SY/T 7441-2019 水下多相流量计设计、测试和操作推荐做法

ICS75.180.10
E94 SY
中华人民共和国石油天然气行业标准
SY/T7441—2019
水下多相流量计设计、测试和操作推荐做法
Recommended practice for the design,testing,and operation of subsea multiphase flow meters

2019-11-04发布 2020-05-01实施
国家能源局 发布

1范围
本标准为用于测量的水下流量计(MPFM)的尺寸、规格、系统集成和测试的推荐做法。本标准涵盖了湿气流量计，其为MPFM的一种。水下多采用在线式MPFM,这是本标准主要关注点。
本标准的推荐做法和指导准则适用于研制MPFM的工程人员，在产品整个使用和运行期间，宜组建多学科团队参与相关工作。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
ISO/IEC Guide98-3:2008测量不确定度表达指南[Guide to the expression of uncertainty in
measurement(GUM 1995)]
ISO361基本电离放射标志(Basic ionizing radiation symbol)
ISO2919放射性保护封闭放射源通用要求和分类(Radiological protection一Sealed radioactive sources-General requirements and classification)
ISO72O5放射性同位素仪表永久安装仪表(Radionuclide gauges一Gauges designed for permanent installation)
ISO21482电离辐射警告补充标志(lonizing一radiation warning-一Supplementary symbol)
ISO/ISC25010:2011系统及软件工程系统及软件质量要求和评估(SQuaRE)系统及软件
质量模型[Systems and software engineering-Systems and software quality requirements and evaluation
(SQuaRE)—System and software quality models]
IEC61000-4电磁兼容性(EMC)[Electromagnetic compatibility(EMC)-Part4]
ANSIN14.7-2013放射性物质：A类包装指南放射性物质的数量(Radioactive materials:
Guidance for packaging type A-Quanties of radioactive materials)
API Spec6A井口装置和采油树设备规范(Specification for wellhead and christmas tree equipment)

3术语、定义和缩略语
3.1术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1.1
精度accuracy
测量值与真值的接近程度。
3.1.2
实际状态actual conditions
测量状态measurement conditions
线路状态line conditions
流动状态flow conditions
流体在被测点的压力和温度状态。
3.1.3
分配allocation
确定单个实体（区域、井、油田、协议区块或生产单元）占系统总产能（油藏、生产系统和集输系统)比重的计算过程。
3.1.4
可用性availability
在满足所需外部条件的前提下，在给定的一段时间或平均时间间隔内系统能够完成所需功能的能力。
注：高可用性可以通过高可靠性（设备几乎不失效）、可维护性（当设备故障时能很快维修好）或两者结合实现。
3.1.5
标定calibration
同已知精度的标准值进行比较及校准。

3.1.6
贸易fiscal
与计量相关的，对保管转移、分配、使用费或税收造成经济影响的财务或相关事项。
3.1.7
贸易计量fiscal measurement
用来确定可对各方产生直接经济影响的量值（与保管转移计量对比）的计量系统和程序。
3.1.8
流态flow regime
管道中的多相流呈现的物理几何状态，各单相（如油、气、水及注入的化学药剂）在空间和时间的几何分布。
注：如液体占据着水平管道的底部而其上部有气相流动。
3.1.9
相phase
用于表示多种不同成分的混合物中某种成分的术语，特指石油、天然气、水或其混合物中的某种成分。
3.1.10
压力一体积一温度pressure一volume一temperature(PVT)
碳氢化合物流体在压力和温度下的各相的行为和物理特性。

注：还包括相对相体积、油气比(GOR)、泡点和烃露点、密度、地层体积系数、压缩性、黏度和组分。
3.1.11
冗余redundancy
通过不止一种方式实现要求的功能（如使用相同设备）。
3.1.12
可靠性reliability
设备在给定的生产、环境和使用条件下，在要求的时间段内实现所需功能的能力。
3.1.13
责任工程师responsible engineer
负责MPFM交付和操作的主要工程师。
注：上述作业可由跨学科团队完成，或者拆分给多人完成。
3.1.14
采样sampling
在实际或标准条件下，在上部设施或水下对生产样本进行的采集。
3.1.15
不确定性uncertainty
与计量结果相关的，反映计量数据离散程度的参数。
注：更完整的定义见ISO/IEC Guide98-3:2008。
3.1.16
验证validation
证实技术数据和工程模型满足精度要求并与预期应用效果相符合的过程。
3.1.17
检验verification
确定程序、任务、实物产品或模型同其规范符合程度的过程。

