在石油開采和生產(chǎn)過程中，流量測量的準(zhǔn)確性比以往任何時候都更加重要了。目前的經(jīng)濟(jì)形勢導(dǎo)致了石油需求的下降，因此石油近開始了回落，不過據(jù)預(yù)測石油價格還會回升的。因?yàn)楝F(xiàn)在在非傳統(tǒng)沉積物中開采石油是相當(dāng)困難的，多相流的存在導(dǎo)致準(zhǔn)確測量流量也變得更加困難。為了能夠優(yōu)化油井的生產(chǎn)并且準(zhǔn)確計(jì)算出他們開采出的油量和天然氣量，經(jīng)營者開始尋求大量的方法來測量多相流。
非傳統(tǒng)沉積物挑戰(zhàn)測量技術(shù)
當(dāng)石油公司冒險地在荒郊野外發(fā)現(xiàn)了石油和天然氣，他們發(fā)現(xiàn)的沉積物已經(jīng)變得越來越難開采了。海底的沉積物要求有高度機(jī)械化的設(shè)備才能進(jìn)行開采，這些設(shè)備要能夠承受住水下的艱苦條件還要能夠到達(dá)海平面30,000英尺以下。地上的沉積物一般所含的油更稠，因此很難使其流動。這兩類沉積物都要求有復(fù)雜的萃取方法，包括向油井內(nèi)注入海水或者高壓氣體推動石油或者天然氣到達(dá)地表。遺憾的是，這涉及到了一個最令人苦惱的測量方面的挑戰(zhàn)――多相流，因?yàn)樗撬⒂秃蜌獾幕旌象w。
雪上加霜的是，油井的產(chǎn)量會隨著時間發(fā)生巨大的變化，這會影響是否對其繼續(xù)進(jìn)行開采的決策。隨著條件的改變，老井需要更加頻繁地進(jìn)行測試以決定其產(chǎn)量是否充分?？瓷先ゾ哂虚_采潛力的新井一旦開始開采可能就會碰到產(chǎn)量不如預(yù)期的問題。經(jīng)營者需要實(shí)時的生產(chǎn)數(shù)據(jù)以優(yōu)化產(chǎn)量，從而確保準(zhǔn)確測量出在分配和交接中碳?xì)浠衔锏暮俊?/p>
近年來，多相流的測量已經(jīng)取得了長足的進(jìn)步。供應(yīng)商在研發(fā)方面投入了大量資金以找到新方法，因?yàn)樵谔岣咝史矫嬗芯薮蟮臐摿Χ夷軌蚪o用戶帶來效益。像試井分離器等舊技術(shù)已經(jīng)加入了部分分離器，它能夠?qū)怏w從流動的液體中分離出來，還加入了多相流量計(jì)，它能夠?qū)Χ嘞嗔鬟M(jìn)行測量而不必分離每種構(gòu)成要素。每種技術(shù)都是有利有弊的，它們的適用性如何取決于油井的條件、位置和產(chǎn)量。
分離技術(shù)
分離器也稱作試井分離器，這是一個巨大的容器，里面裝有大量開采出來的油/水/氣混合物的樣本。一旦容器里裝滿了樣本，天然氣就從上面排出，水下沉到底部，油浮到水的表面。和容器相連的流量計(jì)就可以分別測量出天然氣、石油和水的體積。
試井分離具有很高的準(zhǔn)確性，而且在工業(yè)領(lǐng)域受到普遍認(rèn)可。但是，它的龐大底座限制了它在海上平臺的使用，因?yàn)楹Ｉ掀脚_的空間有限。離析器還要依靠重力來把不同的流動物體分離開，這一過程需要幾小時或者幾天，這取決于石油有多重。因此，經(jīng)營者只能測定某一特定時期的平均流量。離析器的平均售價是650,000美元，而且使用成本和維護(hù)成本都很高。每次使用后，都需要對離析器進(jìn)行清潔以備下次使用。
部分分離技術(shù)
部分分離器也叫做沉降器旋風(fēng)分離器，通過將天然氣與水油分離來解決多相流的問題。當(dāng)油進(jìn)入設(shè)備后，它將以一定的角度進(jìn)入到一個圓柱體里，產(chǎn)生的離心力將油和水推出圓柱體，在里面只留下天然氣升到頂部，在那里有一個氣體流量計(jì)對其進(jìn)行測量。然后油水混合物流入一個含水率計(jì)或者其他的多相流量計(jì)?？剖腺|(zhì)量流量計(jì)在很多設(shè)計(jì)中被普遍使用。實(shí)際上，科氏質(zhì)量流量計(jì)可能是測量水油混合物的技術(shù)，而且有希望用于比較稠的油?！ ?/p>
