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数字技术为流量测量提供新思路

数字技术为流量测量提供新思路

无需笨重的分离器与昂贵的多相流量计,ABB虚拟多相流量计就可“测出”井中油、气与水的流量。

来自 | E&P
编译 | TOM

从油气行业发展初期到现在,测量油、气、水混合流的流量,来评估油气井的质量与寿命,并寻求方案以实现产量的最大化,自始至终是一个挑战。

业内研发出多种方法来测量这些流体,每种方法都具有优缺点,必须相互权衡以确保它们的整体可行性。例如三相分离器就以高精度而闻名,并且已广泛运用于油气行业。该设备可将油气水混合流分离成单相流,然后利用单相流量计进行单独测量。

然而,该分离器利用重力来分离相,这就意味着要花费数小时甚至数天的时间才能得到测量结果,而且这通常仅可准确指示特定时间点的井效率。由于配备了一系列辅助设备的大型储罐,它们会显著增加设备的重量,使其不适用于海上平台。它们的购买与维护成本也很高,每次样品测试后都需要进行清理。

两相分离器

两相分离器是另一种解决这些缺陷的技术。与三相分离器相比,两相分离器体积更小、成本更低、响应速度更快,能够运输于不同的井之间。当三相分离器在经济上不可行或太大而无法安装时,可利用两相分离器进行测试。然而,与三相分离器一样,它所产生的测量结果仅表示给定时刻,无法描述实际情况的全貌。

近年来,多相流量计作为一种提供连续测量的方法,愈发受到业内的欢迎。多相流量计将温度、压力、压差、超声波与电磁流量等多种测量数据与密度等其他参数结合在一起,与传统的测试分离器相比,可大大减少占地面积,并能长期节约成本。与测试分离器不同,它们还可以用于水下设施以及陆上与海上平台。

它们能够实时测量油/气/水比率的任何变化,因此可提供当前数据,作业者可以利用这些数据来制定优化产量的策略。

成本挑战

多相流量计的一个主要缺点是成本太高。由于油气应用的多样性,无法实现标准化的解决方案,因此大多数多相流量计必须根据客户的具体要求进行定制。

除此之外还有它们的复杂性。多相流量计的安装与校准存在一定的复杂性,雪上加霜的是流量测量方面经验丰富的工程师越来越少,意味着许多公司在安装、操作与管理多相流量测量解决方案时可能会遇到困难。

因此,多相流量计的使用主要局限于更活跃的高产井,这些井能够更好地负担与支撑它们。对于非高产井,一般是使用传统的分离技术来测量多相流;进行间歇性的现场测试,以推测单井长期与多井的实测特征;或者,在许多情况下,根本不进行测量。

在每一种情况下,可用数据的有限范围限制了作业者做出明智决策的能力,这些决策可以协助他们优化产量。

虚拟测量

数字技术为多相流测量提供了新机遇,但在以前,业内认为数字技术不具备经济性。云技术实现了数据更大范围的共享,这些数据可以广泛运用于多口井或整个油田中,以帮助作业者提高单井产量。以最新的ABB Ability虚拟多相流量计工具为例。Arundo Analytics公司是一家专门从事大规模高级分析应用的软件公司,该云计算工具利用安装在油井上的标准仪器测得的数据来计算油气水的实时单相流量。

该工具利用三相流的数学模型,该模型基于用户井的特定数据,包括:

1、井身结构以及井眼轨迹;

2、井口油嘴的特征;

3、压力、体积以及温度数据;

4、实验室测得的流体组成;

5、至少三个月的作业数据。

利用管线上仪器测得的数据不断更新模型,该工具使用户能够对他们的多相流进行精确的虚拟测量。该工具无需安装分离器与多相流量计所需的大量硬件,为用户提供了诸多好处。

其中最重要的是,用户可利用现有的基础仪器设备,来收集该工具所需的数据。若是仪器能够满足应用要求,则可使用任何制造商的任何设备。通过这种方式,用户能够在购买、安装与维护分离器和/或多相流量计装置方面节省数十万美元。

此外,该工具只是运用现有仪器而不是多相流量计,因此无需寻求富有经验的工程师来安装、调试以及校准流量计。该工具的另一个核心优势是将试井最简化。由于无需重新布置平台井或关闭水下井以进行多相流的物理测量,该工具可使作业者每天减少数千桶原油的潜在损失。

该工具本身还具有扩展性,这意味着作业者之前无法连续测量的多相流,现在只需花费很少的成本就能实现。一旦作业者订购了该工具,就可以广泛使用,使其能够在全球范围内监测与对比多口井的生产动态。

用户可以轻松访问油气井的数据,克服了特定部门的信息孤岛问题,从而实现本地或全球的数据与计算共享。利用该工具获取井动态数据非常简单。不同井的多相流数据可以存储在客户的数据存储库中,通过客户仪表板可实现随时随地访问,使作业者能够轻松识别油气井作业中潜在可以改进的领域。

总结

通过将现场多相流连续测量的优势,与数字技术的简易性、可扩展性与智能性相结合,虚拟多相流量计为各种规模的作业者提供了经济上可行的手段,来最大限度地提高油气井的产量。

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