NO342311B1

NO342311B1 - System, fremgangsmåte og apparat for å måle flerfasestrømning

Info

Publication number: NO342311B1
Application number: NO20111627A
Authority: NO
Inventors: Bruno Pinguet; Onerazan Bornia; Gilles Roux
Original assignee: Schlumberger Technology Bv
Priority date: 2009-05-20
Filing date: 2011-11-25
Publication date: 2018-05-07
Also published as: NO20111627A1; US20120216625A1; CA2762925C; RU2011151993A; US8739635B2; GB2482271B; RU2535638C2; WO2010133348A3; GB2482271A; GB201120034D0; WO2010133348A2; CA2762925A1

Abstract

System, fremgangsmåte og apparat for å måle fluidegenskaper ved en fluidstrømning med fire faser, som inkluderer en fraksjonsmåleranordning innrettet for å bestemme respektive fraksjonsmålinger av hver av fire fluidfaser som strømmer i en fluidstrømning; og en oppførselsmodelleringsanordning innrettet for å bestemme, basert på de respektive fraksjonsmålingene av hver av de fire fluidfasene, respektive strømningsmengder for hver av de fire fluidfasene.

Description

KRYSSREFERANSE TIL BESLEKTEDE SØKNADER

[0001] Foreliggende oppfinnelse tar prioritet fra den foreløpige US-patentsøknaden 61/179,832 til Bruno PINGUET m.fl. med tittelen "SYSTEM, METHOD AND APPARATUS FOR MEASURING MULTIPHASE FLOW", innlevert 20. mai 2009, som med dette inntas som referanse her i sin helhet.

TEKNISK OMRÅDE

[0002] Foreliggende oppfinnelse vedrører generelt måling av fluidegenskaper, og vedrører mer spesifikt, men ikke som en begrensning, måling av flerfasestrømning av fluid omfattende fire faser.

BAKGRUNN

[0003] Det er vel kjent at det økende forbruket av hydrokarbon rundt om i verden gjør at oljeselskaper stadig leter etter nye utviklingsfelter. Hydrokarbonreservoarer blir stadig vanskeligere å produsere ettersom mange gjerne befinner seg enten offshore, under vann eller på steder der muligheten til menneskelig tilstedeværelse er begrenset mulighet eller ikke til stede. I tillegg til utfordringen med vanskelig produksjon innebærer denne ekstra kostnad for produserte fluider av dårligere kvalitet, noe som krever passende optimalisering av utviklings- og produksjonskostnadene.

[0004] Generelt er trenden av nye funn basert enten på gassproduksjon (f.eks. høy API) eller på produksjon av viskøst fluid, vanligvis kalt tungolje, ekstra tung olje og bitumen. Disse fluidene kan være så viskøse at de mesteparten av tiden ikke er i stand til å strømme naturlig som følge av friksjonen de skaper mot rørveggen, slik at det er nødvendig å tilsette fortynningsmiddel eller et kjemisk tilsetningsstoff til fluidene for å redusere viskositeten og for å bringe den resulterende strømningen til oppsamlingssentre for spesifikk rekondisjonering og behandling.

[0005] Følgelig foreligger det et behov for systemer og fremgangsmåter som løser de ovenfor angitte og andre problemer med kjente systemer og fremgangsmåter for behandling av gass og sterkt viskøse fluider.

SAMMENFATNING AV OPPFINNELSEN

[0006] I lys av de ovennevnte ulemper knyttet til de kjente systemer og fremgangsmåter er eksempler på utførelser av foreliggende oppfinnelse rettet mot en løsning for produksjon og overvåkning i forbindelse med flerfasestrømning med fire faser. Eksemplene på systemer og fremgangsmåter tilveiebringer således en ny og nyttig flerfasestrømningsmåler for fire faser som unngår mange av manglene og ulempene med de kjente systemer og fremgangsmåter og som inkluderer mange hittil ukjente trekk, som ikke foregripes, gjøres nærliggende for fagmannen, foreslås eller en gang antydes av noen av de kjente systemer og fremgangsmåter, hverken sett alene eller i en hvilken som helst kombinasjon.

[0007] Ifølge et aspekt ved foreliggende oppfinnelse vedrører ett eller flere eksempler på utførelser systemer og fremgangsmåter for overvåkning av produksjon av olje, vann, gass og fortynningsmiddel.

[0008] Eksemplene på systemer og fremgangsmåter er i stand til å overvåke i sanntid, og kan gjøre dette uten ytterligere følere i systemet. Systemene og fremgangsmåtene kan være basert på hittil ukjent teknologi for kjernemålinger, og kan være basert på løsning av grunnleggende problemer i kjent teknikk og på bruk av egenskapene til kjernemålinger ved å kombinere minst tre gamma/røntgenenerginivåer for å måle hver fase i en firefase fluidstrømning. Systemene og fremgangsmåtene kan anvende en tilegnet fluidoppførselsmodell for å estimere de sanne fluidegenskapene ved linjeforhold. Systemene og fremgangsmåtene kan tilveiebringe fraksjoner og strømningsmengder av hver av de fire fasene under hvilke som helst passende forhold, uavhengig av området av konsentrasjoner av de fire fasene som strømmer gjennom et strømningsrør.

[0009] Ifølge et annet aspekt ved foreliggende oppfinnelse vedrører ett eller flere eksempler på utførelser systemer og fremgangsmåter for overvåkning av produksjon av firefase fluidstrømning basert på bruk av bestemte nukleære fluidegenskaper som kan gjøre det mulig å skjelne mellom de fire fasene på en unik måte, kombinert med samtidig bruk av fluidoppførselsegenskaper, og som i sann tid er i stand til å bestemme strømningsmengden av hver fase. Systemene og fremgangsmåtene kan bli anvendt med en hvilken som helst passende rørledning, under vann eller på overflate, og krever ikke intervensjon etter installasjon. Videre kan systemene og fremgangsmåtene være mer kompakte enn systemer og fremgangsmåter som anvender en tradisjonell prosess, så som bruk av en separator. I et eksempel på utførelse trenger ikke systemene og fremgangsmåtene anvende noen som helst bevegelige deler og kan være uavhengig av injeksjonsmengden av fortynningsmiddel. I et aspekt ved foreliggende oppfinnelse trenger systemene og fremgangsmåtene heller ikke anvende strømningsmengdeinformasjon a priori eller anvende strømningskalibrering på brønnstedet. Systemene og fremgangsmåtene kan inkludere en kombinasjon av hittil ukjente kjernemålinger, oppførselsanalyse av fluidegenskaper og bruk av hvilket som helst passende utstyr som fungerer etter differensialtrykkmålingsprinsippet, så som en venturi, en blende, en ventil, en struping og liknende.

[0010] I et eksempel på aspekt tilveiebringes således et system for å måle fluidegenskaper for en fluidstrømning med fire faser, der systemet inkluderer en fraksjonsmåleranordning innrettet for å bestemme respektive fraksjonsmålinger av hver av fire fluidfaser som strømmer i en fluidstrømning, og en oppførselsmodelleringsanordning innrettet for å bestemme, basert på de respektive fraksjonsmålingene av hver av de fire fluidfasene, respektive strømningsmengder av hver av de fire fluidfasene.

[0011] I et ytterligere eksempel på aspekt tilveiebringes en fremgangsmåte for å måle fluidegenskaper for en fluidstrømning med fire faser, der fremgangsmåten inkluderer å bestemme, med en fraksjonsmåleranordning, respektive fraksjonsmålinger av hver av fire fluidfaser som strømmer i en fluidstrømning, og bestemme, med en oppførselsmodelleringsanordning, basert på de respektive fraksjonsmålingene av hver av de fire fluidfasene, respektive strømningsmengder av hver av de fire fluidfasene.

[0012] I et ytterligere eksempel på aspekt tilveiebringes et apparat for å måle fluidegenskaper ved en fluidstrømning med fire faser, der apparatet inkluderer en fraksjonsmåleranordning innrettet for å bestemme respektive fraksjonsmålinger av hver av fire fluidfaser som strømmer i en fluidstrømning, og en oppførselsmodelleringsanordning innrettet for å bestemme, basert på de respektive fraksjonsmålingene av hver av de fire fluidfasene, respektive strømningsmengder av hver av de fire fluidfasene.

[0013] De fire fluidfasene inkluderer en vannfase, en gassfase, en oljefase og en fortynningsmiddelfase.

[0014] De fire fluidfasene påvirker en samlet fluidoppførsel til blandingen av fasene, og inkluderer en blanding av en vannfase, en gassfase, en råoljefase og en fjerde fase, der den fjerde fasen inkluderer en fortynningsmiddelfase eller en oljefase med andre egenskaper enn råoljefasen.

[0015] Fraksjonsmåleranordningen er basert på en kjernemåleranordning.

[0016] Oppførselsmodelleringsanordningen er basert på en differensialtrykkmåleranordning som inkluderer minst én av en føler, en venturi, en blende, en ventil, en struping, et bend, en knekk og en strømningsbegrensning.

[0017] Kjernemåleranordningen inkluderer en bariumkilde, der bariumkilden inkluderer en kombinasjon av mer enn 9 hovedenergitopper omgruppert i minst 4 hovedtopper, inkludert en første topp omkring 30 keV, en andre topp omkring 80 keV, en tredje topp omkring 160 keV og en fjerde topp omkring 302 til 383 keV.

[0018] Disse, i kombinasjon med andre aspekter, trekk og fordeler med foreliggende oppfinnelse, sammen med de forskjellige nyhetstrekkene som kjennetegner oppfinnelsen, er spesifikt angitt i kravene som er vedlagt og utgjør en del av denne beskrivelsen. De ovenfor angitte aspekter og fordeler er hverken utfyllende eller enkeltvis eller samlet avgjørende for idéene i eller praktisering av oppfinnelsen. Andre aspekter, trekk og fordeler med foreliggende oppfinnelse vil tydeliggjøres for fagmannen fra den følgende detaljerte beskrivelsen sett sammen med de vedlagte tegningene. Følgelig skal tegningene og beskrivelsen forstås som illustrerende, og ikke begrensende.

