt i krav 9, karakterisert vedat den måling (144) som anvendes for å bestemme den første fluidfases volumandel, utføres på et sted i en avstand fra innsnevringen (110) lik omtrent 3-5 ganger nedstrømsrørets (120) diameter (124).

11. Fremgangsmåte som angitt i krav 10, karakterisert vedat den måling (144) som brukes for å bestemme volumandelen av den første fluidfase, utføres på et sted med en avstand fra innsnevringen (110) på omtrent 5 ganger diameteren (124) av nedstrømsrøret (120).

12. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert vedat den måling (144) som anvendes for å bestemme volumandelen av den første fluidfase, utføres på et sted hvor strømningen av de minst to faser ikke er lagdelt.

13. Fremgangsmåte som angitt i krav 12, karakterisert vedat den måling (144) som brukes for å bestemme volumandelen av den første fluidfase, utføres på et sted hvor hastigheten for hver av de minst to faser er omtrent den samme.

14. Fremgangsmåte som angitt i krav 13, karakterisert vedat den måling (144) som anvendes for å bestemme den første fluidfases volumandel, utføres på et sted hvor fylningsgrad og strømningsandel for den første fluidfase bare ligger noen få prosentandeler fra hverandre.

15. Fremgangsmåte som angitt i krav 13, karakterisert vedat målingen (144) som anvendes for å bestemme volumandelen av den første fluidfase, utføres på et sted hvor forskjellen mellom fylningsgrad og strømningsandel for den første fluidfase er neglisjerbar.

16. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert vedat den måling (144) som tas for å bestemme volumandelen av den første fluidfase, omfatter en densitetsmåling på de minst to fluidfaser.

17. Fremgangsmåte som angitt i krav 16, karakterisert vedat densiteten måles ved å bestemme strålesvekningen av minst en gammastråle som bringes til å passere gjennom fluidfasene.

18. Fremgangsmåte som angitt i krav 17, karakterisert vedat den minst ene gammastrålen frembringes ved å bruke en svak kilde (142).

19. Fremgangsmåte som angitt i krav 18, karakterisert vedat den svake gammastrålekilden (142) omfatter en<137>Cs-kilde.

20. Fremgangsmåte som angitt i krav 18, karakterisert vedat den svake kilden (142) for gammastråling omfatter en<133>Ba-kilde.

21. Fremgangsmåte som angitt i krav 16, karakterisert vedat densitetsmålingen anvendes for å bestemme overgangstrykket for minst en av fluidfasene.

22. Fremgangsmåte som angitt i krav 21, karakterisert vedat den fluidfase som overgangstrykket bestemmes for, hovedsakelig omfatter hydrokarboner.

23. Fremgangsmåte som angitt i krav 22, karakterisert vedat overgangstrykket er boblepunktet for hydrokarbon-fluidfasen.

24. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert vedat den omfatter et prosesstrinn som går ut på å bestemme de enkelte densiteter for de minst to fluidfaser.

25. Fremgangsmåte som angitt i krav 24, karakterisert vedat de enkelte densiteter bestemmes ved bruk av en tilstandsligning.

26. Fremgangsmåte som angitt i krav 25, karakterisert vedat sammensetningsdata anvendes for å bestemme de enkelte densiteter.

27. Fremgangsmåte som angitt i krav 26, karakterisert vedat sammensetningsdataene utledes fra punktprøver fra fluidfasene.

28. Fremgangsmåte som angitt i krav 24, karakterisert vedat fasedensitetene bestemmes ut ifra punktprøver fra fluidfasene.

29. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert vedat de målinger som tas for å bestemme volumandelen for den første fluidfase, omfatter en kapasitansmåling på de minst to fluidfaser.

30. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert vedat den måling som tas for å bestemme volumandelen av den første fluidfase, omfatter en resistivitetsmåling av de minst to fluidfaser.

31. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert vedat den måling som tas for å bestemme volumandelen i den første fluidfase, omfatter en måling av fluidfasene ved bruk av et gradiomanometer.

32. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert vedat den måling som tas for å bestemme volumandelen av den første fluidfase, omfatter en måling av lydhastigheten i de minst to fluidfaser.

33. Fremgangsmåte som angitt i krav 31, karakterisert vedat den måling som tas for å bestemme volumandelen av den første fluidfase, omfatter bestemmelse enten av neddempningstiden eller resonansfrekvensen for et vibrerende legeme i de minst to fluidfaser.

34. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert vedat den omfatter et prosesstrinn som går ut på å bestemme mengdestrøm av den første fluidfase ved bruk av volumandelen av dette første fluid samt differensialtrykket, idet hastigheten av første fluidfase og hastigheten av en annen fase antas å være hovedsakelig den samme.

35. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert vedat den første fluidfase er vann og en andre fluidfase er olje.

36. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert vedat innsnevringen (110) installeres i et underjordisk hydrokarbon-borehull.

37. Fremgangsmåte som angitt i krav 36, karakterisert vedat innsnevringen (110) er egnet for permanent installasjon i et hydrokarbon-borehull.

38. Fremgangsmåte som angitt i krav 37, karakterisert vedat innsnevringen (110) dimensjoneres på en slik måte at et produksjonsloggeverktøy kan bringes til å passere gjennom den.

39. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert vedat det som første fluidfase anvendes en gass og som andre fluidfase anvendes en væske.

40. Fremgangsmåte som angitt i krav 39, karakterisert vedat den første fluidfase er hydrokarbongass og den andre fluidfase er en hydrokarbon-væske.

41. Fremgangsmåte som angitt i krav 40, karakterisert vedat den omfatter et prosesstrinn som går ut på å bestemme de individuelle densiteter for de minst to fluidfaser ved bruk av en tilstandsligning samt sammensettingsdata.

42. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert vedat strømningstrinnet omfatter strømning av en andre og en tredje fluidfase gjennom rørseksjonen, mens fremgangsmåten videre omfatter et prosesstrinn som går ut på å bestemme volumandelene av den andre og den tredje fluidfase ved å utføre en måling på et sted nedstrøms for innsnevringen (110) hvor en vesentlig grad av sammenblanding mellom første, andre og tredje fluidfase foreligger.

43. Fremgangsmåte som angitt i krav 42, karakterisert vedat det som første fluidfase anvendes hydrokarbongass og som andre fluidfase benyttes hydrokarbonvæske.

44. Fremgangsmåte som angitt i krav 43, karakterisert vedat den omfatter et prosesstrinn som går ut på å bestemme de individuelle densiteter for første og andre fluidfase ved bruk av en tilstandsligning og sammensetningsdata.

45. Apparat for å bestemme mengdestrøm for en første fluidfase i et rør (100) som inneholder minst to fluidfaser, karakterisert vedat apparatet omfatter: et oppstrømsrør (112) med en viss diameter, en venturidyse (110) med en venturistrupe (116) med en viss strupediameter, og hvor denne venturidyse (110) er anordnet umiddelbart nedstrøms for og i fluidkommunikasjon med oppstrømsrøret (112), et nedstrømsrør (120) med en viss diameter (124), anordnet umiddelbart nedstrøms for og i fluidkommunikasjon med venturidysen (110), en strupetrykkmåler (130) utformet for å bestemme et strupetrykk for fluidfasene, målt i venturistrupen (116), en andre trykkmåler utformet for å bestemme fluidfasenes trykk, målt på et andre sted, hvor dette andre sted er plassert slik at en trykkforandring som skriver seg fra fluidfasenes passasje gjennom i det minste en del av venturidysen (110), kan settes i sammenheng med fluidfasenes totale mengdestrøm, og en fylningsgrad-beregner innrettet og konfigurert for å bestemme volumandelen av den første fluidfase ved å utføre en måling på et sted nedstrøms for det sted hvor en vesentlig grad av sammenblanding av de minst to fluidfaser foreligger.

