Débitmétrie polyphasique

Un débitmètre polyphasique (DMPP) mesure les débits de pétrole, de gaz et d’eau simultanément dans un pipeline, sans les séparer au préalable.

Le débitmètre polyphasique Roxar 2600 d’Emerson combine la pression différentielle Venturi, l’impédance électrique et la densitométrie gamma pour calculer les débits phasiques en temps réel. L’élément Venturi mesure le débit massique total en fonction de la perte de charge à travers le débitmètre, tandis que la densitométrie gamma quantifie les fractions de phase en détectant les variations de masse volumique dans le mélange qui s’écoule. Une version non gamma exclut cette mesure. L’impédance électrique, qui utilise à la fois la capacité électrique (réponse diélectrique) et la conductance (conductivité du fluide), résout davantage la distribution de phase en analysant la façon dont le mélange réagit à un champ électrique appliqué. Ces entrées sont combinées avec les modèles de débit dans le logiciel intégré, Roxar Rapid Adaptive Measurement, pour calculer les débits phasiques individuels (pétrole, eau et gaz) en temps réel.

Cette approche est largement utilisée dans la production de pétrole et de gaz, les essais de puits et l’allocation dans les installations offshore et onshore. Pour le service d’allocation, NORSOK I-104 fournit des directives reconnues sur la vérification, l’incertitude et la validation des performances du DMPP.

Une source radioactive n’est pas obligatoire, mais elle peut être recommandée pour certaines applications et certaines conditions de puits afin d’obtenir une robustesse accrue des mesures.

Le débitmètre polyphasique Roxar 2600 d’Emerson est disponible en configurations gamma et non gamma, les versions non gamma et gamma offrant des performances fiables de 0 à 100 % de fraction volumique des gaz (GVF) et de 0 à 100 % de proportion d’eau dans le liquide (WLR). Lorsqu’elle est incluse, la densitométrie gamma ajoute une autre mesure de données brutes, ce qui renforce les diagnostics et la confiance dans les mesures dans des conditions d’écoulement complexes.

Cette flexibilité en fait le produit idéal pour les environnements de production de pétrole et de gaz, notamment les puits offshore difficiles à débit instable. Lorsque des sources radioactives sont utilisées, il est obligatoire de se conformer aux normes internationales de radioprotection et aux exigences réglementaires locales.

Le débitmètre polyphasique Roxar 2600 fournit des mesures plus rapides, en continu et à moindre coût par rapport aux séparateurs d’essais traditionnels. Il permet d’éviter la séparation des phases en vrac en mesurant le débit polyphasique de façon intégrée, sans qu’il soit nécessaire de procéder à une séparation. Cela réduit l’encombrement, le poids et la complexité opérationnelle, tout en permettant une surveillance en temps réel.

Alors que les séparateurs d’essai peuvent offrir une incertitude plus faible en conditions contrôlées, les DMPP offrent une efficacité opérationnelle nettement supérieure.  Ceci est particulièrement intéressant dans les installations offshore en surface où l’espace est limité et où le nombre de puits est élevé, tout en offrant également une valeur onshore, en réduisant les perturbations du sol et les besoins en tuyauterie.

Les débitmètres polyphasiques sont généralement acceptés pour l’allocation, les autorités de réglementation exigeant souvent des performances démontrées et l’archivage des incertitudes et des procédures de validation.

Le débitmètre polyphasique Roxar 2600 est conçu pour respecter normes du secteur communément mentionnées pour le mesurage de l’allocation en surface. Il est conçu conformément aux principes de conception d’Emerson et aux directives NORSOK et API. Il prend en charge les performances démontrées, l’archivage des incertitudes et les procédures de validation pour une utilisation dans les systèmes d’allocation de la production pétrolière et gazière. La comptabilisation fiscale repose généralement toujours sur des compteurs monophasés ou des séparateurs, mais les DMPP peuvent être utilisés pour la vérification et l’optimisation

Le débitmètre polyphasique Roxar 2600 est une solution petite, compacte et tout-en-un, qui simplifie l’installation dans les environnements à espace restreint. Tous les points de mesure sont intégrés dans un corps de débitmètre compact, avec une électronique montée directement sur l’unité, ce qui facilite l’installation. Le débitmètre doit être installé verticalement, ce qui nécessite des longueurs limitées de tuyauterie droite. Le poids, l’encombrement et l’intégration de la tuyauterie sont optimisés pour les applications offshore, les conceptions modulaires et les modifications de friches industrielles. C’est donc la solution idéale pour les modules en surface déjà encombrés, les skids d’essai de puits et les installations de production onshore avec contraintes d’implantation.

