油气平台利用艾默生砂砾监测解决方案，在不影响资产完整性的情况下维持高效开采

客户​

总部位于北海的油气运营商。

应用​

在多个井口监测上游挟带的砂砾。

挑战​

北海的一个海上开采平台于 2015 年年底开始运营，非常重视资产的长期完整性。 其运营商的砂砾管理战略目标既要大幅提高运营效率，也要兼顾设施的安全性与完整性。 自首次石油开采以来，该平台一直保持超过 97% 的高开采效率，并希望维持这一高水准。

 

以如此高的速度开采，油井很可能面临在相对较短的时间内开始出砂的问题，特别是在易出砂的储层中，或在采用提高油气采收率的方案时。 出砂所引发的关键问题之一在于，混杂在采出液中的砂砾具有磨蚀性，会侵蚀管道、阀门和其他平台设备。 随着时间的推移，侵蚀将导致金属损耗、管道或阀门失效乃至泄漏。 这可能会对设施的完整性构成实际风险，并可能迫使运营商降低开采率以减少挟带的砂砾，从而降低运营效率。 据估计，该平台的开采率每下降 5%，每天的收入就将减少 285,000 美元。

解决方案​

此运营商选择在已部署的艾默生侵入式砂砾探头的基础上，辅以艾默生声波砂砾监控器 (SAM)（图 1），对其所有 15 口井进行监测。 该声学探测器可将撞击颗粒的超声波噪声转换成量化输出，即时识别砂砾。 所有探测器都通过注砂进行了标定，以便准确量化挟带砂粒，更好地分析具体的侵蚀风险。 同时，声学探测器的输出也与其他传感器的侵蚀率与估算壁厚损失数据进行了关联。 此举将提升测量置信度，为运营提供进一步保障。

 

艾默生 SAM 传感器灵敏度很高，可以连续监测这些油井，即使在含砂浓度极低的井中，也能实时准确地检测到砂砾的积聚情况。 此平台油井的报告数据显示，其出砂率介于 0 至 0.0015 克/秒之间，金属损耗率低于 0.001 毫米/年（2024 年 1 月的基准数据）。 这些关键性能指标使运营商了解到设施的完整性未受到影响，因此可以放心地维持较高的开采速率。

 

下图所示为其中一口井的数据，其一个月内的积砂量低于 1 千克（可忽略不计），表明出砂率低至 0.0003 克/秒。 其中， 1) 流速：2/635 米/秒，2) 指示金属损耗 <0.001 毫米/年， 3) 积砂量 <1 千克/月，出砂率 0.0003 克/秒。

 

 

 

因出砂率较低，从图中可以看出金属损失曲线没有明显变化，表明这种程度的出砂量对管道或油井基础设施的其他关键部件未造成明显的侵蚀影响。

 

如果任何一口井的出砂量或出砂率高于最低阈值，将触发报警，运营商可立即采取行动，基于数据进行调整，优化开采率。​

 

运营商通过实时监测出砂率及其侵蚀影响，还可以预测潜在的设备故障，进而采取预防措施避免计划外停机，实现预测性维护。

 

结论​

通过实时的砂粒与侵蚀监测，运营商可以轻松地实现其生产目标，因为他们知道资产不会受到出砂风险的影响。 在本案例中，运营商借助实时的出砂与侵蚀监测数据，主动跟踪出砂水平并检测其对设备的潜在侵蚀作用。 这项技术不仅提供了安心保障，还使运营商保持了理想的开采率和设施的持续完整性。

 

实时控制石油开采完整性的能力是提升财务表现的终极利器。 本案例部署的艾默生砂砾与侵蚀实时监测系统实现了快速投资回报 (ROI)，在 3 天内快速收回投资成本。

 

如需更多信息，请访问​

Emerson.com/Corrosion-Erosion​