De olie- en gasindustrie vertrouwt steeds meer op elektromagnetische debietmeters, algemeen bekend als magmeters, als een cruciaal instrument om de steeds groter wordende uitdagingen van het beheer van geproduceerd water aan te pakken – het water dat naar de oppervlakte wordt gebracht tijdens olie- en gaswinningsactiviteiten. Niet alleen neemt de hoeveelheid geproduceerd water toe, maar tegelijkertijd wordt de industrie geconfronteerd met toenemende beperkingen op het gebied van het gebruik en de verwijdering ervan.
Deze toenemende financiële en ecologische druk hebben het belang van nauwkeurige en betrouwbare meting van de geproduceerde waterstroom in elk stadium vergroot: van winning en scheiding tot transport, behandeling en uiteindelijk hergebruik of verwijdering. Als gevolg daarvan maakt de industrie een transitie door van conventionele mechanische meters naar intelligente elektromagnetische debietmeters, waardoor een efficiënter en effectiever beheer van geproduceerd water mogelijk wordt.
Stijgend volume geproduceerd water
De dramatische groei van het geproduceerde watervolume in Noord-Amerika volgt op de algehele expansie van de olie- en gaswinningsactiviteiten. Terwijl de mondiale vraag naar energie toeneemt, zoekt de industrie voortdurend naar nieuwe reserves en maakt zij gebruik van methoden om voorheen ontoegankelijke olie- en gasvelden aan te boren.
Winningsmethoden omvatten nu de exploitatie van onconventionele reserves zoals schalieformaties, waarbij vaak sprake is van hydraulisch breken of fracken. Dit proces vereist grote hoeveelheden water om het schaliegesteente te breken en koolwaterstoffen vrij te maken, wat leidt tot een aanzienlijke toename van de hoeveelheid water die na het extractieproces moet worden beheerd.
Een andere belangrijke factor die aan de stijging bijdraagt, is dat naarmate de velden volwassener worden, er meer water wordt geproduceerd voor elk gewonnen volume olie of gas.
Veranderende perspectieven
Geproduceerd water werd voorheen beschouwd als een lastig bijproduct, maar wordt nu erkend als een cruciaal onderdeel van de activiteiten van de industrie. Deze evoluerende kijk op geproduceerd water weerspiegelt gedeeltelijk een bredere verschuiving naar een duurzamere en circulaire economiebenadering binnen de olie- en gasindustrie.
Technologische vooruitgang maakt een effectievere behandeling en gebruik van geproduceerd water mogelijk, waardoor het mogelijk wordt getransformeerd van een kostenpost in een potentiële troef. Sommige bedrijven onderzoeken innovatieve manieren om de waterbestanddelen om te zetten in waardevolle producten of voor hergebruik in operationele processen.
In de VS en elders in de wereld proberen federale, staats- en lokale overheden steeds vaker het geproduceerde water effectief te beheren om de oppervlakte- en grondwaterbronnen veilig te stellen en tegelijkertijd de toekomstige vraag naar zoet water te verlichten. Door de hiërarchie van vervuilingspreventie van ‘Reduce, Reuse, and Recycle’ na te streven, onderzoekt de industrie traditionele en innovatieve benaderingen, waaronder het hergebruik van behandeld geproduceerd water voor irrigatie van niet-eetbare landbouw, zoals katoen- of biobrandstofgewassen.
Naast het beschermen van zoetwaterbronnen proberen toezichthouders seismiciteitsrisico’s te beperken door strenge productielimieten op te leggen en strikte monitoring en nauwkeurige metingen te eisen van het water dat wordt geïnjecteerd als onderdeel van het olie- en gaswinningsproces, aangezien is vastgesteld dat herinjectie van water druk kan uitoefenen op breuklijnen en mogelijk aardbevingen kan veroorzaken.
Zorgvuldige monitoring
Daarom is een nauwkeurige meting van water in elke fase van cruciaal belang. De hoeveelheden moeten op elkaar worden afgestemd om ervoor te zorgen dat er op geen enkel punt in het proces verlies optreedt. Deze nauwgezette monitoring helpt de waterintegriteit en duurzaamheid gedurende de hele levenscyclus te behouden.