Oui, la plage de débit du débitmètre polyphasique Roxar 2600 peut être ajustée après l’installation sans remplacer l’appareil. Le DMPP Roxar 2600 dispose d’une large étendue de mesure et peut s’adapter aux conditions de débit changeantes sans modification physique. De plus, le Venturi est remplaçable, ce qui permet de continuer à s’adapter aux changements de gammes de débit après l’installation, tout en préservant le débitmètre existant. Cela permet des mesures précises sur une large gamme de profils de production, y compris les puits en déclin ou les scénarios de montée en puissance. Cette flexibilité est essentielle pour les puits en surface dont les débits varient tout au long de leur cycle de vie.

Le débitmètre polyphasique Roxar 2600 prend en charge les protocoles de communication industriels standards pour une intégration transparente dans les systèmes de contrôle-commande. Le débitmètre s’interface avec les système de contrôle-commande, SCADA ainsi qu’avec des protocoles numériques tels que Modbus et OPC UA, les deux protocoles de communication standard du secteur, et HTTPS pour un accès et une intégration sécurisés des données. Il fournit des données en temps réel sur les débits phasiques, la fraction volumique des gaz (GVF), la teneur en eau et des diagnostics pour la surveillance et l’optimisation. Cela permet l’intégration avec les systèmes de gestion de la production et les solutions de surveillance à distance. 

Le DMPP Roxar 2600 est largement utilisé dans les environnements de production de pétrole et de gaz offshore et onshore connectés numériquement.

Le débitmètre polyphasique Roxar 2600 s’adapte aux conditions d’écoulement changeantes sans nécessiter d’intervention manuelle. Le débitmètre utilise une combinaison de mesure de pression différentielle Venturi, d’impédance électrique et de densitométrie gamma, fournissant un certain nombre de points de mesure, chacun avec des sensibilités différentes aux aspects du débit et aux conditions de débit. Cela procure immédiatement une robustesse face aux conditions d’écoulement changeantes, renforcée par le logiciel intégré Roxar Rapid Adaptive Measurement, qui résume plus de 30 ans d’expérience sur le terrain sous la forme de capacités de modélisation. Grâce à une approche modulaire, le logiciel détecte et s’adapte en permanence aux variations telles que l’écoulement pulsatoire et les variations rapides de la fraction volumique des gaz (GVF), garantissant ainsi un calcul fiable de la fraction de phase et du débit dans toutes les conditions d’écoulement.

Le débitmètre polyphasique Roxar 2600 offre la précision la plus fiable sur l’ensemble des GVF variables et des régimes d’écoulement instables, par rapport aux technologies DMPP alternatives. Il y parvient en utilisant des mesures de données brutes de pression différentielle Venturi, d’impédance électrique et de densitométrie gamma, combinées à la solution logicielle intégrée Roxar Rapid Adaptive Measurement. Cette combinaison permet une mesure robuste de la fraction de phase et un calcul du débit avec une résolution très élevée de 10 fois par seconde. Cela garantit une capture précise des mesures, même dans des conditions d’écoulement mixte ou transitoires, où d’autres systèmes éprouvent souvent des difficultés. L’approche de mesure du débitmètre polyphasique Roxar 2600 garantit des performances élevées sur l’ensemble de la plage de 0 à 100 % de GVF et de 0 à 100 % de WLR, sur une grande variété d’applications, telles que l’optimisation de la production, la mesure d’allocation, le maintien de l’écoulement, les opérations d’essais de puits, tant sur les marchés du pétrole et du gaz conventionnels que non conventionnels.

Le débitmètre polyphasique Roxar 2600 d’Emerson est l’une des solutions les plus polyvalentes pour les applications polyphasiques en surface, y compris l’optimisation de la production, la mesure d’allocation, le maintien de l’écoulement et les opérations d’essais de puits, tant sur les marchés du pétrole et du gaz conventionnels que non conventionnels.

Pourquoi le débitmètre polyphasique Roxar 2600 est bien adapté aux applications en surface ?

• Déploiement flexible : conçu pour de multiples cas d’utilisation en surface, y compris l’optimisation de la production, la mesure d’allocation et les tests de puits 
• Gère les différents régimes de débit : fonctionne de manière fiable dans les écoulements à dominante pétrolière, à dominante hydrique et riches en gaz 
• Large étendue de mesure : maintient la précision sous des taux de production et des conditions de fonctionnement fluctuants 
• Prend en charge le maintien de l’écoulement : mesure sensible de l’eau et capacités de détection de couche
• Éprouvé dans de nombreux environnements : convient aux installations offshore et onshore, notamment sur les terrains conventionnels et non conventionnels

Cela en fait la solution idéale pour une large gamme d’applications telles que les manifolds de test, la surveillance de puits marginaux et les modifications de friches industrielles offshore et onshore.

