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企业概况

高精度雷达液位计未来取决于解决其当前的局限性。

来源:编辑::发表时间:2018-07-13 15:26:46

    液位测量是石油和天然气行业的常见做法,在碳氢化合物分配和税收方面发挥着关键作用。传统上,液位的测量是为了在业主之间公平分配生产资产,但最近的进展使得测量设备能够应用于其他重要应用,例如油井产能和油藏性能监测。鉴于低油价困境,现场运营商有责任在油气生产过程中降低成本并提高效率,雷达液位计的使用被视为实现这一目标的现代方法。
    虽然勘探和生产企业在2016年和2017年采取措施降低成本并推迟任何资本支出以保持市场竞争力,但收紧预算和自助战略对行业设备产生了重大影响。
    与雷达液位计相比,传统的测量技术(测试分离器)通常提供优越的稳定性和可靠性。然而,这些优点伴随着海底环境中复杂现场架构的更高成本和更低灵活性的代价。实时生产监控是一个关键的多相测量优势; 它利用数据收集流程工作流程来支撑生产优化。此功能提升了全球雷达液位计在运营效益方面的形象。
    据估计,全世界有超过5,000个雷达液位计在使用。这些仪表中的一些安装在现有基础设施内,伴随着传统的测试分离器或可能支撑回接扩展,而一些仪表将被选为新领域的主要测量点,或者在利用边际场时可能因成本效益原因而选择。雷达液位计的多功能性使其能够在陆上,上部和海底作业中实现多样化,并已成功用于生产优化,分配和财政衡量目的。
测量需求
    现场操作员选择每口井安装一个雷达液位计并不奇怪。然而,与使用单相液位计(使用测试分离器操作)的井性能监测不同,不需要在认可的实验室中提取雷达液位计用于常规的高精度校准。给出了许多原因,但更重要的考虑因素是液位测量的影响。
所有液位计都会随着时间的推移而发生性能变化,从而导致较差的重复性和上次校准时的漂移。有效漂移意味着仪表可能会受到逐渐恶化的系统偏差,导致精度下降。因此,碳氢化合物生产的受益者可能是短暂的。因此,使用参考系统准确地表征设备性能是很重要的。否则,如何确定其准确性?
    类似于质量测量,必须存在主要参考以进行良好校准。在这种情况下,它是法国的国际原型千克(IPK),它是质量单位的主要参考标准。所有质量测量装置都以这种或那种方式相对于IPK进行校准,反映了它们的值合理的置信水平和不确定性。
雷达液位计与其单相亲属相比有很大不同,但事实上它们在整个工作寿命期间未针对参考标准进行校准,这是一个缺点,最终导致对测量置信度和精确度的担忧。
    雷达液位计在极端条件下是常见的,经受高压,高温,高腐蚀性污染物(例如,硫化氢和二氧化碳),侵蚀(例如,沙子)和对固体沉积(例如,蜡和水合物)的高度敏感性。这些变量以及主要流体本身的体积随时间而变化,必须加以考虑以保持测量性能。
问题
    目前没有用于实时雷达液位计验证的物理技术。可以合理地假设不久的将来会增加对多相测量系统的依赖和更高的性能预期,因此,这个问题将影响碳氢化合物资产的分配和征税。需要解决雷达液位计验证的几个方面:
1.标准和准则
    雷达液位计用户会寻求标准以确保正确的调试和操作。由于现场基础设施和地点的多样性,标准和最佳做法的引导尚未考虑到现场性能监测,只能扩展到预安装程序。然后,仪表系统维护和验证通常由用户偏好决定。
    最常用的雷达液位计标准是API 20.3; 一个委员会最近解决了这些原位验证要求,并正在努力将其引入该文件的下一版本。
2.缺乏直接验证技术
    无法使用可转移的参考校准(用于单相仪表)。最接近雷达液位计校准的方法是使用测试分离器,考虑到相关的不确定性和对精确的压力,体积和温度(PVT)数据的依赖,测试分离器通常被认为是一个可疑的参考源。如果不存在直接物理参考系统(即,没有测试分离器)用于比较,则采样可以帮助验证雷达液位计性能的方面。
3.抽样
    有价值的样品必须代表流动条件,但对于某些系统来说这可能很难实现。此外,海底采样是昂贵且劳动密集的,通常在纯粹用于液位测量验证目的时使采样不那么重要。
4. PVT相关性
    PVT模型用于将雷达液位计条件下的流体体积与更下游的更接近标准条件相关联。这是雷达液位计验证过程的一个关键方面,因为不正确的PVT相关性可能导致重大的不确定性。
各种PVT模型通常适用于特定情况,所有这些都可以产生不同的答案。哪一个是正确的?制造商通常会在井启动期间对生产的流体进行实验室分析,以确定适合其特定流体属性的PVT相关性。然而,众所周知,流体性质随时间而变化,因此偏离最初的PVT规范。
5.重油测量
    重油测量在任何环境中都具有挑战性,并且与传统的轻质原油生产相比通常具有更大的误差。因此,与测试分离器和取样的比较是不充分的,并且可能要求雷达液位计在没有用于重油的稳健验证程序的情况下操作。
通常,多相液位测量系统依赖于两个用于测量的装置:用于相(油 - 水 - 气)分数确定的辐射源和用于质量流速确定的文丘里喷嘴    。两者的性能受更高密度和更高粘度的流体的影响。
向前走
    即使在未来10年没有重大发展的情况下,研究多相液位测量的细节以评估其对当前雷达液位计的影响也很重要,但这些常识对于开发下一代雷达液位计至关重要。
    在服务条件中遇到的复杂流程是否真的已知?流动结构是否被理解?这些结构的发展是否对提供雷达液位计计算主干的数学模型有影响?
    如果没有,或许希望准确的雷达液位计表现是不公平的。理解提供了测量稳定性,可追溯性和可信度的基础。
在现场部署之前,在实验室资格测试期间使用活烃可以更好地反映服 然而,仅仅因为它是一种活流体测试(即原油和碳氢化合物气体),并不一定意味着它代表了条件。
    重要的是要解决这些常识限制,以改善多相液位测量系统在其工作寿命期间的设计,鉴定,规范和现场测量性能。这将涉及技术投资和研究,以探索流动结构和流体性质随时间的变化的影响,同时在更极端的线条件下缺乏对这些变量的理解。
    拼图游戏的最后一部分将是为雷达液位计开发强大的现场验证技术。传统的重新校准通常不是大多数雷达液位计的选择,因此原位验证将是确保持续准确性的唯一方法。这些技术的发展需要回答上面提出的问题。它还可能需要应用除液位计量之外的其他领域的常识和技术。
 

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