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE

[0019] For å bistå fagmannen i tilvirkning og bruk av gjenstanden for oppfinnelsen er det henvist til de vedlagte tegningene, der like referansenummer henviser til tilsvarende elementer for konsistens:

[0020] Figur 1 illustrerer et kjent system for å måle fluidegenskaper ved firefase fluidstrømning med injeksjon av fortynningsmiddel nede i et brønnhull,

[0021] Figur 2 illustrerer et kjent system for å måle fluidegenskaper ved firefase fluidstrømning med injeksjon av fortynningsmiddel fra overflaten,

[0022] Figur 3 er en graf som illustrerer kjerne- kontra energinivå-vekselvirkninger,

[0023] Figur 4 er en graf som illustrerer gammastrålespektrum kontra energinivåvekselvirkninger,

[0024] Figur 5 er en graf som illustrerer elektrontetthet- mot teoretiske vekselvirkninger,

[0025] Figur 6 er en graf som illustrerer massedempning som funksjon av energinivå-vekselvirkninger,

[0026] Figur 7 anvendes for å illustrere eksempler på systemer og fremgangsmåter for å måle fluidegenskaper ved firefase fluidstrømning uavhengig av injeksjonsnivå av fortynningsmiddel ifølge eksempler på utførelser vist her, [0027] Figur 8 er en graf som illustrerer viskositetsvariasjon i en blanding av olje og fortynningsmiddel som funksjon av fortynningsmiddelkonsentrasjon for å illustrere eksemplene på systemer og fremgangsmåter for å måle fluidegenskaper ved firefasefluid ifølge eksempler på utførelser vist her,

[0028] Figur 9 anvendes for å illustrere eksempler på systemer og fremgangsmåter for å måle fluidegenskaper ved firefase fluidstrømning med venturimåling og kjernemåling ved en venturiinnsnevring ifølge eksempler på utførelser vist her,

[0029] Figur 10 anvendes for å illustrere eksempler på systemer og fremgangsmåter for å måle fluidegenskaper ved firefase fluidstrømning med venturimåling og måling av totalt differensialtrykk (DP) og kjernemåling ved en venturiinnsnevring ifølge eksempler på utførelser vist her,

[0030] Figur 11 anvendes for å illustrere eksempler på systemer og fremgangsmåter for å måle fluidegenskaper ved firefase fluidstrømning med venturimåling og kjernemåling ikke ved en venturiinnsnevring ifølge eksempler på utførelser vist her,

[0031] Figur 12 anvendes for å illustrere eksempler på systemer og fremgangsmåter for å måle fluidegenskaper ved firefase fluidstrømning med en generisk løsning som anvender differensialtrykk (DP) og kjernemåling nær ved hverandre, men ikke samme sted ifølge eksempler på utførelser vist her,

[0032] Figur 13 anvendes for å illustrere eksempler på systemer og fremgangsmåter for å måle fluidegenskaper ved firefase fluidstrømning med både differensialtrykk- og kjernemålingsfølere kombinert innenfor et samme rom ifølge eksempler på utførelser vist her,

[0033] Figur 14 er en graf som illustrerer antydet utvikling av utløpskoeffisientverdier med en viskositetsskala for en strømningsmengde på 3000 bpd (barrel per day) og med en blandingstetthet på ~900 kg/m<3>og med en GVF på ~50% for å illustrere eksemplene på systemer og fremgangsmåter for å måle fluidegenskaper ved firefasefluid ifølge eksempler på utførelser vist her, og [0034] Figur 15 anvendes for å illustrere eksempler på kjernemålingsbaserte systemer og fremgangsmåter for å måle fluidegenskaper ved firefase fluidstrømning ifølge utførelseseksempler vist her.

DETALJERT BESKRIVELSE

[0035] Konkrete utførelsesformer av foreliggende oppfinnelse vil nå bli beskrevet i detalj med støtte i de vedlagte tegningene. I den følgende detaljerte beskrivelsen av utførelsesformer av foreliggende oppfinnelse er en rekke spesifikke detaljer vist for å gi en mer gjennomgående forståelse av oppfinnelsen. Imidlertid vil det være klart for fagmannen at utførelsesformene vist her kan praktiseres uten disse spesifikke detaljene. I andre tilfeller er velkjente trekk ikke beskrevet i detalj for å unngå å gjøre beskrivelsen unødvendig komplisert.

[0036] Terminologien og ordlyden anvendt her er utelukkende anvendt for beskrivelsesformål og skal ikke forstås som begrensende. Ord som "inkluderer", "omfatter", "har", "med", " inneholder" eller "involverer" og variasjoner av disse er ment å være inkluderende og innbefatte de elementene som er listet etter dem, ekvivalente elementer samt ytterligere elementer som ikke er nevnt. I forbindelse med foreliggende oppfinnelse kan "fortynningsmiddel" inkludere en hvilken som helst passende sekundær olje som blir anvendt for innblanding med den produserte oljen fra reservoaret, og inkluderer følgelig et hvilket som helst passende fluid, så som olje som blir anvendt for innblanding med reservoaroljen, og kan også inkludere et hvilket som helst passende fluid som blir anvendt for å hindre dannelse av faste stoffer og/eller isdannelse (f.eks. metanol som et fortynningsmiddel og/eller is i form av hydrat). I forbindelse med foreliggende oppfinnelse kan "olje" inkludere, svartolje eller et hvilket som helst passende kondensat, og liknende.

[0037] Foreliggende oppfinnelse inkluderer den gjenkjennelse at kostnaden forbundet med fortynningsmiddel er høy og at en passende regulering og optimalisering av injeksjonshastigheten kan gi betydelige kostnadsreduksjoner. Samtidig leter kontrollorganer etter utstyr som er i stand til på en nøyaktig måte å måle de forskjellige fasene som strømmer i hovedrøret for å sikre at produksjonsavgifter eller skatt blir beregnet korrekt. Dette gjelder også for avgiftsoverføringer mellom oljeselskaper som anvender den samme rørledningen for å produsere fra forskjellige felter og for nøyaktig å kunne bestemme hvert av deres egne bidrag. Endelig ønsker oljeselskaper å kunne optimalisere reservoarforvaltningen. I denne typen anvendelse er det et minimum av fire faser som strømmer i hovedrøret, inkludert viskøs olje, vann, gass og fortynningsmiddel, som alle kan være dominererende på gitte tidspunkter under brønnproduksjonen eller under oppstart av en brønn. For eksempel er det for tungolje vanlig å pumpe inn 60-70% av fortynningsmiddelet innledningsvis for å sette i gang oppløsning av søylen og redusere friksjonen. Senere kan denne andelen bli redusert betydelig, for eksempel til 20-30%, avhengig av typen olje og fortynningsmiddel.

[0038] Det finnes i dag ingen systemer på markedet som er i stand til å måle produksjonen av disse fire fasene i sanntid (f.eks. kalt en flerfasestrømningsmåler) på en enkel og kompakt måte. Til nå har den pragmatiske løsningen vært å måle injeksjonsmengden av fortynningsmiddel ett eller annet sted i et produksjonsrør, for eksempel i et punkt A og ved et tidspunkt TA, og så anta en bestemt blandingsprosess mellom punktet A og et punkt B og så i punktet B, og ved et tidspunkt TB, måle de forskjellige fasene. Eksempler på forskjellige scenarier fra kjent teknikk svarende til de ovenfor beskrevne systemer og fremgangsmåter er illustrert i figurene 1 og 2. Fra et teoretisk perspektiv kan slike metoder være korrekte bare dersom alt er konstant med hensyn til injeksjonsstrømningsmengde og fluidet som produseres fra brønnen. Imidlertid er det store fluktuasjoner i denne typen brønn. For eksempel deles fortynningsmiddelet mellom flere brønner på feltet, og fluktuasjon på mer enn /- 15% er vanlig i hvert injeksjonspunkt. Som en vil forstå kan dette ha store innvirkninger på fluidets oppførsel. Videre kan injeksjonsmengden bestemt ved tiden TA være forskjellig fra den ved tiden TB bestemt under måling av de tre fasene. En korreksjon bør bli anvendt for å ta hensyn til forsinkelsen mellom injeksjons- og målepunkter, og fordi strømningsmengden er sterkt turbulent og fluktuerende og ingen informasjon om prosessen mellom A og B er kjent, er det kun bruk av en gjennomsnittshastighet basert på en måling i punktet B som kan bli anvendt for å kompensere for tiden fortynningsmiddelet bruker på å strømme fra punkt A til punkt B, som en forstår fra figurene 1-2. Uansett er ikke en slik prosess lett å gjennomføre, og det er derfor et stort behov for forbedring.

[0039] En rekke antagelser, som vil bli beskrevet nedenfor, blir gjort med de ovenfor angitte fremgangsmåter og systemer, og som en vil se kan de ikke rettferdiggjøres gjennom hele produksjonslevetiden til tungoljebrønner. Følgelig foreligger det et behov for systemer og fremgangsmåter som er i stand til samtidig, og på samme sted, å måle de fire fasene i sanntid og som tilveiebringer en rimelig datainnsamlingsfrekvens (f.eks. for å kunne fange opp fluktuasjonen i brønnene), fraksjonene, strømningsmengdene og fluidegenskapsoppførselen til de fire fasene.

[0040] For å løse utfordringene knyttet til produksjon og overvåkning i dag er de fleste kjente systemer og fremgangsmåter basert på bruk av en stor separator som blir anvendt for å estimere, i beste fall, strømningen av olje og fortynningsmiddel, vann og gass. Deretter, gjennom prøvetaking, vil slike systemer og fremgangsmåter forsøke å identifisere den produserte fraksjonen av olje, eller ved å anvende ekstra måleutstyr kan de estimere fortynningsmiddelet fra blandingen av olje og fortynningsmiddel. Slike systemer og fremgangsmåter krever store investeringer som følge av utstyrets størrelse. I tillegg er de gjenstand for mange utfordringer med hensyn til nøyaktighet og arbeidsmengde, som vil bli beskrevet nærmere.