L’incertitude du débitmètre polyphasique peut affecter considérablement la précision de l’allocation, mais le débitmètre polyphasique Roxar 2600 minimise cet impact grâce à des mesures stables et répétables. Le débitmètre fournit de faibles niveaux d’incertitude dans des conditions de débit polyphasique typiques des installations en surface. Il est adapté à l’allocation de la production et à la surveillance des performances des puits, mais il est généralement complété par des débitmètres fiscaux pour le comptage transactionnel. Ses performances soutiennent les flux de travail d’allocation alignés sur les directives de NORSOK et API MPMS.

Le débitmètre polyphasique Roxar 2600 peut être validé efficacement à l’aide de tests périodiques de puits et de rapprochement des données, plutôt que d’un étalonnage continu du séparateur. Cela est possible grâce à des diagnostics avancés et à des algorithmes de mesure basés sur des modèles. Le débitmètre intègre une modélisation du débit polyphasique et des données intégrées provenant de plusieurs capteurs, ce qui permet de maintenir des performances stables à mesure que les conditions d’écoulement évoluent.  La validation peut être obtenue par comparaison avec des données occasionnelles de séparateur d’essai ou des modèles virtuels de mesure du débit. Cette approche est idéale pour les plates-formes offshore où la capacité du séparateur d’essai est limitée ou dont le nombre de puits est élevé.  La méthodologie s’aligne sur les pratiques du secteur, référencées dans les stratégies de validation NORSOK I-104.

Le débitmètre polyphasique Roxar 2600 présente généralement des coûts de cycle de vie inférieurs à ceux des séparateurs d’essai traditionnels. Grâce au débitmètre, il est inutile d’utiliser un équipement de séparation volumineux et encombrant, ni d’effectuer la maintenance associée. Il réduit les dépenses d’investissement liées aux modifications des sites existants et diminue les dépenses d’exploitation en minimisant les tests de puits manuels, les interventions et la maintenance.  Sa fiabilité réduit également les temps d’arrêt de production et la complexité opérationnelle. Cela le rend particulièrement intéressant pour les plates-formes offshore et les installations onshore compactes avec des contraintes d’encombrement.

Les débitmètres polyphasiques perdent généralement de leur précision lorsqu’ils se trouvent en dehors de l’enveloppe de fonctionnement spécifique des instruments, qui peut être des paramètres tels que le débit, la fraction gazeuse, la pression ou la pression différentielle, les conditions d’écoulement ou les effets causés par des caractéristiques de débit spécifiques. Le débitmètre polyphasique Roxar 2600 est un instrument de mesure avancé très robuste, éprouvé sur le terrain pour résister à bon nombre de ces problèmes. Le débitmètre offre une large étendue de mesure. Il est robuste même dans les applications à très basse pression et fonctionne parfaitement dans des conditions d’écoulement de GVF de 0 à 100 % et de WLR de 0 à 100 %. Le débitmètre est robuste face aux variations des conditions d’écoulement et fonctionne bien même en cas de fluctuations extrêmes, de très faible débit ou de changements de phase rapides. Cela confère une robustesse accrue par rapport aux technologies reposant uniquement sur des mesures électriques ou sur une seule propriété.

La dérive de la mesure du débitmètre polyphasique est généralement causée par des changements de propriétés du fluide, l’entartrage ou la dégradation du capteur, mais elle peut être minimisée grâce à des diagnostics avancés, des mesures multivariables et une maintenance proactive.

Le débitmètre polyphasique Roxar 2600 possède des fonctionnalités et des diagnostics qui permettent de réduire le risque de dérive.  Grâce à des techniques de mesure robustes, à une détection précoce par le biais d’alarmes exploitables, à la détection de couche et à des fonctions de compensation, des performances fiables à long terme sont garanties.

Comment le débitmètre polyphasique Roxar 2600 détecte et traite les dérives

• Mesure multivariable : réduit la dépendance à l’égard d’une seule sonde, améliorant la stabilité à long terme.
• Diagnostics avancés : identifie l’entartrage et l’encrassement par la cire, et le moment où les entrées des propriétés du fluide sont incompatibles avec les mesures.
• Alarmes exploitables : fournit des recommandations claires sur les actions correctives.
• Détection et compensation de couche : maintient la précision de mesure en compensant les couches d’encrassement jusqu’à ce que la maintenance soit requise et effectuée.

Grâce aux fonctionnalités du DMPP Roxar 2600, les opérateurs peuvent détecter rapidement les anomalies et les corriger par la validation des données ou la maintenance. Cela revêt, par exemple, une importance particulière dans la production de pétrole brut à forte teneur en cire.