Medición de caudal multifásico

Un caudalímetro multifásico (MPFM) mide simultáneamente los caudales de petróleo, gas y agua en una tubería, sin separarlos previamente.

El caudalímetro multifásico Roxar 2600 de Emerson combina la presión diferencial de Venturi, la impedancia eléctrica y la densitometría gamma para calcular los caudales por fase en tiempo real. El elemento Venturi mide el caudal másico total en función de la caída de presión a través del medidor, mientras que la densitometría gamma cuantifica las fracciones de fase al detectar variaciones de densidad en la mezcla que fluye. Esta medición se excluye en una versión no-gamma. La impedancia eléctrica, al considerar tanto la capacitancia (respuesta dieléctrica) como la conductancia (conductividad del fluido), resuelve aún mejor la distribución de fases al analizar cómo la mezcla responde a un campo eléctrico aplicado. Estas entradas se combinan con los modelos de caudal del software integrado Rapid Adaptive Measurement de Roxar para calcular, en tiempo real, los caudales por fases individuales (petróleo, agua y gas).

Este enfoque se utiliza ampliamente en la producción de petróleo y gas, en las pruebas de pozos y en la asignación en plantas, no solo en alta mar sino también en tierra. Para el servicio de asignación, NORSOK I-104 proporciona una guía reconocida sobre la verificación, la incertidumbre y la validación del desempeño del MPFM.

No se requiere una fuente radiactiva, pero puede recomendarse para ciertas aplicaciones y condiciones de pozos, a fin de lograr mayor solidez en la medición.

El caudalímetro multifásico Roxar 2600 de Emerson está disponible en configuraciones gamma y no gamma, y ambas versiones ofrecen un desempeño fiable en GVF de 0-100 % y WLR de 0-100 %. Cuando se incluye la densitometría gamma, se agrega otra medición de datos sin procesar, lo que permite un diagnóstico adicional y mayor confianza en la medición en condiciones de caudal complejas.

Esta flexibilidad hace que el medidor sea adecuado para entornos de producción de petróleo y gas, incluidos pozos en alta mar difíciles con caudal inestable. Cuando se utilizan fuentes radiactivas, es obligatorio cumplir con las normas internacionales de seguridad radiológica y los requisitos normativos locales.

El caudalímetro multifásico Roxar 2600 proporciona mediciones más rápidas y continuas, a un coste menor que los separadores de prueba tradicionales. Elimina la necesidad de una separación masiva de fases al medir el caudal multifásico en línea. Esto reduce el espacio, el peso y la complejidad operativa, al tiempo que permite la monitorización en tiempo real.

Mientras que los separadores de prueba pueden ofrecer una menor incertidumbre en condiciones controladas, los MPFM proporcionan una eficiencia operativa significativamente mayor.  Esto no solo es especialmente valioso en las plantas en alta mar con espacio limitado y un alto número de pozos, sino que también ofrece valor en tierra, reduciendo la alteración de la tierra y los requisitos de tuberías.

Los caudalímetros multifásicos son generalmente aceptados para la asignación, y los reguladores a menudo exigen un desempeño demostrado, la documentación de la incertidumbre y los procedimientos de validación.

El caudalímetro multifásico Roxar 2600 está diseñado para cumplir con los estándares de la industria que generalmente se utilizan para la medición de la asignación en la superficie. Está diseñado de acuerdo con los principios de diseño de Emerson y alineado con las directrices de NORSOK y de la API. Admite procedimientos de desempeño demostrado, de documentación de incertidumbre y de validación para su uso en sistemas de asignación de producción de petróleo y gas. Por lo general, la medición fiscal sigue requiriendo medidores o separadores monofásicos, pero los MPFM pueden admitir la verificación y la optimización.

El caudalímetro multifásico Roxar 2600 es una solución pequeña, compacta y todo en uno que simplifica la instalación en entornos con poco espacio. Todos los puntos de medición están integrados en un cuerpo compacto del medidor, con la electrónica montada directamente en la unidad, lo que facilita la instalación. El medidor debe instalarse verticalmente, lo que requiere tramos rectos limitados. El peso, la huella y la integración de tuberías están optimizados para el diseño modular en alta mar y para las modernizaciones en instalaciones existentes. Esto lo convierte en una opción ideal para módulos superiores abarrotados, patines de prueba de pozos y plantas de producción en tierra con restricciones de diseño.