[0041] Flerfasestrømningsmålere har blitt mer akseptert innenfor oljebransjen som et alternativ til den kjente teknikks bruk av en separator. Videre har oljeproduksjonen begynt å fokusere mer på de to ytterpunktene av API-skalaen, dvs. høy API (f.eks. lav tetthet), som fører til utvikling av noen spesifikke løsninger for gasskondensatet, og lav API, kjennetegnet ved tungolje, ekstra tung olje, bitumen. Sistnevnte type API antas å representere fremtiden innen produksjon i oljebransjen over hele verden. Imidlertid er det noen grunnleggende problemer knyttet til produksjon av denne typen fluid. For eksempel er det ved kald produksjon nødvendig å tilføre et fortynningsmiddel i denne blandingen av olje, vann og gass for å redusere friksjonen til hovedstrømningen mot røret. Denne tilførte fjerde fasen har skapt utfordringer for kjent utstyr og også for den nyeste flerfaseteknologien på markedet. Én foreslått løsning har vært å legge til følere som vil ta seg av denne fjerde fasen. Imidlertid kan det å legge til følere i seg selv være ganske komplisert.

[0042] Flerfasestrømningsmålingsbransjen har vist ganske gode resultater gjennom de siste ti år, men er fortsatt et område med utvikling av nye idéer, som sakte, men sikkert har blitt akseptert av oljebransjen. En konsolidering av bransjen har ført til aksept for flere teknologier som har vært vist å fungere i den "vanlige" flerfasestrømningen bestående av tre faser: olje, vann og gass (f.eks. uten viskøst fluid). De aksepterte teknologier kan oppsummeres som basert på enten dobbeltenergi gammastrålebasert (f.eks. kjernemåling koblet med dempning av gammastrålen som passerer gjennom et strømmende fluid) eller elektromagnetisk måling (f.eks. resistivitet og konduktivitet, eller mer generelt impedansmåling), som i begge tilfeller gjør det mulig å skjelne mellom de 3 fasene. Kombinasjoner av disse to teknologiene har også vært anvendt. Flertallet av disse teknologiene har vært anvendt i gassbrønner eller i oljebrønner med en væskeviskositet som i alminnelighet er lavere enn 500-1000 cP (f.eks. ved linjebetingelser).

[0043] Som følge av den begrensede mengden tradisjonell olje som er tilgjengelig og det økende forbruket er det behov for å produsere tungolje, som er mer viskøs og som kan kreve tilførsel av et fortynningsmiddel i blandingen av olje, vann og gass for å redusere friksjonen til hovedstrømningen mot røret. For å bedre mobiliteten til denne typen tungolje, som kan sammenliknes med peanøttsmør eller tannpasta når det gjelder viskositetsoppførsel, kan derfor eksemplene på systemer og fremgangsmåter ifølge foreliggende oppfinnelse bli anvendt av flerfasestrømningsmålingsbransjen for å løse de ovennevnte og andre oppdagede problemer som følge av den tilførte fjerde fasen. Videre løser et aspekt ved eksemplene på systemer og fremgangsmåter ifølge foreliggende oppfinnelse problemet med avsides beliggenhet av hydrokarbonreserver og innfører konseptet med vedlikeholdsfri bruk koblet med økt pålitelighet og robusthet. Eksemplene på systemer og fremgangsmåter krever tjenlig ikke bruk av bevegelige deler eller strømningskalibrering på brønnstedet.

[0044] En ytterligere utfordring foreligger i sanden fra en formasjon i noen reservoarer der det produseres tungolje. For eksempel kan sandinnholdet i slik produksjon være så høyt som 10%, noe som også kan føre til en endring i viskositetsoppførselen til fluidet uten produksjonen av faste partikler. Problemer og utfordringer med oljerelatert overvåkning og forvaltning av disse typene reservoarer fører til redusert interesse for denne typen produksjon. Til nå er det ikke funnet noen passende løsning.

[0045] Den tradisjonelle eller konvensjonelle metoden for å løse dette problemet er å anvende en stor separator, som i beste fall vil gi informasjon om strømningsmengden av blandingen av olje og fortynningsmiddel, og, som følge av separasjonsprosessen, strømningsmengdene av vann og gass. Det meste av tiden er imidlertid væsken blandet og kun en tofaseseparasjon er mulig mellom gassen og væsken (f.eks. vann, olje og fortynningsmiddel sammen eller vann, olje og sand). I praksis finner kun en delvis separasjon sted i separatoren, som ganske visst inkluderer noen av gassboblene som er innestengt i væsken og som ikke kan vandre til toppen av gass/væske-grenseflaten i separatoren enten som følge av for kort oppholdstid eller som følge av mangel på mobilitet av gassen som følge av tilstedeværelsen av en væskeemulsjon. Videre, uten å tilføre en emulsjonsbryter for å forsøke å bryte opp blandingen av olje, fortynningsmiddel og vann, er det vanskelig, om ikke umulig, å få tilgang til hydrokarbon- og vannproduksjonen enkeltvis.

[0046] Som beskrevet over krever løsningene fra kjent teknikk en ytterligere mengde kjemisk fluid for å skjelne mellom de produserte fasene, og bruk av en stor separator. Videre må noen bestemte behandlingsmetoder være på plass for å gjenvinne noe av emulsjonsbryteren anvendt i separasjonsprosessen for å redusere de totale driftsutgiftene.

[0047] Videre, som beskrevet over, har flerfasestrømningsmålere for tre faser vært under utvikling og alminnelig tilgjengelig i omtrent 15 år, mens måling av fire faser kun har vært betraktet i den senere tid. Det har blitt publisert en rekke patenter og patentsøknader vedrørende spesifikke aspekter ved denne utviklingen, som vil bli beskrevet nærmere. Generelt har det meste av fokuset i måling av den fjerde fasen vært på salinitetsmåling. Mange av de foreslåtte løsningene betrakter at den fjerde fasen er oppløst i én av de andre fasene og ikke har noen innvirkning på fluidets oppførsel sett fra et fluidmekanisk perspektiv (f.eks. som når salt er oppløst i vann). Med andre ord antas det at den fjerde fasen har ubetydelig innvirkning på strømningsmønsteret eller oppførselen til blandingen (f.eks.

blandingens viskositet). Denne antagelsen har vært anvendt som en forutsetning i de fleste, om ikke alle, utviklingsarbeider. For eksempel beskriver den internasjonale patentsøknaden WO 1997/042493, som inntas som referanse her, en spesifikk løsning på problemet med måling av fire faser med salt, og demonstrerer hensyn i målingen av den fjerde fasen som krever lange midlingsperioder for i noen tilfeller å oppnå en salinitetsmåling. Et annet eksempel er illustrert av det britiske patentet GB 2316167, som inntas som referanse her, rettet mot en fremgangsmåte for å beregne saltinnholdet i vann. Det finnes en rekke patentpublikasjoner av ROUX m.fl. (f.eks. EP-patentsøknaden EP 1862 781 A1 og US-patentsøknaden 2007/0287190 A1, overdratt til SCHLUMBERGER, som inntas som referanse her) som tar for seg konsentrasjonen av saltinnhold i firefasestrømning. Nyere patentpublikasjoner av PINGUET m.fl. (f.eks. EP-patentsøknaden EP 1970 702 A1 og PCT-patentsøknaden PCT/IB2009/050365 overdratt til SCHLUMBERGER, som inntas som referanse her) beskriver en tilnærming til problemet med et fast stoff som strømmer i hovedrøret sammen med de tre hovedfasene, så vel som problemet med sandkonsentrasjon og avsetning av asfaltener eller avleiringer eller voks inne i røret.

[0048] Tilnærmingen i kjent teknikk kan oppsummeres som å betrakte den fjerde fasen enten som oppløst eller som fast. Et aspekt ved foreliggende oppfinnelse bygger på kjent teknikk ved å betrakte at den fjerde fasen har en mer inngripende innvirkning på fluidets oppførsel, og tar hensyn til denne effekten. Et annet aspekt ved foreliggende oppfinnelse tar for seg fortynningsmiddelet på tilsvarende måte som tilstedeværelse av en stor mengde fast stoff (f.eks.10% sand inne i oljen), som kan føre til en fundamental endring av viskositeten til væske/sandblandingen, som i tilfellet med CHOPS-produksjon med en sandandel innenfor 10-40% i de tidligere fasene av brønnens levetid.

[0049] Det er derfor ønskelig å tilveiebringe en fremgangsmåte og et apparat (som f.eks. også kan være omtalt her som et "system") som løser de ovenfor angitte og andre problemer. Den foreslåtte løsningen kan innlemme enkelte trekk fra den kjente teknikken nevnt over, men er utvidet til innvirkningen på visse fluidoppførseler og til anvendelser og tilfeller med tilstedeværelse av en større mengde av en fjerde fase som ikke behandles av kjent teknikk. Foreliggende oppfinnelse tar også for seg tilstedeværelsen av fortynningsmiddel som den aldri har vært betraktet før og som å ha en viss spesifitet i en flerfasestrømning. Videre tar foreliggende oppfinnelse for seg anvendelser med tungolje, noe som gjør denne løsningen unik og oppfinnerisk.

[0050] De kjente systemene og fremgangsmåtene er ikke i stand til å måle fire faser (f.eks. minst) på samme sted og på samme tid. Videre blir tungolje vanligvis produsert som et skum eller en emulsjon, og dette skaper en ytterligere utfordring ved full måling av strømningsmengder. For å kunne møte disse første utfordringene vekselvirker eksemplene på systemer og fremgangsmåter med forskjellige fluider som passerer gjennom en måler og jobber på en skala som er mindre enn den minste strukturen i strømningen. De minste strukturene er vanligvis gassboblene innestengt i væsken, og størrelsen kan estimeres til å være i området fra 0,5 mm i diameter, og med en sikkerhetsfaktor anvendt kan eksemplene på systemer og fremgangsmåter vekselvirke med fluidet på en skala på omkring en hundredels nanometer. Videre kan eksemplene på systemer og fremgangsmåter for innsamling av data være følsomme for flere forskjellige egenskaper ved fluidblandingen og kan inkludere én tilhørende vekselvirkning for spesifikke egenskaper ved hvert fluid (f.eks. fortynningsmiddel, olje, vann og gass). Endelig kan eksemplene på systemer og fremgangsmåter gjøres kompakte for å kunne øyeblikksmåle de forskjellige fraksjonene i flerfasestrømningen, tjenlig uten å anvende bevegelige deler og uten at det er behov for kalibrering på et brønnsted.

