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砂蚀悄无声息?Permasense让它无处遁形

砂蚀悄无声息?Permasense让它无处遁形

加勒比海的沙滩和海洋通常预示着轻松的暑假和一段开心时光。然而,一提到砂以及它对上游生产设备的影响,情况就没有那么美妙了。

距Trinidad和Tobago东海岸80公里处有一个天然气生产平台,对作业者而言,从一开始砂蚀就是一项特殊的挑战。

自2009年投产以来,这个平台已成为该运营商全球内天然气净产量最高的项目之一。去除伴生的凝析液,四口井的平均产气量约1700万立方米/天。该平台位于水深约90米(300英尺)处,是Trinidad和Tobago重要的税收来源。

砂石和海洋的挑战

对任何资产来说,维持资产完整性保证产量最高以及满足相关法律法规是首要任务,这也就是海上无人平台需要考虑的问题。

由于砂的侵蚀速率极少与时间成线性关系,但随流速增大急剧加快,传统方法难以对其进行监测和评估。砂粒可快速侵蚀金属并造成损坏。因此,运营商必须在低产出、低收益与高收益但资产破坏、意外停产、甚至油气生产失控之间做出选择。

这个平台的不锈钢立管上安装了永久声波探砂器和报警装置。探测器可检测到出砂以及出砂量,能够间接反映发生砂蚀情况。然而,却无法反映砂粒的形状、大小和硬度等可以显著影响金属侵蚀速率的因素。

内置法弊端石油圈原创www.oilsns.com

内置法是在液流内部放入探测器,并测量其腐蚀速度的方法,也可间接检测磨蚀比较严重的时间段。

然而,由于他们并没有进行管道监测,不能给出一个明确的实际资产状况表。内置法也存在一定的弊端,从管道中取出探测器的技术含量和危险系数很高。考虑到更换探测器的安全问题,作业者会减少使用或者即使过期也不进行更换。

声波探砂器和内置探测器均无法测量管道出砂、金属磨损、管道完整性受损造成的实际影响。生产过程中,维护人员不是持续性检测管道资产完整性,而是定期人工进行壁厚测量,不断使用最小数据集推测侵蚀率。由于进入生产现场不易,手工测量的花费昂贵:四名专业人员需每3个月乘坐直升机,检查上层隔水管和管道的完整性。另外,声波探砂器每6个月就需要重新校正一次。

作业者也通过模型了解出砂的影响因素。但是,由于缺少实际的完整性测量值,仍需要限制生产速率,避免出现砂蚀。

产量 VS 井筒完整性

运营商期望通过优化生产将利润最大化,增加投资收益。

该平台第一口生产井的资料表明,该地区天然气储量超过560亿立方米(2万亿立方英尺)。砂蚀不仅仅是维持井筒完整性需要考虑的问题,也是顺利开采油气资源、获得利益最大化要克服的问题。但不顾井筒完整性盲目提高产量会产生极为严重的后果。

运营商先前曾与Permasense合作开发了一种测量管道侵蚀程度的新方法。该方法已经应用于下游的炼油厂,接下来计划应用于上游。该平台被认为一个很有价值的目标,该技术将在此展示出显著的优势。

Permasense的方案采用成熟的超声波技术,可测量任何固定设备的厚度。这种传感器不是通过检查人员定期进行人工测量登记,而是通过无线设备将数据传输到陆上中。工作人员可以在办公室实时查看、分析数据。

该Permasense超声波传感器最初安装在高侵蚀风险区,监控一口出砂量高的高流速气井。最终将油井产能提高了12%。

测量对象石油圈原创www.oilsns.com

产出气将通过集气平台运送回陆地,运营商担心产出砂也随产出气通过流线运移至毗邻的集气平台。因此, 在连接集气平台和附近驻人平台的进气总管上安装了一个更先进的80传感器。

一旦平台的监测位置选定,一天内就能完成安装调试,可立即向陆上工程师提供可靠的数据。

提高收集数据能力

系统安装后,能够监测一些固定设备的情况和性能。

一般情况下,传感器每隔12小时将壁厚测量值传输至陆地。高风险时期,比如高出砂或产率变化时,陆上工程师可以相应地提高测量频率。该系统的数据管理软件可计算壁损,并根据用户自定义的速率阈值对测量位置进行分类。

运营公司的资产完整性专家会对收集到的数据进行详细分析,这些数据也可通过运营商的任何网络设备查看。工作人员能够迅速对数据进行分析,并与历史数据进行对比。

预警系统

收集数据做出的图表可以指出设备发生腐蚀的部位。实际上,这个系统就像是一个预警系统,可以帮助Trinidad和Tobago的运营团队监测改变生产速率产生的影响,并根据需要进行调整。

有了这项新功能,该平台油井产量提高了12%,并有信心将气井的侵蚀率控制在安全范围内。提高的产量相当于可以多销售849,505立方米(30百万立方英尺/天)的气,相当于提高90,000美元/天(相当于3美元/百万立方英尺)的收益。

来自/Permasense  译者/丁志莹  编辑/张永君

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白矾
石油圈认证作者
毕业于中国石油大学(华东),油气井工程硕士,长期聚焦国内外石油行业前沿技术装备信息,具有数十万字技术文献翻译经验。

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