就分離過程而言，部分分離器比分離器快得多，而且部分分離器提供了一個接近實(shí)時的測量，從而判斷一座井是否被充分地開采。部分分離器的成本也低，大約250,000美元，而且比分離器的底座小得多。部分分離器可以小到可隨身攜帶，使經(jīng)營者能夠定期對可能產(chǎn)量不足的老井進(jìn)行測量，以驗(yàn)證投資一套分離器是否值得。然而，部分分離器對測量稠油來說，可能不是一個理想的選擇，因?yàn)槌碛秃茈y分離。
多相流量計(jì)
多相流測量的技術(shù)就是真正的多相流量計(jì)，它不需要將三層構(gòu)成元素分離進(jìn)行測量。多相流量計(jì)使用非常的技術(shù)而且標(biāo)價大約325,000美元。它使用多種測量技術(shù)，比如對混合物用伽馬射線，對流量用文氏管，還對三層進(jìn)行壓力和溫度測量。雖然準(zhǔn)確度很高，還是有一些用戶不愿使用含有放射性材料的設(shè)備，因?yàn)樗麄兛紤]獲得許可的成本，還有出于對環(huán)境方面的考慮。在二十世紀(jì)九十年代中葉，多相技術(shù)的嘗試沒有取得預(yù)期的結(jié)果，也使終端用戶懷疑設(shè)備的可靠性。一家供應(yīng)商MPM使用三維層析成像技術(shù)（類似于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的磁共振成像）來準(zhǔn)確測量液體、氣體和水的體積。
多相流量計(jì)是海底應(yīng)用中的，而且在天然氣應(yīng)用中取得了普遍認(rèn)可。因?yàn)橛途吞烊粴饩遣煌?，多相流量?jì)也是不同的，是為不同應(yīng)用而特別設(shè)計(jì)的。只有MPM承諾一個流量計(jì)就能測量多相的油和天然氣流。多相流量計(jì)也非常適用于海上平臺，因?yàn)橐粋€平臺可能會從多個井里采油然后供給不同的客戶。多相流量計(jì)對稠油來說也是一個更好的技術(shù)，因?yàn)樗恍枰獙⑷龑訕?gòu)成元素分離進(jìn)行測量。由于多相流量計(jì)的價格昂貴，它們只適合在海底和產(chǎn)量高的油井上應(yīng)用，從而平衡支出。然而，在油價的記錄不斷攀升的時候，這筆經(jīng)濟(jì)賬并不難算。
結(jié)束語
為了確保油井和天然氣井的產(chǎn)量充分，經(jīng)營者需要實(shí)時的測量數(shù)據(jù)。當(dāng)油價逼近150美元一桶的時候，對流量的不準(zhǔn)確測量所帶來的代價非常大。石油公司需要投資開發(fā)新的油田，或者繼續(xù)從產(chǎn)量下降的老井里開采，而且能夠測量多相流正在變得更加普遍，也更加重要。
有大量的技術(shù)可以用于解決多相流的問題。然而可能沒有一項(xiàng)技術(shù)能滿足用戶的所有要求。舊的設(shè)備像分離器準(zhǔn)確度很高，但是它的設(shè)計(jì)本質(zhì)使用戶無法獲得他們所需要的實(shí)時數(shù)據(jù)。部分分離器可以提供實(shí)時的數(shù)據(jù)，卻不是稠油的。多相流量計(jì)由于價格昂貴，所以一直在努力獲得更多的認(rèn)可。在石油和天然氣生產(chǎn)中，沒有一個“典型的"設(shè)備，經(jīng)營者必須仔細(xì)評估每個項(xiàng)目以決定采用哪項(xiàng)技術(shù)。在向多相流量計(jì)的過渡過程中，我們希望在安裝中有一些冗余的技術(shù)以備新的多相流量計(jì)技術(shù)更新后，終端客戶可以隨之進(jìn)行調(diào)整。
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