[0051] Slike eksempler på systemer og fremgangsmåter kan være basert på optiske og/eller kjernebaserte teknologier med flere bølgelengder eller identiske energinivåer som kan vekselvirke spesifikt med naturlige egenskaper ved fluidet eller en spesifikk signatur av dediserte egenskaper ved hvert fluid.

[0052] I et eksempel på utførelse kan eksemplene på systemer og fremgangsmåter være basert på kjernemåling, som følge av naturlige egenskaper anvendt i løsningen av de ovenfor angitte og andre problemer med systemer og fremgangsmåter fra kjent teknikk. Fra et fysisk perspektiv er ikke gammastråledempningen som følge av vekselvirkning mellom inntrengende stråling og materie noen enkel prosess. Én enkelt vekselvirkningshendelse mellom et primært γ-røntgenfoton og en materiepartikkel resulterer ikke vanligvis i at fotonet endrer seg til en annen energiform og faktisk forsvinner. Flere vekselvirkningshendelser er vanligvis involvert, og den totale dempningen er summen av dempningene som følge av forskjellige typer vekselvirkninger. Disse vekselvirkningene inkluderer fotoelektrisk effekt, spredning og pardannelse. Figur 3 illustrerer en approksimasjon av hovedområdet for absorbsjonskoeffisienten for hver vekselvirkning som funksjon av strålingsenergi. Hver av de tre vekselvirkningene mellom stråling og materie som bidrar til den totale absorpsjonen er vist, og er fotoelektrisk effekt (PE), Compton-spredning (C) og pardannelse (PP). Typiske industrielle systemer kan i dag operere i området fra 0,01 til 1,5 MeV uten problemer. Det kan sees fra plottet at fotoelektrisk effekt og Compton-spredning står for det meste av dempningen som observeres.

[0053] Fotoelektrisk (PE) absorpsjon av γ-røntgenstråler opptrer når γrøntgenstrålefotonet blir absorbert, noe som resulterer i utsending av elektroner fra atomets ytre skall og således ionisering av atomet. Deretter returnerer det ioniserte atomet til nøytraltilstanden med utsendelse av en γ-røntgenstråle som er karakteristisk for atomet. Denne etterfølgende utsendelsen av fotoner med lavere energi blir i alminnelighet absorbert. Fotoelektronabsorpsjon er den dominerende prosessen for absorpsjon av γ-røntgenstråler opp til energier på omtrent 500 keV. Fotoelektronabsorpsjon er også dominerende for atomer med høye atomtall, så som for eksempel H2S eller saltet som finnes i vann.

[0054] Comptonspredning (C) opptrer når et innkommende γ-røntgenstrålefoton bøyes av fra sin opprinnelige gangbane av en vekselvirkning med et elektron. Elektronet vinner energi og blir kastet utover fra sin orbitalposisjon. γrøntgenstrålefotonet mister energi som følge av vekselvirkningen, men vandrer videre gjennom materialet langs en endret gangbane. Siden det spredte γrøntgenstrålefotonet har mindre energi har det derfor en lengre bølgelengde enn det innkommende fotonet. Hendelsen er også kjent som inkoherent spredning fordi endringen i fotonenergi som følge av en vekselvirkning ikke alltid er velordnet og konsekvent. Energiskiftet avhenger av spredningsvinkelen og ikke av spredningsmediets beskaffenhet.

[0055] Pardannelse (PP) kan forekomme når en γ-røntgenstrålefotonenergi er høyere enn 1,02 MeV, men blir bare virkelig betydelig ved mye høyere energier (f.eks. ved ~10 MeV). Pardannelse opptrer når et elektron og et positron blir dannet med annihilering av γ-røntgenstrålefotonet. Positroner har veldig kort levetid og forsvinner (f.eks. ved positrondesintegrasjon) med dannelse av to fotoner med en energi på 0,51 MeV. Pardannelse er spesielt viktig når høyenergifotoner passerer gjennom materialer met høyt atomnummer.

[0056] Fra et sikkerhetsperspektiv er det slik at jo høyere energinivå, jo mer viktig er avskjerming for å unngå uønsket stråling. Fra et praktisk synspunkt er det derfor bedre å unngå bruk av stråling over en grense innenfor et område fra 0,5 til 1 MeV, der kostnadene forbundet med avskjermingen gjør en slik løsning mindre attraktiv og mer farlig fra et strålingsperspektiv, inkludert hensyn forbundet med "miljøvennlighet". Kjerneanordningen bør derfor operere i området fra 10keV til 1000 keV, og dette vil lede til betraktning av hovedsakelig to typer vekselvirkning: Compton og fotoelektrisk. Som følge av dominansen til hver vekselvirkning innenfor ett eller flere områder vil det være ønskelig å få et så lavt som mulig energinivå til å være avgjørende for maksimal vekselvirkning med fotoelektrisk effekt, og dette betyr lavere enn 50 keV. Compton-effekten er mer dominerende over 150 keV. Videre er det mest interessante punktet området fra 50 til 150 keV, der det er konkurranse mellom de to effektene. En har derfor tre energiområder med en klar veldefinert vekselvirkning i hvert tilfelle. Med ett energinivå innenfor hvert område vil en kunne måle bestemte egenskaper ved blandingen av de 4 fasene som strømmer gjennom et rør. Det skal bemerkes at kun tre typer vekselvirkninger er tilstrekkelig til å gjøre at summen av fraksjonene blir lik 100%, og dette gir ganske visst en fjerde informasjon om strømningen og således tilstrekkelig informasjon til å løse et system av fire likninger med fire ukjente.

[0057] Det er nyttig å merke seg at et hvilket som helst energinivå valgt i området fra 200 til 1000 keV vil måle det samme vekselvirkningsfenomenet, og følgelig er det av både praktiske og sikkerhetmessige hensyn ikke av interesse å anvende et høyere energiområde enn 200-600 keV.

[0058] Basert på en slik fysisk betraktning, hvordan kan systemer og fremgangsmåter generere så forskjellige energinivåer? I ett aspekt kan eksemplene på systemer og fremgangsmåter være basert på bruk av en generator for røntgenstråler satt med valgte energinivåer. Slikt utstyr har den fordelen at det er veldig selektivt med hensyn til typen energi som genereres, og er enkelt å frakte med seg. Imidlertid kan stabiliteten til slike systemer og fremgangsmåter gjøre løsningen mer kompleks og påvirke den generelle påliteligheten til hele flerfasestrømningsmåleren som er basert på disse. Ytterligere eksempler på systemer og fremgangsmåter kan være basert på en blanding av røntgenstråler og bruk av en radioaktiv kilde med ett spesifikt energinivå eller to spesifikke energinivåer, så som cesium. Eksempler på systemer og fremgangsmåter kan anvende opptil tre forskjellige radioaktive kilder som har alle de passende energinivåene, der minst ett veldefinert hovedenerginivå tilveiebringes, for eksempel med americium. Endelig kan eksemplene på systemer og fremgangsmåter anvende en spesifikk kilde med flere energinivåer. Foreliggende oppfinnelse er anvendelig med det ovennevnte og andre passende kombinasjoner av dette, som vil forstås av fagmannen innen det eller de aktuelle områder.

Uansett praktisk løsning kan eksemplene på systemer og fremgangsmåter bestemme de tre energitoppene innenfor de passende områdene med de to dominerende effektene koblet med den fotoelektriske effekten (PE) og Comptonspredningseffekten og én med en kombinasjon av begge. Tjenlig kan en bariumkilde, som er en kombinasjon av mer enn 9 hovedenergitopper, bli anvendt og omgruppert i minst 4 hovedtopper: én omkring 30 keV, én omkring 80 keV, én omkring 160 keV og én omkring 302 til 383 keV.

[0059] Som beskrevet tidligere er det ikke noe problem med å legge til flere topper knyttet til samme fenomen, for eksempel ved høy energi. Dette er fordi målingen i dette tilfellet er avhengig av én spesifikk vekselvirkning, og en slik summering av flere topper (f.eks. for samme energiområde) forbedrer tjenlig totalmålingen.

Kjernemåling er basert på statistisk måling av tellinger (f.eks. antallet gammastråler som ikke dempes av fluidet), og følgelig vil en økning i antallet detekterte tellinger innenfor et gitt energivindu gi en bedre statistikk, noe som er gunstig for den totale målenøyaktigheten. Den ovenfor angitte toppen omkring 160 keV, som vist i figur 4, er forholdsvis liten med hensyn til detekterte tellinger, selv i luft, noe som fører til tynn statistikk, og følgelig bør en unngå bruk av denne med en slik kilde. Endelig, i forbindelse med kjernemålingen som er basert på statistiske målinger, kan en innenfor hvert vindu kun betrakte én energitopp. Ved for eksempel å anvende barium tilveiebringes tjenlig tre hovedtopper i tre forskjellige områder av energinivåer.

[0060] Eksemplene på systemer og fremgangsmåter er imidlertid ikke begrenset til bruk av kun én kilde, men er beskrevet med én kilde kun som et eksempel.

Eksemplene på systemer og fremgangsmåter illustrerer således bare hvordan systemer og fremgangsmåter kan realiseres med én radioaktiv kilde, for eksempel for å redusere kompleksiteten til de komplette systemene og fremgangsmåtene for måling av flerfasestrømning, som kan være nyttig i praksis.