Bovendien is nauwkeurige debietmeting essentieel voor het beheersen van de kosten en het garanderen van een optimale operationele efficiëntie. Dit is vooral duidelijk bij het transport en de behandeling van geproduceerd water. Transport, vooral als het per vrachtwagen wordt gedaan, vertegenwoordigt een aanzienlijke kostenpost en vereist effectief stroombeheer. De behandeling van geproduceerd water, waarbij de cocktail van organische en anorganische verbindingen wordt verwijderd, vereist ook nauwkeurige stroommetingen om de kostenefficiëntie en operationele effectiviteit te behouden.
Magmeters: Ideaal voor het meten van geproduceerd water
Het werkingsprincipe van elektromagnetische flowmeters maakt ze bijzonder geschikt voor flowmeting in geproduceerde watertoepassingen in de olie- en gasindustrie vanwege de zoute aard van het water.
Magmeters werken op basis van de wet van Faraday van elektromagnetische inductie, waarbij de geïnduceerde spanning recht evenredig is met de snelheid van de vloeistof, de sterkte van het magnetische veld en de lengte van de geleider. In een magmeter fungeert het zoute water als geleider. Omdat geproduceerd water een hoog zoutgehalte heeft, verbetert het de elektrische geleidbaarheid van het water, wat leidt tot zeer nauwkeurige metingen.
Bovendien zorgt het niet-intrusieve ontwerp van magmeters ervoor dat ze zelfs in corrosieve zoute wateromgevingen efficiënt kunnen werken, zonder degradatie te ervaren. Als gevolg hiervan bieden ze een kosteneffectieve en betrouwbare oplossing voor het beheren en monitoren van geproduceerde watersystemen.
Overgang van mechanische flowmeters
Hoewel mechanische debietmeters van oudsher een gebruikelijke keuze zijn voor het meten van geproduceerd water, vindt er bij nieuwe installaties en reparatie-/vervangingsscenario’s een steeds snellere overgang naar elektromagnetische debietmeters plaats.
Deze transitie wordt gemotiveerd door een sterk verbeterde nauwkeurigheid, betrouwbaarheid, levensduur en onderhoudsgemak. Bovendien bieden elektromagnetische flowmeters extra mogelijkheden, zoals online diagnostiek en gegevensverzameling, waardoor ze een aantrekkelijke keuze zijn. Door hun nauwkeurigheid en betrouwbaarheid kunnen ze ook worden ingezet voor lekdetectie.
Nauwkeurigheid, betrouwbaarheid en onderhoudsgemak
Eerst en vooral zijn elektromagnetische flowmeters volledig elektronisch, waardoor er geen bewegende delen nodig zijn. Dit maakt ze veel robuuster en minder gevoelig voor slijtage, waardoor de noodzaak voor frequent onderhoud en vervanging afneemt. Hierdoor hebben ze een uitzonderlijk lange levensduur. Krohne beschikt over magmeters die al meer dan 25 jaar in gebruik zijn en die nog steeds nauwkeurige stroommetingen van het geproduceerde water leveren.
Ten tweede bieden elektromagnetische flowmeters een betere nauwkeurigheid vergeleken met hun mechanische tegenhangers. Mechanische debietmeters kunnen worden beïnvloed door de viscositeit van de vloeistoffen die ze meten, wat tot onnauwkeurigheden kan leiden. Aan de andere kant zijn elektromagnetische debietmeters onafhankelijk van vloeistofeigenschappen zoals viscositeit, temperatuur en druk, waardoor ze betrouwbaardere metingen bieden.
Ten derde bieden magmeters aanzienlijk eenvoudiger onderhoud vergeleken met mechanische flowmeters. Deze laatste vereisen frequent onderhoud, inclusief een jaarlijkse controle en periodieke verwijdering van de lijn. Interne componenten vereisen inspectie en vervanging en moeten vaak worden opgestuurd voor wederopbouw. De beschikbare informatie in de magmeter kan ook periodiek worden gemonitord om de gebruiker te waarschuwen voor mogelijke problemen, zoals slijtage of coating van de elektrode of zelfs een degradatie van de voering onder extreme omstandigheden, zonder dat de meter buiten gebruik hoeft te worden gesteld.
Slimme meters
Elektronische en slimme mogelijkheden
Het intrinsieke elektronische karakter van magmeters maakt de naadloze integratie mogelijk van essentiële, baanbrekende slimme functionaliteiten die de mogelijkheden van mechanische flowmeters te boven gaan.
