Validering av våtgassytelse

Abstract

En trykkøkning vil gi gassreservoar økt produksjonsrate eller forlenget levetid, i noen tilfeller også begge deler. Subsea-kompresjon kan være et kostnadseffektivt alternativ til å installere kompresjonen ombord på et flytende produksjonsfartøy. Ved å kunne installere kompressoren direkte på brønnstrømmen istedenfor å installere separator, pumpe og kompressor blir anlegget betydelig mindre komplisert og dermed også mer driftssikkert. For at en kompressor skal kunne installeres direkte på brønnstrømmen må den for visse reservoarer håndtere noe væske i gass-strømmen, altså kreves de i slike tilfeller en våtgasskompressor.For å beregne ytelsen til en kompressor brukes blant annet temperaturer. Siden temperaturøkningen gjennom en våtgasskompressor ikke nødvendigvis er så stor, vil det være strenge krav til målenøyaktighet. I denne oppgaven er det presentert fem forskjellige teknologier som kan anvendes for å måle temperatur i våtgass. Det er konkludert med at termistorer vil være best egnet til målinger hvor gass- og væske fasen er i termisk likevekt, mens termoelementer vil være egnet for målinger hvor fasene ikke er i termisk likvekt.For forhold hvor det ikke er termisk likevekt må det opprettes rutiner for hvordan fasetemperaturene kan måles uavhengig av hverandre. Som en start i dette arbeidet er det i denne oppgaven prosjektert en testrigg som skal kunne teste ut forskjellige temperatursensorer og måleteknikker. Testriggen legger opp til å gi resultater som skal kunne brukes til å utbedre eksperimentene utført ved NTNUs testrigg for våtgasskompresjon.<> er en beregningsmodell som har vist seg å være tilfredsstillende for ytelsesberegninger av våtgasskompressorer. Modellen er implementert i Hysys under navnet <>. Denne oppgaven validere <> opp imot forventede resultater og en egenutviklet <>-implementasjon. Resultatene viser blant annet at <> vil falle tilbake på Schultz' metode for beregninger hvor polytropisk virkningsgrad ikke er kjent. Det kommer også klart frem at <> ikke er en implementert etter Huntingtons artikkel, slik som AspenTech hevder.God forståelse for hvordan våtgasskompresjon skiller seg fra kompresjon av tørrgass er viktig for å kunne utvikle et solid konsept for våtgasskompressorer. Det er undersøkt hvilken effekt tyngre hydrokarboner og endrede driftsforhold vil ha på kompresjonsbanen, da spesielt i forhold som ligger i våtgassområdet. Det er vist at selv små endringer av de tyngste hydrokarbonene (1% molfraksjon) vil endre kompresjonsforholdene mye, for visse forhold kan dette avgjøre om kompresjonen ligger i våtgass- eller tørrgassområdet. Det er også vist at volumet vil øke når væske går over til gass, dette gir problemer for flerstegsmaskiner hvor utløpstilstanden fra et steg må samsvare med innløpstilstanden til neste.