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砂蝕悄無聲息?Permasense讓它無處遁形

砂蝕悄無聲息?Permasense讓它無處遁形

加勒比海的沙灘和海洋通常預示著輕松的暑假和一段開心時光。然而,一提到砂以及它對上游生產設備的影響,情況就沒有那么美妙了。

距Trinidad和Tobago東海岸80公里處有一個天然氣生產平臺,對作業者而言,從一開始砂蝕就是一項特殊的挑戰。

自2009年投產以來,這個平臺已成為該運營商全球內天然氣凈產量最高的項目之一。去除伴生的凝析液,四口井的平均產氣量約1700萬立方米/天。該平臺位于水深約90米(300英尺)處,是Trinidad和Tobago重要的稅收來源。

砂石和海洋的挑戰

對任何資產來說,維持資產完整性保證產量最高以及滿足相關法律法規是首要任務,這也就是海上無人平臺需要考慮的問題。

由于砂的侵蝕速率極少與時間成線性關系,但隨流速增大急劇加快,傳統方法難以對其進行監測和評估。砂??煽焖偾治g金屬并造成損壞。因此,運營商必須在低產出、低收益與高收益但資產破壞、意外停產、甚至油氣生產失控之間做出選擇。

這個平臺的不銹鋼立管上安裝了永久聲波探砂器和報警裝置。探測器可檢測到出砂以及出砂量,能夠間接反映發生砂蝕情況。然而,卻無法反映砂粒的形狀、大小和硬度等可以顯著影響金屬侵蝕速率的因素。

內置法弊端石油圈原創www.h29736.cn

內置法是在液流內部放入探測器,并測量其腐蝕速度的方法,也可間接檢測磨蝕比較嚴重的時間段。

然而,由于他們并沒有進行管道監測,不能給出一個明確的實際資產狀況表。內置法也存在一定的弊端,從管道中取出探測器的技術含量和危險系數很高??紤]到更換探測器的安全問題,作業者會減少使用或者即使過期也不進行更換。

聲波探砂器和內置探測器均無法測量管道出砂、金屬磨損、管道完整性受損造成的實際影響。生產過程中,維護人員不是持續性檢測管道資產完整性,而是定期人工進行壁厚測量,不斷使用最小數據集推測侵蝕率。由于進入生產現場不易,手工測量的花費昂貴:四名專業人員需每3個月乘坐直升機,檢查上層隔水管和管道的完整性。另外,聲波探砂器每6個月就需要重新校正一次。

作業者也通過模型了解出砂的影響因素。但是,由于缺少實際的完整性測量值,仍需要限制生產速率,避免出現砂蝕。

產量 VS 井筒完整性

運營商期望通過優化生產將利潤最大化,增加投資收益。

該平臺第一口生產井的資料表明,該地區天然氣儲量超過560億立方米(2萬億立方英尺)。砂蝕不僅僅是維持井筒完整性需要考慮的問題,也是順利開采油氣資源、獲得利益最大化要克服的問題。但不顧井筒完整性盲目提高產量會產生極為嚴重的后果。

運營商先前曾與Permasense合作開發了一種測量管道侵蝕程度的新方法。該方法已經應用于下游的煉油廠,接下來計劃應用于上游。該平臺被認為一個很有價值的目標,該技術將在此展示出顯著的優勢。

Permasense的方案采用成熟的超聲波技術,可測量任何固定設備的厚度。這種傳感器不是通過檢查人員定期進行人工測量登記,而是通過無線設備將數據傳輸到陸上中。工作人員可以在辦公室實時查看、分析數據。

該Permasense超聲波傳感器最初安裝在高侵蝕風險區,監控一口出砂量高的高流速氣井。最終將油井產能提高了12%。

測量對象石油圈原創www.h29736.cn

產出氣將通過集氣平臺運送回陸地,運營商擔心產出砂也隨產出氣通過流線運移至毗鄰的集氣平臺。因此, 在連接集氣平臺和附近駐人平臺的進氣總管上安裝了一個更先進的80傳感器。

一旦平臺的監測位置選定,一天內就能完成安裝調試,可立即向陸上工程師提供可靠的數據。

提高收集數據能力

系統安裝后,能夠監測一些固定設備的情況和性能。

一般情況下,傳感器每隔12小時將壁厚測量值傳輸至陸地。高風險時期,比如高出砂或產率變化時,陸上工程師可以相應地提高測量頻率。該系統的數據管理軟件可計算壁損,并根據用戶自定義的速率閾值對測量位置進行分類。

運營公司的資產完整性專家會對收集到的數據進行詳細分析,這些數據也可通過運營商的任何網絡設備查看。工作人員能夠迅速對數據進行分析,并與歷史數據進行對比。

預警系統

收集數據做出的圖表可以指出設備發生腐蝕的部位。實際上,這個系統就像是一個預警系統,可以幫助Trinidad和Tobago的運營團隊監測改變生產速率產生的影響,并根據需要進行調整。

有了這項新功能,該平臺油井產量提高了12%,并有信心將氣井的侵蝕率控制在安全范圍內。提高的產量相當于可以多銷售849,505立方米(30百萬立方英尺/天)的氣,相當于提高90,000美元/天(相當于3美元/百萬立方英尺)的收益。

來自/Permasense??譯者/丁志瑩??編輯/張永君

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白礬
石油圈認證作者
畢業于中國石油大學(華東),油氣井工程碩士,長期聚焦國內外石油行業前沿技術裝備信息,具有數十萬字技術文獻翻譯經驗。
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