[0061] Vekselvirkningen mellom kjernesystemet og et fluid bestående av fire komponenter kan da oppsummeres for eksempel av likningssettet (1) vist nedenfor (f.eks. som beskrevet i PCT-patentet WO 1997/042493 rettet mot deteksjon av salinitet, inntatt som referanse her):

[0062] Med denne formuleringen, der j representerer olje, vann, gass og fortynningsmiddel, er det mulig å løse for den fjerde ukjente.

[0063] Et annet aspekt ved foreliggende oppfinnelse er utnyttelse av det faktum at den tredje energien kan bli modellert med likning (2) nedenfor, som uttrykker at det høyeste nivået av energi hovedsakelig vekselvirker med blandingstettheten. For å være mer konkret (f.eks. som beskrevet i EP-patentet EP 1862781 A1 til ROUX m.fl., overdratt til SCHLUMBERGER og inntatt som referanse her), er det funnet at denne vekselvirkningen kan knyttes til elektrontettheten i blandingen:

[0064] Et sett av data som bekrefter gyldigheten av likning (2) er vist i figur 5.

[0065] Den generelle ytelsen til tetthetsmålingen kontra den teoretiske verdien er vist å være bedre enn /- 1,5-2 kg/m<3>i hele spekteret av fluid som er testet, fra ren gass (f.eks. under lavt trykk) opp til en verdi i området fra 1300 kg/m<3>.

Elektrontettheten kan uttrykkes som funksjon av den klassiske tettheten (f.eks. med hensyn til masse) og forholdet mellom elektroner (f.eks. gitt som Z) og antallet protoner og nøytroner (f.eks. gitt som A), som vist i likning (3) nedenfor:

der senket indeks m representerer blandingen av de 4 fasene.

[0066] Ved anvendelse av definisjonen av blandingstettheten, kan likning (3) uttrykkes ved:

[0067] Dersom det er to måter å modellere den tredje energivekselvirkningen, sett fra et matematisk perspektiv, med likningene (1) og (4), resulterer dette i likning (5) nedenfor, der fra et fysikkperspektiv den ene måten er bedre enn den andre for å oppnå nøyaktige resultater:

[0068] Én interessant observasjon fra likning (5) er at den definerer massedempningen av det tredje energinivået som en konstant, uavhengig av sammensetningen til hver fase. Dette bekreftes av den teoretiske beregningen, som vist i figur 6. I figur 6 representerer elementene 602-606 de mulige akkvireringsvinduene mot de forskjellige energinivåene. Vinduet 606 med det høyeste energinivået er bredere og massedempningen er konstant i dette området, som kan sees fra figur 6.

[0069] Dersom fra et matematisk perspektiv et slikt likningssystem kan løses på to måter, vil noen fysiske formuleringer vise at robustheten til systemet av fire likninger og fire ukjente er bedre definert i det ene tilfellet. Dersom vi for eksempel betrakter likningssystemet (1), krever dette likningssystemet syv nye innparametere, inkludert de tre massedempningsparametrene til det høyeste energinivået for olje, vann og gass, de tre massedempningsparametrene ved forskjellige energinivåer for den fjerde fasen og endelig parameteren vedrørende tettheten til den fjerde fasen. Dette kan uttrykkes ved likning (6) nedenfor:

[0070] Det andre alternativet, basert på direkte tetthetsmåling, anvender bare tre nye parametere, inkludert massedempningen til den fjerde fasen for den lave og den høye energien samt den tilhørende tettheten, og som kan uttrykkes ved likning (7) nedenfor:

[0071] Når en nå fra et fysisk synspunkt vet at enhver ny innparameter har en tilhørende feil, vil en ved å redusere antallet innparametere introdusere mindre usikkerhet og således tilveiebringe en beregnet måling med bedre oppløsning og mindre usikkerhet. Det er derfor foretrukket å kunne velge en løsning som anvender elektrontettheten. Følgelig kan likningssettet (2) omskrives til likningene (8) og (9) nedenfor:

og:

[0072] Slik likningssystemet (9) er skrevet anvendes en kunnskap om en ny parameter "2Z/A" for hvert fluid. Denne parameteren kan imidlertid være bestemt siden den allerede er tilgjengelig for eksempel under in situ-målingen for å finne massedempningen til de to første energinivåene, eller den kan bli bestemt fra den kjente sammensetningen til hver fase. Under in situ-målingen er registreringen av den høyeste energien allerede tilgjengelig, som anvendt for å linearisere de to laveste energitoppene og for å korrigere for lineariseringen av de forskjellige energitoppene. Dette er en prosess som er velkjent for fagmannen innen kjerneteknikk. Videre er fluidtettheten en innparameter for de to massedempningsparametrene for det laveste energinivået. Derfor kan forholdet 2Z/A bestemmes som vist i likningssettet (10) nedenfor:

[0073] En annen fordel basert på fysikken og undersøkelsene i foreliggende oppfinnelse som understrekes av noen ekstreme eksempler er at forholdet 2Z/A er nokså konstant som funksjon av endring i sammensetning. For eksempel, for forskjellige typer olje, fra veldig lett til tung, fluktuerer 2Z/A i området fra 1,141 til 1,155 (eller mindre enn 1,3% relativ variasjon). Variasjonen i 2Z/A er innenfor et område 1,110-1,080 (eller mindre enn 2,8% relativ variasjon) for en salinitetsendring fra 0 til 20% NaCl-ekvivalent. Siden verdien 2Z/A er veldig stabil, kan den bli anvendt som en første indikator for å verifisere kvaliteten til in situmålingen av en hvilken som helst ønsket fase (f.eks. olje, vann eller gass). Videre er tettheten til væsken i hver fluidfase vanligvis bestemt til innenfor /- 1-2 kg/m<3>med standard tetthetsmålere, og faktoren K (f.eks. fra likning (3)) er kjent innenfor en feil på 0,2%. Den relative feilen i målingen av 2Z/A er derfor innenfor 0,2%. Dette demonstrerer en forbedret måte å måle massetetthet ved å anvende stabiliteten til elektrontettheten.

[0074] For eksempel, for gass med en gitt konsentrasjon av CH4 (f.eks.75%) og der den andre delen av sammensetningen er C2 eller C3 eller C4, fører dette til en variasjon i 2Z/A-verdien for gassblandingen som er innenfor 1,234 til 1,227, eller mindre enn 0,5% relativ variasjon.

[0075] Dersom 10% av C4-innholdet erstattes med 10% H2S (f.eks. en sammensetning av CH4: 75%, C4H10: 15% og H2S: 10%), fører dette til en 2Z/A-verdi for blandingen som varierer fra 1,227 til 1,216 (dvs.0,9% relativ variasjon). Dette viser fordelen med en slik måling av parameteren 2Z/A, uavhengig av endringen i sammensetning for en gitt CH4-sammensetning. Dette demonstrerer også en ny og hittil ukjent måte å måle massetetthet ved å anvende stabiliteten i elektrontettheten.

[0076] Basert på beskrivelsen over er bruk av eksemplene på systemer og fremgangsmåter med en gammastråle eller røntgenstråle med en tredje energi nyttig i alle passende systemer og fremgangsmåter som allerede anvender kjernemålinger. Dette kan gjøres ved å legge til et høyere energinivå, for eksempel ved å kombinere flere radioaktive kilder med forskjellige energinivåer innenfor de tre områdene, inkludert et område under 50 keV, et område mellom 50 og 150 keV og et område over 150 keV. En annen fundamental fordel med eksemplene på systemer og fremgangsmåter er at det høyeste, tredje energinivået til gammastrålene muliggjør direkte måling av blandingens tetthet uten at det er nødvendig å beregne tettheten, basert på fraksjonsmålinger, for eksempel med likning (11) nedenfor:

ρm = ∑ ρj.αj (11)

[0077] Eksemplene på systemer og fremgangsmåter som anvender det tredje energinivået gir tjenlig bedre nøyaktighet i målingen av blandingen (f.eks. olje, vann, gass og fortynningsmiddel), idet utførte undersøkelser har demonstrert robustheten og kvaliteten til tetthetsmålingen for en hvilken som helst passende type fluid og med en nøyaktighet godt innenfor området 1,5- 2 kg/m<3>. Dette er omkring 5 ganger bedre enn usikkerheten fra bruk av de to første energitoppene, som vil bli beskrevet nærmere.

[0078] Endelig, som vist av noen ekstreme tilfeller presentert tidligere, basert på følsomhetsanalysen, fluktuerer elektrontettheten veldig lite for en stor endring i H2S- eller saltsammensetningen eller i hvilke som helst passende atomer med høyt atomtall som kan forefinnes i strømningen. Dette understreker fordelen med å anvende denne høyeste energitoppen for å bestemme en fjerde ukjent i en flerfasestrømning.

[0079] Figur 7 anvendes for å illustrere eksempler på systemer og fremgangsmåter for å måle fluidegenskaper ved firefase fluidstrømning uavhengig av injeksjonsnivå av fortynningsmiddel ifølge eksempler på utførelser vist her. I figur 7 kan eksemplene på systemer og fremgangsmåter inkludere en flerfasestrømningsmåler 702 som kan tilveiebringe informasjon om fire fluidfaser i en produksjonslinje 704 pluss en fluidoppførselsmodell for disse, som beskrevet tidligere, for en brønn 706 med et brønnhode 708. Tjenlig er det bare nødvendig å anvende ett enkelt måletidspunkt TB i punktet B, til forskjell fra de kjente systemer og fremgangsmåter i figurene 1-2. Som vist i figur 7 er det ikke behov for å anvende fortynningsmiddelmålere i injeksjonslinjen 710. Utmatingen fra flerfasestrømningsmåleren 702 kan bli sendt via produksjonslinjen 712 til et oppsamlingssenter (ikke vist).