Sí, el rango de caudal del MPFM Roxar 2600 puede ajustarse tras la instalación sin necesidad de reemplazar el medidor. El MPFM Roxar 2600 ofrece una amplia relación de reducción y puede adaptarse a condiciones de caudal cambiantes sin necesidad de modificaciones físicas. Además, el Venturi es reemplazable, lo que permite una adaptación continua a los rangos de caudal cambiantes tras la instalación, sin necesidad de reemplazar el medidor existente. Esto permite una medición precisa en un amplio rango de perfiles de producción, incluidos pozos en declive o escenarios de aumento de la actividad. Esta flexibilidad es crítica para los pozos de superficie con tasas de producción variables a lo largo de su ciclo de vida útil.

El caudalímetro multifásico Roxar 2600 admite protocolos de comunicación industrial estándares para una integración perfecta en los sistemas de control. El medidor se interfase con DCS, SCADA y protocolos digitales como Modbus y OPC UA, ambos protocolos de comunicación estándar de la industria, y con HTTPS para un acceso seguro a los datos y una integración. Proporciona datos en tiempo real sobre las tasas de caudal de fase, GVF, corte de agua y diagnóstico para la monitorización y optimización. Esto permite la integración con sistemas de gestión de la producción y con soluciones de monitorización remota. 

El MPFM Roxar 2600 se utiliza ampliamente en entornos de producción de petróleo y gas, tanto en alta mar como en tierra, y está conectado de forma digital.

El caudalímetro multifásico Roxar 2600 se adapta a las condiciones de flujo cambiantes sin necesidad de intervención manual. El medidor utiliza una combinación de medición de presión diferencial Venturi, impedancia eléctrica y densitometría gamma, y proporciona una serie de puntos de medición, cada uno con diferentes sensibilidades a aspectos del caudal y condiciones de flujo. Esto proporciona solidez inmediata ante las condiciones cambiantes del caudal, reforzado por el software integrado Rapid Adaptive Measurement de Roxar, que encapsula más de 30 años de experiencia en el campo en forma de capacidades de modelado. Mediante un enfoque modular, el software detecta y se ajusta continuamente a variaciones como el caudal de lodo y a cambios rápidos en la fracción volumétrica de gas (GVF), lo que garantiza cálculos fiables de la fracción de fase y del caudal en todas las condiciones de flujo.

El caudalímetro multifásico Roxar 2600 proporciona la precisión más fiable en regímenes de GVF variables y de flujo inestable en comparación con las tecnologías MPFM alternativas. Lo logra mediante mediciones sin procesar de presión diferencial de Venturi, impedancia eléctrica y densitometría gamma, combinadas con la solución de software integrado Rapid Adaptive Measurement de Roxar. Esta combinación permite una medición sólida de la fracción de fase y un cálculo del caudal con una resolución muy alta de 10 veces por segundo. Esto garantiza una medición precisa, incluso en condiciones de lodo o de transitorios, en las que otros sistemas a menudo tienen dificultades. El enfoque de medición del MPFM Roxar 2600 garantiza un alto desempeño en el rango completo de GVF de 0-100 % y WLR de 0-100 %, en una amplia variedad de aplicaciones, como optimización de la producción, medición de asignación, seguridad de caudal, operaciones de pruebas en pozos, tanto en los mercados de petróleo y gas convencionales como no convencionales.

El caudalímetro multifásico Roxar 2600 de Emerson es una de las soluciones más versátiles para aplicaciones multifásicas en superficie, incluyendo la optimización de la producción, la medición de asignación, la seguridad de caudal y las operaciones de prueba en pozos, tanto en los mercados de petróleo y gas convencionales como en los no convencionales.

¿Por qué el MPFM Roxar 2600 es adecuado para las aplicaciones en superficie?

• Implementación flexible: diseñado para múltiples casos de uso en la superficie, incluyendo optimización de producción, medición de asignación y pruebas de pozos 
• Manejo de diferentes regímenes de caudal: funciona de manera fiable en caudales con predominio de petróleo, agua y gas 
• Amplia relación de reducción: mantiene la precisión bajo cambios en las tasas de producción y en las condiciones operativas 
• Apoya la seguridad de caudal: medición sensible del agua y capacidades de detección de capas
• Comprobado en varios entornos: apto para instalaciones en alta mar y en tierra, lo que incluye yacimientos tanto convencionales como no convencionales

Esto lo hace ideal para una amplia gama de aplicaciones como manifolds de prueba, monitorización de pozos marginales y refaccionamientos en alta mar y en tierra.