46. Apparat som angitt i krav 45, karakterisert vedat den måling som utføres for å bestemme volumandelen av den første fluidfase, utføres på et sted hvor strømningen av de to faser ikke er lagdelt.

47. Apparat som angitt i krav 45, karakterisert vedat den måling som anvendes for å bestemme volumandelen av den første fluidfase, utføres på et sted hvor hastigheten av de to faser er omtrent den samme.

48. Apparat som angitt i krav 47, karakterisert vedat målingen som anvendes for å bestemme volumandelen av den første fluidfase, utføres på et sted hvor fylningsgrad og strømningsandel av den første fluidfase tilsvarer hverandre innenfor noen få prosent.

49. Apparat som angitt i krav 47, karakterisert vedat den måling som anvendes for å bestemme volumandelen av den første fluidfase, utføres på et sted hvor forskjellen mellom fyllingsgrad og strømningsandel for den første fase er neglisjerbar.

50. Apparat som angitt i krav 49, karakterisert vedat den vesentlige grad av sammenblanding skriver seg fra fluidfasenes passering gjennom venturidysen (110).

51. Apparat som angitt i krav 50, karakterisert vedat det andre sted befinner seg på oppstrømsrøret (112).

52. Apparat som angitt i krav 51, karakterisert vedat venturidysen (110) videre omfatter en venturidiffusor (118) umiddelbart nedstrøms for venturistrupen (116), og hvor denne venturidiffusor (118) omfatter vegger med en diameter som ved en oppstrømsende er omtrent lik strupediameteren, idet venturidiffusorveggene skråner utover til en større diameter i retning mot en nedstrømsende for venturidiffusoren (118).

53. Apparat som angitt i krav 52, karakterisert vedat oppstrømsrøret (112), venturidysen (110) og nedstrømsrøret (120) er installert i et underjordisk hydrokarbonborehull, og venturidysen (110) er dimensjonert slik at et produksjonsloggeverktøy kan passere gjennom dysen.

54. Apparat som angitt i krav 53, karakterisert vedat oppstrømsrøret (112), venturidysen (110) og nedstrømsrøret (120) er egnet for permanent installasjon i et hydrokarbonborehull.

55. Apparat som angitt i krav 54, karakterisert vedat den måling (144) som brukes for å bestemme volumandelen av den første fluidfase, utføres på et sted i avstand fra venturidiffusoren (118) som tilsvarer omtrent 0-20 diametre (124) av nedstrømsrøret (120).

56. Apparat som angitt i krav 55, karakterisert vedat den måling (144) som anvendes for å bestemme volumandelen av den første fluidfasen, utføres på et sted med en avstand fra venturidiffusoren (118) på omtrent 3-10 ganger nedstrømsrørets (120) diameter (124).

57. Apparat som angitt i krav 56, karakterisert vedat den måling (144) som anvendes for å bestemme volumandelen av den første fluidfasen, utføres på et sted med en avstand fra venturidiffusoren (118) på omtrent 3-5 ganger nedstrømsrørets (120) diameter (124).

58. Apparat som angitt i krav 57, karakterisert vedat den måling (144) som anvendes for å bestemme volumandelen av den første fluidfase, utføres på et sted hvor avstanden fra venturidiffusoren (118) er omtrent 5 ganger nedstrømsrørets (120) diameter (124).

59. Apparat som angitt i krav 56, karakterisert vedat den måling (144) som utføres for å bestemme volumandelen av den første fluidfasen, omfatter en densitetsmåling av de minst to fluidfaser, som måles ved å bestemme svekkingen av minst en gammastråle som passerer gjennom fluidfasene.

60. Apparat som angitt i krav 59, karakterisert vedat den minst ene gammastråle frembringes ved bruk av en svak strålingskilde (142).

61. Apparat som angitt i krav 49, karakterisert vedat det rør (100) som inneholder de minst to fluidfaser, er orientert omtrent horisontalt.