[0080] Med eksemplene på systemer og fremgangsmåter i figur 7 er det derfor mulig ved å løse settet av likninger (9) å oppnå en nøyaktig måling av den fjerde fasen som en dominerende eller ikke-dominerende fase (f.eks. konsentrasjon) kontra de andre fasene. Videre kan alle faser (f.eks. fraksjoner av disse) bli målt på samme sted, samtidig og uavhengig av blandingens eller strømningens struktur (f.eks. dispergert fase, emulsjon, skumming etc.). Endelig kan denne kjernemålingsstrategien bli utført ved en anvendelig akkvireringsfrekvens (f.eks. i området fra noen titalls Hz) for å kunne fange opp mulige fluktuasjoner i strømningssammensetningen som funksjon av tid eller den kaotiske oppførselen til strømningen (f.eks. tidvis, plugg etc.). Eksemplene på systemer og fremgangsmåter, som beskrevet over, tilveiebringer tjenlig en særlig kompakt flerfasestrømningsmåler for fire faser som er meget robust. En fordel med eksemplene på systemer og fremgangsmåter er at de blir anvendt uavhengig av strømningsmengdemålingen av fortynningsmiddelinjeksjonen og unngår problemet knyttet til korrelasjon mellom injeksjonsmengden og strømningsmålinger gjort et annet sted på hovedrøret.

[0081] I et ytterligere eksempel på utførelse kan eksemplene på systemer og fremgangsmåter tilveiebringe en strømningsmengdemåling med generelt høy nøyaktighet ved å tillegge til kjernemålingene ytterligere informasjon om strømningsoppførselen. For eksempel kan injeksjonen og konsentrasjonen av fortynningsmiddel endre fluidoppførselen drastisk. Figur 8 viser et eksempel på graf av oljeviskositetsverdier som funksjon av fortynningsmiddelkonsentrasjon. Som kan sees i figur 8 oppnås en stor viskositetsendring som funksjon av fortynningsmiddelkonsentrasjon, særlig innenfor området fra 0 til 40%. En variasjon på 15% i konsentrasjonen, innenfor dette området av fortynningsmiddelkonsentrasjoner, kan føre til at viskositeten endrer seg med en faktor 10.

[0082] Fra figur 8 kan det også sees at gevinsten av høy injeksjon av fortynningsmiddel er mindre viktig over for eksempel 40% fortynningsmiddel i oljen, og sett fra et økonomisk og viskositetsmessig perspektiv vil en konsentrasjon som overstiger en bestemt verdi (f.eks. ~60% i dette eksempelet) ikke gi noen nevneverdig bedring av fluidets mobilitet. Dette kan forstås ved det faktum at viskositetsverdien ved et bestemt nivå, avhengig av teknologien, har ingen eller veldig liten innvirkning på den generelle ytelsen til flerfasemåleren. Den oppfinneriske løsningen basert på kjerneteknologi kan bli anvendt for å regulere injeksjonsmengden av fortynningsmiddel med veldig høy nøyaktighet for å holde konsentrasjonen ved en optimal verdi. Denne optimaliseringen kan være forskjellig avhengig av oljen, fortynningsmiddelets egenskaper og andre fenomener knyttet til overflatespenning og som definert i de tidligere stadiene av brønnproduksjonen.

[0083] Figur 9 anvendes for å illustrere eksempler på systemer og fremgangsmåter for å måle fluidegenskaper ved firefase fluidstrømning med venturimåling og kjernemåling ved en venturiinnsnevring ifølge eksempler på utførelser vist her. I figur 9 inkluderer eksemplene på systemer og fremgangsmåter flerfasestrømningsmåleren 702, et firefase kjernesystem 902, et toveis kommunikasjonssystem 904 (f.eks. for å sende informasjon til/fra flerfasestrømningsmåleren 702), integrert fluidoppførselmodellering 906, en differensialtrykk-(DP)-føler 908 og en venturi 910. Som vist i figur 9 kan kjernesystemet 902 og differensialtrykkføleren 908 være anordnet ved innsnevringen i venturianordningen 910.

[0084] Figur 10 anvendes for å illustrere eksempler på systemer og fremgangsmåter for å måle fluidegenskaper ved firefase fluidstrømning med venturimåling og total differensialtrykk-(DP)-måling og kjernemåling ved et venturimeter ifølge eksempler på utførelser vist her. Eksemplene på systemer og fremgangsmåter i figur 10 fungerer på tilsvarende måte som de i figur 9, bortsett fra at differensialtrykk-(DP)-føleren 908 avføler det totale differensialtrykket over hele venturianordningen 910.

[0085] Figur 11 anvendes for å illustrere eksempler på systemer og fremgangsmåter for å måle fluidegenskaper ved firefase fluidstrømning med venturimåling og kjernemåling ikke ved et venturimeter, ifølge eksempler på utførelser vist her. Eksemplene på systemer og fremgangsmåter i figur 11 fungerer på tilsvarende måte som de i figur 9, bortsett fra at firefase-kjernesystemet 902 er plassert før innsnevringen i venturimeteret 910.

[0086] Figur 12 anvendes for å illustrere eksempler på systemer og fremgangsmåter for å måle fluidegenskaper ved firefase fluidstrømning med en generisk løsning som anvender differensialtrykk (DP) og kjernemåling nær ved hverandre, men ikke på samme sted, ifølge eksempler på utførelser vist her.

Eksemplene på systemer og fremgangsmåter i figur 12 fungerer på tilsvarende måte som de i figurene 9- 11, bortsett fra at firefase-kjernesystemet 902 er anordnet før en passende differensialtrykkanordning 1210 (f.eks. en venturi, en struping, en knekk, en blende etc.) og at differensialtrykk-(DP)-føleren 908 avføler det totale differensialtrykket over hele anordningen 1210 og firefasekjernesystemet 902.

[0087] Figur 13 anvendes for å illustrere eksempler på systemer og fremgangsmåter for å måle fluidegenskaper ved firefase fluidstrømning med både differensialtrykk-(DP)-følere og kjernemålingsfølere kombinert innenfor et samme rom ifølge eksempler på utførelser vist her. Eksemplene på systemer og fremgangsmåter i figur 13 fungerer på tilsvarende måte som de i figur 12, bortsett fra at firefase-kjernesystemet 902 er anordnet innenfor en passende differensialtrykkanordning 1210 (f.eks. en venturi, en struping, en knekk, en blende etc.) og at differensialtrykk-(DP)-føleren 908 avføler det totale differensialtrykket over hele anordningen 1210.

[0088] Eksemplene på systemer og fremgangsmåter beskrevet i forbindelse med figurene 7-13 kan tjenlig ikke bare bestemme konsentrasjonen av fortynningsmiddel, men kan også bestemme, i sanntid, egenskaper ved hovedfluidoppførselen, for eksempel viskositeten til blandingen av olje og fortynningsmiddel, og liknende.

[0089] Det skal bemerkes at en væskes viskositet også er sterkt avhengig av temperaturen i rørledningen og vannkonsentrasjonen, som et minimum av parametere. Eksempelet på fluidoppførselsmodellering 906 i eksemplene på systemer og fremgangsmåter kan derfor modellere flere parametere, som kan være uttrykt som en matrise eller en korrelasjon og som er definert som en innmating til flerfasestrømningsmåleren 702. Når det gjelder viskositet, for eksempel, må denne i alminnelighet defineres i hvert fall som funksjon av fortynningsmiddel-, vann- og oljefraksjon, men også som funksjon av temperatur. Viskositetsoppførselen som funksjon av disse parametrene kan lett finnes fra målinger i et laboratorium og så bli interpolert til driftsforholdene gjennom en full målematrise. Dette kan også modelleres, f.eks. for tilfellet med viskositet, basert på kunnskap om viskositetsoppførselen som funksjon av temperatur, blanding av olje og fortynningsmiddel, blanding av vann og olje, og liknende.

[0090] Eksemplene på systemer og fremgangsmåter beskrevet i forbindelse med figurene 7-13 kan med fordel anvende forhåndskunnskap om fluidets oppførsel som funksjon av de flere parametrene enten gjennom kunnskap om fluidet og vekselvirkningen mellom dem eller gjennom eksperimentell analyse, og liknende, avhengig av hva som er hensiktsmessig. For eksempel kan dette bli modellert på en hvilken som helst passende måte og kan være tilgjengelig gjennom en integrert datamaskin, og så bli anvendt i sanntid for å frembringe nøyaktig informasjon om fluidets oppførsel for å oppnå et høyest mulig nivå av nøyaktighet.

[0091] Aspektene ved eksemplene på systemer og fremgangsmåter beskrevet i forbindelse med figurene 7-13 med hensyn til viskositetsmålinger er nyttige siden gjennom årene med utvikling av flerfasemålerne, de forskjellige utviklingsteamene har valgt de mest robuste og velprøvde målesystemene og -metodene som er akseptert i oljebransjen, og som er basert på måling av massestrømningsmengde. Eksemplene på systemer og fremgangsmåter beskrevet i forbindelse med figurene 7-13 kan anvende differensialtrykk-(DP)-føleren 908 anordnet rundt et parti av et rør, vanligvis en strømningsstruping, så som innsnevringen i venturiutførelsen 910 (f.eks. kan denne også være anordnet på en utvidelse av et rør), og det faktum at dette differensialtrykket kan relateres til den totale massestrømningsmengden gjennom en likning av typen Bernoulli (f.eks. som utviklet for venturirøret).

Ytterligere eksempler på utførelser, i stedet for å være basert på venturiutførelsen 910, kan være basert på andre typer anordninger 1210, så som en V-konus, kile eller strupeskive, eller hvilke som helst andre passende anordninger som skaper et tilstrekkelig trykk, og liknende, som vil forstås av fagmannen.

[0092] Som en utvidelse kan differensialtrykket være basert på den totale differensialtrykkmålingen, som vist i figur 10. Som angitt over kan ytterligere eksempler på utførelser bli anvendt for en knekk eller struping eller en ventil eller et hvilket som helst passende delsystem 1210 med et trykktap og med en fjerde fase strømmende gjennom måleren. Som vist i figur 7 blir differensialtrykkmålingen gjort ved innsnevringen i venturianordningen 910, men denne målingen kan bli gjort på et hvilket som helst passende sted, som vil forstås av fagmannen. Tilsvarende kan kjernemålingen ved hjelp av kjernesystemet 902 bli utført ved inngangen til eller innsnevringen i venturianordningen 910, oppstrøms eller nedstrøms differensialtrykkføleranordningen 908 eller 1210 og liknende, som vist i figurene 9-13 og som vil forstås av fagmannen.

