【石油科技】砂蚀悄无声息？Permasense让它无处遁形

油气开发中，油气井出砂会产生砂蚀，对设备造成伤害，影响生产效率。加勒比海某一天然气生产平台应用Permasense传感器，可实时监控砂蚀数据，维护资产完整性，大大提高生产效益。

 石油圈出品  来自： Permasense  编译： 丁志莹 张永君  网址： www.oilsns.com 

加勒比海的沙滩和海洋通常预示着轻松的暑假和一段开心时光。然而，一提到砂以及它对上游生产设备的影响，情况就没有那么美妙了。
距Trinidad和Tobago东海岸80公里处有一个天然气生产平台，对作业者而言，从一开始砂蚀就是一项特殊的挑战。
自2009年投产以来，这个平台已成为该运营商全球内天然气净产量最高的项目之一。去除伴生的凝析液，四口井的平均产气量约1700万立方米/天。该平台位于水深约90米（300英尺）处，是Trinidad和Tobago重要的税收来源。石油圈原创，石油圈公众号：oilsns

砂石和海洋的挑战

对任何资产来说，维持资产完整性保证产量最高以及满足相关法律法规是首要任务，这也就是海上无人平台需要考虑的问题。
由于砂的侵蚀速率极少与时间成线性关系，但随流速增大急剧加快，传统方法难以对其进行监测和评估。砂粒可快速侵蚀金属并造成损坏。因此，运营商必须在低产出、低收益与高收益但资产破坏、意外停产、甚至油气生产失控之间做出选择。
这个平台的不锈钢立管上安装了永久声波探砂器和报警装置。探测器可检测到出砂以及出砂量，能够间接反映发生砂蚀情况。然而，却无法反映砂粒的形状、大小和硬度等可以显著影响金属侵蚀速率的因素。石油圈原创，石油圈公众号：oilsns

内置法弊端

内置法是在液流内部放入探测器，并测量其腐蚀速度的方法，也可间接检测磨蚀比较严重的时间段。石油圈原创，石油圈公众号：oilsns

然而，由于他们并没有进行管道监测，不能给出一个明确的实际资产状况表。内置法也存在一定的弊端，从管道中取出探测器的技术含量和危险系数很高。考虑到更换探测器的安全问题，作业者会减少使用或者即使过期也不进行更换。
声波探砂器和内置探测器均无法测量管道出砂、金属磨损、管道完整性受损造成的实际影响。生产过程中，维护人员不是持续性检测管道资产完整性，而是定期人工进行壁厚测量，不断使用最小数据集推测侵蚀率。
由于进入生产现场不易，手工测量的花费昂贵：四名专业人员需每3个月乘坐直升机，检查上层隔水管和管道的完整性。另外，声波探砂器每6个月就需要重新校正一次。
作业者也通过模型了解出砂的影响因素。但是，由于缺少实际的完整性测量值，仍需要限制生产速率，避免出现砂蚀。
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产量 VS 井筒完整性

运营商期望通过优化生产将利润最大化，增加投资收益。
该平台第一口生产井的资料表明，该地区天然气储量超过560亿立方米（2万亿立方英尺）。砂蚀不仅仅是维持井筒完整性需要考虑的问题，也是顺利开采油气资源、获得利益最大化要克服的问题。但不顾井筒完整性盲目提高产量会产生极为严重的后果。
运营商先前曾与Permasense合作开发了一种测量管道侵蚀程度的新方法。该方法已经应用于下游的炼油厂，接下来计划应用于上游。该平台被认为一个很有价值的目标，该技术将在此展示出显著的优势。
Permasense的方案采用成熟的超声波技术，可测量任何固定设备的厚度。这种传感器不是通过检查人员定期进行人工测量登记，而是通过无线设备将数据传输到陆上中。工作人员可以在办公室实时查看、分析数据。
该Permasense超声波传感器最初安装在高侵蚀风险区，监控一口出砂量高的高流速气井。最终将油井产能提高了12%。 石油圈原创，石油圈公众号：oilsns

测量对象

产出气将通过集气平台运送回陆地，运营商担心产出砂也随产出气通过流线运移至毗邻的集气平台。因此， 在连接集气平台和附近驻人平台的进气总管上安装了一个更先进的80传感器。石油圈原创，石油圈公众号：oilsns

一旦平台的监测位置选定，一天内就能完成安装调试，可立即向陆上工程师提供可靠的数据。石油圈原创，石油圈公众号：oilsns

提高收集数据能力

系统安装后，能够监测一些固定设备的情况和性能。
一般情况下，传感器每隔12小时将壁厚测量值传输至陆地。高风险时期，比如高出砂或产率变化时，陆上工程师可以相应地提高测量频率。该系统的数据管理软件可计算壁损，并根据用户自定义的速率阈值对测量位置进行分类。
运营公司的资产完整性专家会对收集到的数据进行详细分析，这些数据也可通过运营商的任何网络设备查看。工作人员能够迅速对数据进行分析，并与历史数据进行对比。石油圈原创，石油圈公众号：oilsns

预警系统

收集数据做出的图表可以指出设备发生腐蚀的部位。实际上，这个系统就像是一个预警系统，可以帮助Trinidad和Tobago的运营团队监测改变生产速率产生的影响，并根据需要进行调整。
有了这项新功能，该平台油井产量提高了12%，并有信心将气井的侵蚀率控制在安全范围内。提高的产量相当于可以多销售849,505立方米(30百万立方英尺/天)的气，相当于提高90,000美元/天（相当于3美元/百万立方英尺）的收益。石油圈原创，石油圈公众号：oilsns

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