Presentasjon lastes. Vennligst vent

Presentasjon lastes. Vennligst vent

Innhold Innledning Hva er slugging? Ulemper ved slugging

Liknende presentasjoner


Presentasjon om: "Innhold Innledning Hva er slugging? Ulemper ved slugging"— Utskrift av presentasjonen:

1 Statoil sluggregulering John-Morten Godhavn Statoil F&T Prosesskontroll

2 Innhold Innledning Hva er slugging? Ulemper ved slugging
Sluggregulering Resultater fra drift på Heidrun Eksperimentelle resultater fra Sintefs flerfaseanlegg på Tiller 2001 Tordis sluggregulering

3 Innledning Slugging er ujevn strømning med væske og gass i flerfaserør. To typer slugging: korte slugger (1-5 minutters periode, hydrodynamiske) lange slugger ( minutters periode, også kalt riserslugger og terrengslugger) Senket mottakstrykk og færre nedstengninger kan oppnås enkel regulering. Shell, ABB og flere andre har sine egne sluggreguleringssystemer, men få er i drift. Pilotinstallasjon av Statoils (Gunleiv Skoftelands) løsning på Heidrun i 2001 har vært en suksess. Eksperimentelle mellomskalaforsøk på Sintefs flerfaseanlegg på Tiller 2001/2002.

4 Fra eksperimenter på Tiller
Hva er slugging? Slugging i riser Tettheten varierer Med sluggregulering Boblestrøm Jevn tetthet Fra eksperimenter på Tiller

5 Riserslugging Syklisk: Væskelås i bunnen av riser,
trykkoppbygging, utblåsing Store trykkvariasjoner (vekten av væskesøyla) Typisk ved lave rater og lave trykk Spesielt aktuelt i slutten av feltets levetid

6 Hydrodynamiske slugger
Dannes ved at bølger slår opp i taket på røret; væsken blokkerer røret, bølgene slår seg sammen Korte slugger med høy frekvens Gassrate, væskerate, trykk, topografi bestemmer grad av slugging Trigger riserslugging Eksempel fra flerfaseanlegget på Tiller.

7 Ulemper med slugging Variasjoner i væskerate inn på 1. trinns separator Nivåsvingninger, dårlig separasjon, nedstengninger Trykkstøt, vibrasjoner og utmatting av utstyr Ratemålingsproblemer Variasjoner i gassrate Trykksvingninger Væskemedrivning i gassutløp Fakling

8 Metoder for å redusere og håndtere slugging
Design forandringer Øke prosesskapasitet, f.eks. størrelse på 1. trinn separator (kostbart) Slug Catcher (kostbart og plasskrevende) Øke hastighetene ved lavere rørdiameter Gassløft i riser-fot eller i brønn Operasjonelle forandringer og prosedyrer Forandre driftsbetingelser i rørledningen, f.eks. trykk/rate/GOR Struping topside: øker mottakstrykket, reduserer produksjon Optimalisere brønnproduksjon Pigging for å fjerne væske i gass/kondensat rørledninger Bruk av flyt-forbedrer (usikker effekt) Avansert regulering av mottaksanlegget for å begrense konsekvenser av slugging Modellbasert regulering (MPC) Sluggregulering der aktiv bruk av plattform strupeventil brukes til å Dempe og unngå slugging

9 Sluggregulering med enkel PI-regulator som stabiliserer bunntrykket
Reduserer sluggstørrelsen ved at den åpner ventilen i det sluggen bygger seg opp i riseren (trykkøkning) Trykksettpunktet velges så lavt som mulig uten at det slugger. Automatisk oppstart og nedstengning av enkeltbrønner uten at strupeventil må justeres manuelt. Brukes som reguleringsventil SP PIC MV Innløps- separator PT PT D Demper lange slugger

10 Sluggregulering med kaskaderegulator
Trykkregulator gir settpunkt til volumrateregulator Regulerer trykket på bunnramma Regulerer volumraten inn på anlegget (lineariserer ventil) SP SP PIC FIC Brukes som reguleringsventil MV MV FT Innløps- separator PT PT Demper lange riserslugger Demper også kortere slugger D

11 Sluggregulering med kaskaderegulator uten ratemåling
Ofte har vi ikke flerfase volumratemåling. Estimerer rate med forenklet ventillikning: Volumrate= Konstant*ventilposisjon*sqrt(difftrykk/tetthet). Difftrykk over ventilen måles med to trykktransmittere så nærme ventilen som mulig hhv. opp- og nedstrøms. Tetthet i flerfasestrømningen måles med gammadensitometer så nært ventilen som mulig. Trykkregulatoren kan styre ventilen direkte eller gi settpunkt til rateregulator i en kaskadekobling. SP SP PC FC MV MV DT P1 P2 PT D

12 Sluggregulering Heidrun Nordflanken
Simuleringer før oppstart indikerte slugging Forbedring av Olga og Petra Feltmålinger ved oppstart viste det samme Sluggregulering på D-linja startet opp 25/ med kraftig redusert slugging og mindre mottakstrykk. Sluggregulering på E-linja startet opp ca 1/10-01 med like stor suksess. Kontinuerlig sluggregulering siden oppstart. Brukes også når enkeltbrønner startes opp. Tverrfaglig samarbeid Stavanger/Trondheim D Elevation -355m 4700m