La incertidumbre del MPFM puede afectar significativamente la precisión de las asignaciones, pero el caudalímetro multifásico Roxar 2600 minimiza este impacto gracias a mediciones estables y repetibles. El medidor ofrece niveles de incertidumbre bajos en condiciones de caudal multifásico típicas de las instalaciones de superficie. Es adecuado para la asignación de producción y la monitorización del desempeño de los pozos, pero suele complementarse con medidores fiscales para la transferencia de custodia. Su desempeño admite flujos de trabajo de asignación alineados con las guías NORSOK y API MPMS.

El caudalímetro multifásico Roxar 2600 puede validarse de manera efectiva mediante pruebas periódicas de pozo y conciliación de datos, en lugar de la calibración continua del separador. Esto es posible gracias a diagnósticos avanzados y a algoritmos de medición basados en modelos. El medidor incorpora un modelo de caudal multifásico y datos integrados de varios sensores, lo que permite que el desempeño permanezca estable a medida que evolucionan las condiciones de flujo.  La validación puede lograrse mediante la comparación con datos ocasionales del separador de prueba o modelos de medición de caudal virtuales. Este enfoque es ideal para plataformas en alta mar con capacidad limitada del separador de prueba o con altos conteos de pozos.  La metodología se alinea con las prácticas de la industria a las que se hace referencia en las estrategias de validación de NORSOK I-104.

El caudalímetro multifásico Roxar 2600 suele ofrecer costes de ciclo de vida inferiores a los de los separadores de prueba tradicionales. El medidor elimina la necesidad de contar con equipos de separación grandes y que requieren mucho espacio y con el mantenimiento asociado. Reduce el CAPEX de las modificaciones en instalaciones existentes y disminuye el OPEX al minimizar las pruebas, las intervenciones y el mantenimiento manual en el pozo.  Su confiabilidad también reduce el tiempo de inactividad de la producción y la complejidad operativa. Esto es especialmente valioso para plataformas en alta mar y plantas compactas en tierra con limitaciones de espacio.

Los caudalímetros multifásicos generalmente pierden precisión cuando están fuera del rango operativo específico del instrumento, que puede incluir parámetros como el caudal, la fracción de gas, la presión o la presión diferencial, las condiciones de flujo o los efectos causados por características específicas del flujo. El MPFM Roxar 2600 es un instrumento de medición avanzado y altamente robusto, con eficacia demostrada en campo frente a muchas de estas preocupaciones. El medidor cuenta con una amplia relación de reducción, es robusto incluso en aplicaciones de muy baja presión y funciona sin problemas en condiciones de flujo de GVF de 0-100 % y WLR de 0-100 %. El medidor es robusto frente a condiciones de flujo cambiantes y funciona bien incluso con lodo extremo, caudal muy bajo o cambios de fase rápidos. Esto proporciona una mayor robustez en comparación con las tecnologías que dependen únicamente de mediciones eléctricas o de una sola propiedad.

La desviación en la medición del MPFM suele deberse a cambios en las propiedades del fluido, incrustaciones o degradación del sensor, pero puede minimizarse mediante diagnóstico avanzado, medición multivariable y mantenimiento proactivo.

El caudalímetro multifásico Roxar 2600 cuenta con funciones y capacidades de diagnóstico para ayudar a reducir el riesgo de desviaciones.  Con técnicas de medición robustas, detección temprana mediante alarmas accionables y funciones de detección de capas y compensación, se garantiza un desempeño fiable a largo plazo.

¿De qué manera el MPFM Roxar 2600 detecta y aborda la desviación?

• Medición multivariable: reduce la dependencia de un único sensor y mejora la estabilidad a largo plazo.
• Diagnóstico avanzado: identifica la acumulación de incrustaciones y cera, y cuándo las entradas de propiedades del fluido son incompatibles con las mediciones.
• Alarmas accionables: proporciona recomendaciones claras para acciones correctivas.
• Detección y compensación de capas: mantienen la exactitud de medición al compensar la acumulación de capas hasta que se requiera y se realice el mantenimiento.

Con las capacidades del MPFM Roxar 2600, los operadores pueden detectar anomalías de forma temprana y corregirlas mediante la validación de datos o el mantenimiento. Esto es, por ejemplo, particularmente importante en la producción de crudo propenso a la cera.