[0093] I eksemplene på systemer og fremgangsmåter som anvender trykktapet for å måle en massestrømningsmengde kan en likning uttrykkes i henhold til en Bernoulli-formulering, som vist i likning (12) nedenfor:

[0094] Utløpskoeffisienten, angitt som "Cvis" og som i tungolje kan variere fra en verdi lavere enn 0,1 og opp til 0,8, er vist i figur 14. Figur 14 er en graf som illustrerer antydet utvikling av utløpskoeffisientverdier med en viskositetsskala for en strømningsmengde på 3000 bpd og med en blandingstetthet på ~900 kg/m<3>og med en GVF på ~50%. Denne utløpskoeffisientparameteren avhenger av blandingens viskositet og kan approksimeres som væskeviskositeten. Eksemplene på systemer og fremgangsmåter kan bli anvendt for å måle konsentrasjonen av de fire forskjellige fasene som strømmer gjennom måleren 702, og den integrerte fluidoppførselsmodellen 906 kan tilveiebringe blandingens nøyaktige viskositet. Det kan vises at innenfor et stort område av viskositetsverdier, en nøyaktighet på 10-20% (f.eks. relativ feil) er et minimum for å oppnå en stor reduksjon vedrørende påvirkningen av viskositetsparameteren på den totale strømningsmengdemålingen, som kan sees i likning (12). Etter flere år med undersøkelser har det blitt funnet at utløpskoeffisientens oppførsel kan modelleres på en generisk måte som funksjon av Reynoldstallet, også i et flerfasemiljø.

[0095] Siden Reynoldstallet og viskositeten er koblet, og ved anvendelse av en passende definisjon av Reynoldstallet for en flerfasestrømning, er det mulig å bestemme oppførselen til utløpskoeffisienten som funksjon av Reynoldstallet i en flerfasestrømning, tilsvarende som oppførselen i en enfasestrømning. Den typen kurve som er vist i figur 14 kan approksimeres teoretisk ved å anvende de samme parametrene som anvendes for å definere Reynoldstallet i enfasestrømning og ved analogi på tilsvarende måte for en flerfasestrømning, som vist nedenfor med likningene (13)-(14):

med

Q: volumetrisk strømningsmengde,

<U> : middelhastighet ved innsnevringen i venturirøret,

μ: væskens viskositet,

d: innsnevringens diameter,

β: kvadratroten av forholdet mellom hovedrørets og innsnevringens tverrsnitt, og

Sf: formfaktor (f.eks. en flerfasekoeffisient avhengig av strømningsregimet).

[0096] Det skal bemerkes at likning (13) er en implisitt formulering og at iterasjon kan bli anvendt for å bestemme det endelige Reynoldstallet for flerfasestrømningen.

[0097] Eksemplene på systemer og fremgangsmåter anvender det høyeste energinivået for å oppnå høy nøyaktighet i bestemmelsen av blandingens tetthet. Dette gir følgende fordeler: bedre nøyaktighet i beregningen av den totale massestrømningsmengden via likning (12), og beregningen av Reynoldstallet ble betydelig forbedret gjennom bruk av den samme målte tetthetsmålingen som vist i likning (14).

[0098] En hvilken som helst passende type funksjon som avhenger av Reynoldstallet kan tilnærme modellen av utløpskoeffisienten matematisk.

Eksemplene på systemer og fremgangsmåter anvender en generisk formulering for forskjellige områder av Reynoldstall (Re), som vist i likning (15) nedenfor:

Cvis(Re)= A ∙ Log(Re) B, (15) der A og B er eksperimentelt avledede konstanter med verdier mellom 0 og 1 avhengig av området av Reynoldstall. Denne modellen er kun et eksempel og anvendes for å illustrere problemet som løses, slik at foreliggende oppfinnelse er ikke begrenset kun til en slik formulering.

[0099] Med viskositeten bestemt fra fraksjonsmåling av de fire fasene av eksemplene på systemer og fremgangsmåter kan et første estimat av Reynoldstallet bli anvendt, antatt for eksempel ingen friksjon og da med Cvis = 1, som gir et første estimat av strømningsmengden. Denne verdien kan bli gjenbrukt i definisjonen av Reynoldstallet. Deretter blir en ny utløpskoeffisient evaluert og så en ny hastighet. Slike iterasjoner kan bli utført av eksemplene på systemer og fremgangsmåter og er vist i likning (16) nedenfor, og kan bli stanset når utløpskoeffisienten har en stabil verdi:

C0 = 1 => V0 & med v0 => Re0 => C1 => V1 & med v0 => Re1 => C2...

... => Vn-1 & med v0 => Ren-1 => Cn-1 => Vn & med v0 => Ren => Cn (16)

[00100] Deretter kan likning (12) bli løst av eksemplene på systemer og fremgangsmåter, og ved hjelp av de forskjellige fraksjonsmålinger og fluidoppførselsinformasjon kan til slutt strømningsmengdemålingen for hver strømningsmengde bli gjort av eksemplene på systemer og fremgangsmåter, som vist av likning (17) nedenfor:

[00101] Figur 15 anvendes for å illustrere eksempler på kjernemålingsbaserte systemer og fremgangsmåter for å måle fluidegenskaper ved firefase fluidstrømning i samsvar med eksempler på utførelser vist her. Eksemplene på kjernemålingsbaserte systemer og fremgangsmåter i figur 15 kan bli anvendt med firefase-kjernesystemet 902 i figurene 9-13. I figur 15 inkluderer eksemplene på kjernemålingsbaserte systemer og fremgangsmåter innparametere 1502, som inkluderer grunnleggende informasjon om tettheten og egenskapene til hvert uavhengige fluid, som er kjent enten basert på sammensetning, erfaring, PVT-simulering, målinger eller liknende. Innparametrene 1502 blir kompensert for trykk og temperatur (f.eks. målt i sanntid) ved 1504 og deretter blir i en parallell måling i 1506 av gammastråledempning ved flere energinivåer innhentet (f.eks. målt i sanntid) og ved en høy nok frekvens ved 1508 til å bestemme turbulensoppførselen og den kaotiske oppførselen til strømningen med dataprosessering ved 1510.

[00102] Basert på de innmatede målingene korrigert for de aktuelle trykk og temperaturer blir målingene og en algoritmeprosess, som beskrevet i denne beskrivelsen, anvendt for å bestemme, i sanntid, fraksjonene av de fire fasene. Denne informasjonen blir så anvendt med den integrerte fluidoppførselsmodellen 906 for å tilveiebringe strømningsmengdemålinger og eventuelle passende korreksjoner basert på målingene av de fire fasene. En passende algoritme blir også anvendt for å tilveiebringe, ved 1512, et gjennomsnitt av de initielle utdataene med høy prosesseringsfrekvens.

[00103] Som en konklusjon løser eksemplene på systemer og fremgangsmåter problemet med høy tilstedeværelse av en fjerde fase i en flerfasestrømning og korrigerer så for innvirkningen av denne fasen i fluidets oppførsel, så som viskositeten, som er viktig ved bruk av fortynningsmiddel, og forbedrer tetthetsmålingen i blandingen med den fjerde fasen. Endelig, kombinert med en differensialtrykkmåler, muliggjør eksemplene på systemer og fremgangsmåter forbedringer i beregningen av Reynoldstallet, i beregningen av utløpskoeffisienten knyttet til friksjon og i beregningen av den totale massestrømningsmengden.

[00104] Foreliggende oppfinnelse beskriver systemer og fremgangsmåter for å frembringe en nøyaktig måling av hver fraksjon som strømmer i en flerfasestrømning, uavhengig av strømningsstrukturen og opphold i strømningen, for å måle de fire fasene med en måleanordning som vekselvirker med fluidet på en skala mindre enn en millimeter og slik at en er helt generisk. Tungolje eller viskøst fluid utgjøres vanligvis av skum eller emulsjon. Kjernemålinger og optiske målinger har vært ansett som det beste alternativet å jobbe med i denne tilstanden, og kan være uavhengig av strømningens struktur. Vekselvirkningen er i størrelsesorden nanometer eller lavere og kan oppfylle et metrologisk krav.

[00105] Foreliggende oppfinnelse beskriver også systemer og fremgangsmåter basert på kjerneenergi gammastråle- eller røntgenmålinger av de fire fasene, samtidig og i et lite rom, for å oppnå riktig korrelasjon av de forskjellige fraksjonene som følge av kaotisk og tidvis strømning i en flerfasestrømning, og med høy frekvens. Dette representerer også den minste og mest kompakte teknikk for slik måling.

[00106] Foreliggende oppfinnelse beskriver videre systemer og fremgangsmåter som kan være meget pålitelige og som for eksempel kan bli installert uten å være i direkte kontakt med fluidet og følgelig bedre påliteligheten ved at en unngår erosjon, svikt og liknende. Videre muliggjør denne løsningen vedlikehold av utstyret uten at det er nødvendig å stanse strømningen.

[00107] Foreliggende oppfinnelse beskriver systemer og fremgangsmåter som viser at det basert på kunnskap om kjerneegenskaper er mulig å velge gammastråler med passende energi, som har forskjellige typer vekselvirkninger med fluidet som passerer gjennom systemet. En slik kjerneanordning anordnet med tre energinivåer representerer det beste alternativet for å skjelne mellom de fire fasene.

[00108] Foreliggende oppfinnelse beskriver systemer og fremgangsmåter der løsningen kan anvende et radioaktivt system som kan inkludere en dedisert og spesifikk kilde, så som barium, som har spesifikke energinivåer. Videre kan dette oppnås gjennom en hvilken som helst kombinasjon av flere kjemiske kilder som gir vekselvirkninger basert på Compton-effekten, den fotoelektriske effekten, og så et annet energinivå der begge vekselvirkningene opptrer sammen, som resulterer i løsning av problemet med fire faser og inversjon av en 4x4-matrise med fire ukjente.

