[发明专利]用于流体传输管道的装置、相关的方法和系统

说明书

技术领域

该发明涉及用于流体传输管道的装置、相关的方法和系统，尤其在油气田（石油和天燃气）探测和生产中传输多相流体（例如石油、水和天燃气的混合物）时使用。它尤其是应用于使多相流体能够在地上（通常称为“地面之上”）或水下（通常称为“海底”）位置处进行取样操作。它尤其可以用于使得流体能够取样，以允许对多相和/或“湿气（Wet Gas）”（定义见下文）流体应用中的液体与气体进行测量操作。

背景技术

多相流体通常包括气体和液体组分，且一个例子可以是：从地上或海底井中提取的井内液气流，其包括天燃气、石油、水以及一些盐组分的混合物。上述的混合物在它的气体和液体组分的比例方面可以有相当大的差别。在本发明的上下文中，术语“流体”包括单独的液相（包括多种液相液体，例如石油和水的混合物）、单独的气相或者气相和液相的组合。

具有非常高的气体体积分数（gas volume fraction，GVF）的多相混合物被称为冷凝物或“湿气”-一种用于烃的气态混合物的地质学术语，该烃的气态混合物包括具有分子量比甲烷重的显著数量的化合物。上述的湿气流体通常具有大约95%以上的GVF，其相应的气液比（gas liquid ratio，GLR）在20以上。通常地，上述流体也包括其它非烃化合物，例如二氧化碳、硫化氢、氮、氧和水。

用于从烃井眼中取样流体的一种布置通过US6435279获知，其中，多相流体使用自走式水下运载工具从井眼收集。该运载工具包括收集装置和存储装置，且布置为从井眼中收集多相流体的样品并且在存储装置中存储该收集的流体。然后该运载工具移动到一个位置，在该位置处收集的流体样品可以被回收以使得在收集的样品上能够执行测量操作。

关于这个已知布置的一个缺点是，在井眼中从取样点处取得样品操作与在远程位置处测试样品操作之间，压力和/或温度没有保持不变，即，不一定保持等压和等温的状态。这可能危害样品质量，即各相的代表性，且可能限制样品的有效性。因此，在样品测量位置处的气/液比可能代表不了样品提取位置处的气/液比。而且，在多相之间可能发生相转变和/或质量转移，结果导致样品不具备组成成分的代表性。优选的是取样过程不改变相的组成。

对于多相流量计，用于更新压力-体积-温度数据目的的样品必须在靠近多相流量计处取得，否则取样流体的液体和气体组分在管道中其它地方由于不同的压力和温度可能会不同，并且在高压下在石油内部可能会释放一些现存的气体。

获得多相或者湿气样品可能存在几个原因，例如：（i）用于降低多相计量不确定性；（ii）用于储层和生产管理；（iii）用于获得每个井的井化学和流量保证信息；以及（iv）用于获得海底工艺的信息。

发明内容

本发明目的在于提供优于现有导管、方法和系统的导管、相关的方法和系统，并且提供一种用于取样多相流体的改进的导管、方法和系统。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于取样流体传输管道中的多相流体的装置，该装置包括：工艺流体导管，其包括连接到上游部分和下游部分的盲腿；以及其中，在该盲腿中提供流体取样口。

任选地，在盲腿的上游或下游处，在导管中提供第二取样口，并且该装置可以进一步包括用于从盲腿中的第一取样口到第二取样口的流体再循环的器具。在上述的布置中，该再循环器具可以包括设置在所述第一取样口和第二取样口之间的取样导管和阀的布置，以及可以提供至少一个样品回收口。

取样导管的布置可以任选地配置为允许从所述第一取样口抽取的流体传送到所述第二取样口和所述样品回收口中的至少之一。

任选地，该再循环器具可以包括取样工具或者远程操作运载工具。

当该导管采用任选的第一种配置时，下游部分可以从所述导管大体垂直向上延伸，且所述第二取样口可以位于所述上游部分中的导管壁的最上部中。

当该导管采用任选的第二种配置时，下游部分可以从所述导管大体垂直向下延伸，且所述第二取样口可以位于所述上游部分中的导管壁的最上部中。

任选地，第一取样口可以位于导管的盲腿的壁中。

取样导管的布置可以任选地包括双隔断阀和/或可以被加热，和/或可以至少部分地由热导材料和/或一层绝热材料包围。

根据本发明的另一个方面，提供了一种在导管中从多相烃液气流取样流体的方法，包括：将该导管的盲腿中的第一取样口连接到该盲腿上游的第二取样口，以及在对样品进行至少一种测量之前，在从该第一取样口流到该第二取样口的流体中保持大体上等压和等温状态。

任选地，该方法可以进一步包括通过取样工具来连接该第一取样口到该第二取样口。