Lekdetectie. Geavanceerde lekdetectie is een belangrijke slimme functie van magneetmeters die aanzienlijke waarde toevoegt ten opzichte van mechanische meters. Deze geavanceerde apparaten zijn in staat om continu het debiet te monitoren en discrepanties te identificeren, die op een lek in het systeem kunnen duiden. Door dit te doen kunnen magmeters operators waarschuwen voor zelfs kleine lekken die misschien onopgemerkt blijven met minder gevoelige apparaten. Bovendien kunnen de magmeters, in combinatie met een relatief eenvoudig massabalanssysteem, ook informatie verschaffen over de locatie, omvang en ernst van het lek, waardoor snel actie kan worden ondernomen wanneer dat nodig is en valse alarmen worden vermeden die hulpbronnen verspillen.
Online diagnostiek. Deze intelligente apparaten kunnen zichzelf controleren en operationele statusupdates bieden, waardoor ze ervoor zorgen dat ze correct functioneren en onderhoudspersoneel op de hoogte worden gebracht van eventuele onregelmatigheden. De online diagnostiek voert gezondheidscontroles uit op de meter, detecteert problemen zoals vervuiling van de elektrode en vervorming van de voering en zorgt voor nauwkeurigheid binnen de fabrieksspecificaties.
Deze proactiviteit stelt operators in staat problemen aan te pakken voordat ze escaleren, waardoor kostbare downtime wordt vermeden en de algehele systeembetrouwbaarheid wordt verbeterd. Mechanische meters bieden dit inzicht niet: als de aflezing onnauwkeurig lijkt, moet de hele meter voor onderhoud uit de lijn worden verwijderd.
Magmeters zorgen niet alleen voor een continue monitoring van de prestaties van de meter, maar volgen ook voortdurend variaties in de kwaliteit van het water dat erdoorheen stroomt, inclusief de geleidbaarheid van het water.
Gegevensverzameling en analyse. Mechanische meters geven doorgaans alleen debietmetingen weer, maar elektronische magmeters kunnen in de loop van de tijd een schat aan gegevens registreren en opslaan. Deze informatie kan worden gebruikt voor gedetailleerde analyse, het optimaliseren van de systeemprestaties en het verbeteren van het resourcebeheer door middel van het identificeren van trends en patronen. De integratie van magmeters met industriële Internet of Things (IoT)-platforms kan ook monitoring op afstand en geavanceerde data-analyse voor strategische besluitvorming vergemakkelijken.
Een magmeter selecteren
Bij het meten van geproduceerd water is het belangrijk om te bedenken dat magmeters niet het enige type meter zijn dat nodig is. Hoewel magmeters zeer geschikt zijn voor waterleidingen, zijn Coriolis-meters ideaaler voor olieleidingen, en worden ultrasone of Coriolis-meters vaak gebruikt voor gasleidingen. Om efficiëntie te garanderen en redundantie, incompatibiliteit en trainingsproblemen te voorkomen, is het verstandig om voor een geïntegreerde aanpak te kiezen door dezelfde elektronica te gebruiken om alle meters in uw portfolio te beheren. Met instrumentatie- en meetsystemen van één enkele leverancier kunnen operators vertrouwen op een naadloze integratie van alle componenten.
Op dezelfde manier is het raadzaam om een leverancier te selecteren die een volledig assortiment magmeters aanbiedt die aan al uw specifieke eisen kunnen voldoen. Het is bijvoorbeeld belangrijk om een leverancier te hebben wiens productassortiment hogedrukmagmeters omvat die speciaal zijn ontworpen voor injectieputten. Door rekening te houden met deze factoren kunt u de prestaties en effectiviteit van uw meetsystemen optimaliseren.
Ik kijk vooruit
Kortom, de olie- en gasindustrie wendt zich tot magmeters als een essentiële oplossing om de toenemende uitdagingen van het beheer van geproduceerd water aan te pakken. Met de toename van het volume en de toenemende beperkingen op het gebruik en de afvoer ervan, is een nauwkeurige en betrouwbare meting van de geproduceerde waterstroom van het allergrootste belang.
Dit heeft geleid tot een transitie van conventionele mechanische meters naar intelligente elektromagnetische debietmeters, waardoor een efficiënter en effectiever beheer van geproduceerd water gedurende de hele levenscyclus mogelijk wordt. Door deze ontwikkelingen te omarmen kan de industrie omgaan met de financiële en ecologische druk en tegelijkertijd duurzame praktijken op het gebied van waterbeheer garanderen.
