Multiphase flowmetingen

Bij multiphase flowmetingen is de uitdaging om een mengsel van gassen en vloeistoffen te meten. Dat is het geval bij de explotatie van oliebronnen. Naast olie komen ook gas en water naar boven. Om het debiet van dit olie-gas-water-mengsel te meten wordt een multiphase flowmeter (MPFM) ingezet.

Waarom wordt direct op een oliebron flow gemeten?

Bij de explotatie van oliebronnen komt vrijwel altijd ook gas en water naar boven. Dat heeft te maken met de aardlagen waarin de olie zich bevindt. Als er te diep geboord wordt komt er water naar boven en als er te hoog geboord wordt gas opgepompt. Het aandeel water en gas geeft oliemaatschappijen informatie waarmee ze de exploitatie van de bron kunnen sturen. Het geeft aan of er een nieuwe boring moet plaatsvinden en over de hoeveelheid olie zich nog in het veld bevindt.
Op een boorplatform wordt het water en gas van de olie gescheiden door zogeheten seperators. Maar direct op de bron wil men de verhouding water-olie-gas meten. Dat heet multhiphase wellhead flowmeting.

Verschillende soorten multiphase flowmeters

In de afgelopen decennia zijn er verschillende uitvoeringen van multiphase flowmeters ontwikkeld. Soms lijkt zo'n flowmeter op een separator waarbij eerst de diverse fasen gescheiden worden, vervolgens individueel worden gemeten en dan weer bijeen worden gevoegd. Andere instrumenten gebruiken verschillende technieken, waaronder dichtheidsmetingen met behulp van nucleaire straling, alhoewel die steeds minder gebruikt worden. Welke uitvoering het meest geschikt is hangt doorgaans van de applicatie af. Multiphase flowmeters worden steeds compacter en er zijn ook uitvoeringen die geschikt zijn voor subsea installatie.

Venturi verschildruk flowmeters voor wellheads

Het scheiden van de fasen voordat ze apart gemeten worden heeft een aantal nadelen, onder meer de complexiteit van dit type flowmeter. Daarom zijn er tegenwoordig ook wellhead flowmeters in uitvoeringen die gebaseerd zijn op een verticaal opgestelde venturi verschildruk flowmeter. Daarin zijn dan dubbel uitgevoerde sensoren aangebracht die de geleidbaarheid en capaciteit van het medium meten. Het olie-gas-water-mengsel passeert eerst de onderste ring met sensoren en vervolgens de bovenste. De beide meetsignalen, waar variaties in zitten, wordt middels autocorrelatie technieken met elkaar vergeleken, waarna de snelheid van het mengsel wordt bepaald.

Verrassend genoeg is de venturi niet bedoeld voor de debietmeting, maar om de dichtheid van het mengsel terug te rekenen. In sommige gevallen kan men dan voorkomen dat radio-actieve bronnen gebruikt dienen te worden.