[00109] Disse tre forskjellige energiområdene kan også oppnås med bruk av et røntgenrør med et passende sett av energier eller en kombinasjon av røntgenstråler generert elektrisk og en kjemisk kilde.

[00110] Foreliggende oppfinnelse beskriver systemer og fremgangsmåter der en foretrukket metode for å løse de ovenfor angitte problemene kan oppnås med et høyest mulig nivå av nøyaktighet ved å anvende egenskapene til det høyeste energinivået som måler blandingens tetthet (f.eks. fire faser sammen) direkte.

[00111] Foreliggende oppfinnelse beskriver systemer og fremgangsmåter der den høye nøyaktigheten oppnådd med bruk av det høyeste energinivået, som tetthetsmåling, kan være optimal som følge av et optimalt antall innparametere til systemet, som kan gi lavere usikkerhet for hele målingen.

[00112] Foreliggende oppfinnelse beskriver systemer og fremgangsmåter der informasjonen oppnådd av firefasemålingene kan bli kombinert med en integrert datamaskin i måleren og kan bli anvendt i kombinasjon med en dedisert fluidoppførselsmodell for å bestemme viskositeten til en blanding. Denne fluidoppførselsmodellen kan bli konstruert basert på laboratoriemålinger og ved å undersøke variasjonen i de forskjellige parametrene. Alternativt kan dette oppnås ved å anvende en tilgjengelig korrelasjon eller med en blanding av begge systemer. Hensikten er å kunne korrigere eller få tilgang til blandingens viskositet i sanntid.

[00113] Foreliggende oppfinnelse beskriver systemer og fremgangsmåter som anvender et differensialtrykksystem, så som en venturi eller tilsvarende anordninger som er vist å være robuste i et flerfasemiljø. Foreliggende oppfinnelse beskriver systemer og fremgangsmåter der kunnskap om viskositeten i sanntid og informasjonen om tettheten oppnådd ved det høyeste energinivået til den kjemiske kilden gjør det mulig å bestemme massestrømningsmengden gjennom kunnskap om utløpskoeffisienten.

[00114] Utløpskoeffisienten kan bestemmes med høyere nøyaktighet med bruk av målingen ved det høyeste energinivået ved anvendelse av blandingstettheten gjennom en rent matematisk iterasjon på definisjonen av massestrømningsmengde og Reynoldstallet.

[00115] Foreliggende oppfinnelse beskriver systemer og fremgangsmåter der måling av den fjerde fasen i strømningsmengden og fraksjonen av denne kan bli utført uten behov en separasjonsanordning og basert på bruk av differensialtrykk og en gammastrålekilde med flere energier, som for eksempel inkluderer ett grunnstoff, så som barium eller liknende, eller en kombinasjon av forskjellige nuklider (f.eks. typer kjernekilder som kan bli anvendt for å oppnå minst 3 energinivåer eller flere), og liknende. Trykk- og temperaturfølere kan innlemmes for å kunne ta hensyn til variasjoner i fluidets oppførsel.

[00116] Foreliggende oppfinnelse beskriver systemer og fremgangsmåter der kombinasjonen av massestrømningsmengden og informasjonen om de forskjellige fraksjonsmålingene muliggjør, i sanntid ved brønnstedet, måling av vann-, olje-, gass- og fortynningsmiddelfasen, i det en hvilken som helst av disse forskjellige fasene kan være den mest dominerende og uten noen som helst begrensning. Eksemplene på systemer og fremgangsmåter trenger ikke anvende informasjon om hva som er den kontinuerlige fasen for å skille én fase fra en annen.

[00117] Foreliggende oppfinnelse beskriver systemer og fremgangsmåter som representerer en meget kompakt løsning, uten bevegelige deler og uten at det er behov for en føler i direkte kontakt med fluidet, og vil således bedre påliteligheten og robustheten og lette vedlikeholdet.

[00118] Foreliggende oppfinnelse beskriver systemer og fremgangsmåter som primært kan anvendes i en flerfasestrømning der tilstedeværelse av en fjerde fase endrer fluidoppførselen til totalblandingen. Dette er illustrert med anvendelser inkludert tilførsel av fortynningsmiddel inne i en tungoljebrønn og med lavere API, med injeksjon av metanol i en gassbrønn, eller med produksjon av store mengder sand fra en brønn, og liknende.

[00119] Selv om foreliggende oppfinnelse er beskrevet i forbindelse med en anvendelse med et fortynningsmiddel, kan foreliggende oppfinnelse også bli anvendt i anvendelser som inkluderer en blanding av en første råolje i en andre råolje, og liknende, som vil forstås av fagmannen.

[00120] Foreliggende oppfinnelse finner anvendelse i strømningssikring, inkludert hvilke som helst passende undervannsanvendelser og andre anvendelser, inkludert anvendelser i forhold med våtgass, med tungolje (f.eks. inkludert kondensater, våtgasskondensater, fortynningsmidler, så som metanol, etc.), viskositetsanvendelser (f.eks. korrigering av fluidoppførsel etc.), gassanvendelser og liknende, som vil forstås av fagmannen.

Claims

P A T E N T K R A V

1. System for å måle fluidegenskaper ved en fluidstrømning med fire faser, der systemet omfatter:

en fraksjonsmåleranordning innrettet for å bestemme respektive fraksjonsmålinger av hver av fire fluidfaser som strømmer i en fluidstrømning, og en oppførselsmodelleringsanordning innrettet for å bestemme, basert på de respektive fraksjonsmålingene av hver av de fire fluidfasene, respektive strømningsmengder for hver av de fire fluidfasene.

2. System ifølge krav 1, der de fire fluidfasene omfatter en vannfase, en gassfase, en oljefase og en fortynningsmiddelfase.

3. System ifølge krav 1, der de fire fluidfasene påvirker en samlet fluidoppførsel for blandingen av fasene, og inkluderer en blanding av en vannfase, en gassfase, en råoljefase og en fjerde fase, der den fjerde fasen inkluderer en fortynningsmiddelfase eller en oljefase med andre egenskaper enn råoljefasen.

4. System ifølge krav 1, der fraksjonsmåleranordningen er basert på en kjernemåleranordning.

5. System ifølge krav 1, der oppførselsmodelleringsanordningen er basert på en differensialtrykkmåleranordning, innbefattende minst én av en føler, en venturi, en blende, en ventil, en struping, et bend, en knekk og en strømningsbegrensning.

6. System ifølge krav 4, der kjernemåleranordningen inkluderer en bariumkilde, der bariumkilden inkluderer en kombinasjon av mer enn 9 hovedenergitopper omgruppert i minst 4 hovedtopper, inkludert en første topp omkring 30 keV, en andre topp omkring 80 keV, en tredje topp omkring 160 keV og en fjerde topp omkring 302 til 383 keV.

7. Fremgangsmåte for å måle fluidegenskaper ved en fluidstrømning med fire faser, der fremgangsmåten omfatter å:

bestemme, med en fraksjonsmåleranordning, respektive fraksjonsmålinger av hver av fire fluidfaser som strømmer i en fluidstrømning, og

bestemme, med en oppførselsmodelleringsanordning, basert på de respektive fraksjonsmålingene av hver av de fire fluidfasene, respektive strømningsmengder for hver av de fire fluidfasene.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 7, der de fire fluidfasene omfatter en vannfase, en gassfase, en oljefase og en fortynningsmiddelfase.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 7, der de fire fluidfasene påvirker en samlet fluidoppførsel for blandingen av fasene, og inkluderer en blanding av en vannfase, en gassfase, en råoljefase og en fjerde fase, der den fjerde fasen inkluderer en fortynningsmiddelfase eller en oljefase med andre egenskaper enn råoljefasen.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 7, der fraksjonsmåleranordningen er basert på en kjernemåleranordning .

11. Fremgangsmåte ifølge krav 7, der oppførselsmodelleringsanordningen er basert på en differensialtrykkmåleranordning, inkluderende minst én av en føler, en venturi, en blende, en ventil, en struping, et bend, en knekk og en strømningsbegrensning.

12. Fremgangsmåte ifølge krav 10, der kjernemåleranordningen inkluderer en bariumkilde, der bariumkilden inkluderer en kombinasjon av mer enn 9 hovedenergitopper omgruppert i minst 4 hovedtopper, inkludert en første topp omkring 30 keV, en andre topp omkring 80 keV, en tredje topp omkring 160 keV, og en fjerde topp omkring 302 til 383 keV.

13. Apparat for å måle fluidegenskaper ved en fluidstrømning med fire faser, der apparatet omfatter:

14. Apparat ifølge krav 13, der de fire fluidfasene omfatter en vannfase, en gassfase, en oljefase og en fortynningsmiddelfase.

15. Apparat ifølge krav 13, der de fire fluidfasene påvirker en samlet fluidoppførsel til blandingen av fasene, og inkluderer en blanding av en vannfase, en gassfase, en råoljefase og en fjerde fase, der den fjerde fasen inkluderer en fortynningsmiddelfase eller en oljefase med andre egenskaper enn råoljefasen.

16. Apparat ifølge krav 13, der fraksjonsmåleranordningen er basert på en kjernemåleranordning.

17. Apparat ifølge krav 13, der oppførselsmodelleringsanordningen er basert på en differensialtrykkmåleranordning, innbefattende minst én av en føler, en venturi, en blende, en ventil, en struping, et bend, en knekk og en strømningsbegrensning.

18. Apparat ifølge krav 16, der kjernemåleranordningen inkluderer en bariumkilde, der bariumkilden inkluderer en kombinasjon av mer enn 9 hovedenergitopper omgruppert i minst 4 hovedtopper, inkludert en første topp omkring 30 keV, en andre topp omkring 80 keV, en tredje topp omkring 160 keV og en fjerde topp omkring 302 til 383 keV.