4多相流量计(MPFM)应用
4.1一般用途
MPFM在水下通常用于测井、分配计量、贸易计量、油藏管理和/或流动安全保障（定义见3.1)。确定MPFM的应用很重要，因为它决定了工厂测试、独立检验、现场维护和操作过程检验的需求等级。
测井用于收集三相流流速，以便确定油井产能和寿命，以及提高产量。提高产量通常要求对不同操作参数影响的理解。MPFM可用于取代或补充上部通常使用的单井测试分离器。取代测试分离器可降低上部载荷，节省额外空间。
MPFM与测试分离器联合使用时，可比单独使用测试分离器更快地采集流动状态数据。此外，它还能瞬时获得测量点的数据。测试分离器在变化工况下需要更长时间识别流动不稳定性。为完全移除测试分离器，宜证明替代的MPFM具有和分离器相似的测量不确定性。此外，宜使用流体样本定期对其进行独立检验，以确认参数配置的合理性。
分配和贸易计量与体积或财务计算共同使用，确定所有权，因此要求最低等级的测量不确定度、重复性及更高要求的仪表标定。为保证MPFM满足这些严苛的要求，推荐进行全部操作条件下的流体测试（见8.5）。有关流量计测试和流体采样要求的条款通常作为相关操作合同的一部分。
跟踪流体组分变化的需求决定了油藏管理/流动保障应用。气举、出水和化学注人与流体中各相变化密切相关。相比关注单独测量值，跟踪一段时间内测量值的变化更为重要。因此严格采样、就地标定和独立流体测试要求可以放宽。
所有可能的应用中，不确定度要求宜通过对系统流动保障模型的适当研究确定。该研究宜确定特定流动状态或井轨迹的各体积分数的可接受不确定度。通过研究，责任工程师宜明确流量计应用的不确定度、重复性和复现性。严苛的性能特性验证会对经济造成影响，可仪表应用的重要性证明其合理性。

4.2MPFM位置
MPFM位置一定程度上取决于其应用场合和油气田总体布局。可选位置包括作为安装在采油树上（通常作为油口管模块/流动模块/可回收模块的一部分）、跨接管上及安装在管汇上。
仪表应用和设备尺寸通常影响或决定最佳安装位置。各井专用的MPFM可安装在采油树、跨接管或邻近管汇上用于连续测量。间断测量可以在管汇实现，管汇可调节单井流向使其通过单个流量计。单个流量计可包含多口井的相关VT数据。当特定井的流体流过该流量计时，可获取该井数据。该方式可能不适用于连续单井跟踪测量。
单个流量计的费用和可靠性可能影响采用单个或多个流量计方案的决策。根据应用场合不同，多个流量计可能需要额外的操作管理。
各类油气田布置宜考虑安装和回收MPFM及其电子模块的通道（见7.3）。机械接口详见5.8。对安装在采油树和跨接管上的流量计的干预作业可能仅影响特定位置的生产。如没有旁路或邻近结构物不允许在其上部作业时，从管汇回收流量计单元可能需要多井关断。这可能发生在没有双重隔离和无法满足完整性保障的情况。带旁路管线的管汇设计宜保证在流量计关断或回收时，能维持最大生产。推荐的上下游流动几何特性依赖于所采用的计量技术，其通常由仪表供应商提供，宜作为仪表安装位置的考虑因素。此外，所有应用场合均宜解决腐蚀问题，如可能产生旋流的高速湿气。仪表位置还受化学药剂注入点、管道配置及同节流点距离的影响，其会进一步影响流量计性能（详细设计参考见5.3)。

投稿会员：芳华