13 Sluggregulering Heidrun Nordflanken D-linja
Sluggregulering på D-linja har vært i kontinuerlig drift fra 25. april 2001 Trykksettpunkt ca. 38 bar på bunnramma Ankomsttrykk redusert fra 55 barg til 30 barg. Sluggregulering i drift 25.april Bunnrammetrykk softwaren ble satt i prøvedrift i begynnelsen av april og kontinuerlig drift 25. aprilreduserer sluggstørrelsen ved at den åpner choken i det sluggen bygger seg opp i riseren holder trykket i et området som min. sluggingen. Uten denne vil rateendringer gi trykkendring i rørlinja -> som kan gi tung slugging ank. trykket er redusert fra 55 barg til 30 barg. Tverrfaglig samarbeid- stavanger/trondheim kompetenseheving gjennom utfordrende oppgaver kunnskap inn i nye prosjekter forbedring av olga/petra nye prosjekter tetthetsmåling Feltdata D-linja 1. april- 2. mai o Bunnrammetrykk o Tetthet topp av riser

14 Riserslugg (terrengslugg) Heidrun D-linje
Trykk toppside oppstrøms choke Store trykkvariasjoner Periode ca. 17 minutter. Forsvinner ved struping topside Tetthet toppside

15 Sluggregulering Heidrun Nordflanken E-linja
gassrate væskerate Trykk før choke Ventilpådrag Tetthet topp av riser Trykk ved bunnramma Heidrun E-linje 4. oktober timers utsnitt (12:00-17:40). Sluggene dempes ved aktiv bruk av choke. Sluggene kommer tilbake når choken settes i manuell. Sluggregulering: mulighet for lavere ankomsttrykk.

16 Sluggregulering Heidrun Nordflanken E-linja
gassrate væskerate Trykk oppstrøms choke Ventilpådrag Tetthet topp av riser Bruker choken som reguleringsventil trykregulering på bunnramma holder trykket i et område som minimaliserer sluggingen hjelper sluggene opp blir mindre, hindrer kollaps og tung slugging (reduserer det røde området) styrer chokeposisjonen direkte eller gir settpunkt til rateregulatoren rateregulatoren holder jevn flow begrenser trykkøkningen i bakkant av sluggen hindrer tung slugging åpen løsning - programmert direkte inn i reguleringsystemet uten spesialhardware/ black box Trykk ved bunnramma Heidrun E-linje 4. oktober minutters utsnitt (17:10-17:25). Ventil i manuell Jevn slugging med ca 3 minutters periode.

17 Sluggregulering Heidrun Nordflanken E-linja
gassrate væskerate Trykk oppstrøms choke Ventilpådrag Tetthet topp av riser Bruker choken som reguleringsventil trykregulering på bunnramma holder trykket i et område som minimaliserer sluggingen hjelper sluggene opp blir mindre, hindrer kollaps og tung slugging (reduserer det røde området) styrer chokeposisjonen direkte eller gir settpunkt til rateregulatoren rateregulatoren holder jevn flow begrenser trykkøkningen i bakkant av sluggen hindrer tung slugging åpen løsning - programmert direkte inn i reguleringsystemet uten spesialhardware/ black box Trykk ved bunnramma Heidrun E-linje 4. oktober minutters utsnitt (15: :30). Ventil i auto. Sluggingen effektivt dempet.

18 Eksperimenter på flerfaseanlegget på Tiller 2001

19 Sluggregulering – Eksperimenter på Tiller
Trykk i bunnen av riser Ventilpådrag Tetthet i toppen av riser

20 Sluggregulering - eksperimenter på Tiller
Trykk i bunnen av riser Ventilpådrag Tetthet i toppen av riser

21 Tiller 2002

22 Tordis Sluggregulering
Installasjon på Gullfaks C sommeren/høsten 2002 Mål: redusere ankomsttrykket for å øke produksjonen hindre følgetripper ved tripp av en av Tordislinjene Metode: basisregulatorer bruker ventil aktivt til sluggdemping Nåverdi ca. 200 MNOK (Hydros estimat med 8 bar lavere ankomsttrykk) Investering ca. 7 MNOK softwaren ble satt i prøvedrift i begynnelsen av april og kontinuerlig drift 25. april reduserer sluggstørrelsen ved at den åpner choken i det sluggen bygger seg opp i riseren holder trykket i et området som min. sluggingen. Uten denne vil rateendringer gi trykkendring i rørlinja -> som kan gi tung slugging ank. trykket er redusert fra 55 barg til 30 barg. Tverrfaglig samarbeid- stavanger/trondheim kompetenseheving gjennom utfordrende oppgaver kunnskap inn i nye prosjekter forbedring av olga/petra nye prosjekter

23 Tordis A sluggregulering oversikt

24 Oppsummering Gode resultater oppnådd på Heidrun ved bruk av enkel PI-regulator som regulerer bunntrykket ved aktiv bruk av plattform strupeventil. Oppnår jevnere strømning ved lavere ankomsttrykk. Kan redusere mottakstrykk og dermed produsere mer fra hver brønn. Kortere slugger kan dempes ved å bruke en kaskaderegulator som regulerer volumraten gjennom ventilen i tillegg til bunntrykket. Flere prosjekter på gang: Tordis, Kristin. Samarbeid med Norsk Hydro om årets eksperimenter på Tiller. Ser for oss at dette blir en del av standard instrumentering på nye utbygginger. Krever minimalt med ekstra utstyr - evt bytte ventil, tilgang på trykkmåling fra bunnen og evt en tetthetsmåling på plattformen. Regulering legges inn i plattformens kontrollsystemløsning.


Laste ned ppt "Innhold Innledning Hva er slugging? Ulemper ved slugging"

Liknende presentasjoner


Annonser fra Google