De olie- en gasindustrie vertrouwt steeds meer op elektromagnetische stroommeters, 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 de industrie wordt tegelijkertijd geconfronteerd met toenemende beperkingen op het gebruik en de verwijdering.
Deze toenemende economische en ecologische druk hebben het belang van nauwkeurige en betrouwbare meting van de geproduceerde waterstroom in alle stadia vergroot – van winning en scheiding tot transport, behandeling en uiteindelijk hergebruik of verwijdering. Als gevolg hiervan 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.
Toenemende hoeveelheid geproduceerd water
De dramatische groei van de hoeveelheid geproduceerd water in Noord-Amerika volgt de algemene uitbreiding van de olie- en gaswinningsactiviteiten. Terwijl de mondiale vraag naar energie toeneemt, is de industrie voortdurend op zoek naar nieuwe reserves en past ze methoden toe om voorheen ontoegankelijke olie- en gasvelden te exploiteren.
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 verwerkt.
Een andere belangrijke factor die bijdraagt aan de toename is dat naarmate de velden volwassener worden, er meer water wordt geproduceerd voor elke gewonnen hoeveelheid olie of gas.
Veranderende perspectieven
Geproduceerd water werd voorheen gezien als een lastig bijproduct, maar begint nu erkend te worden als een cruciaal onderdeel van de industriële activiteiten. Deze veranderende kijk op geproduceerd water weerspiegelt deels een bredere verschuiving naar een duurzamere en circulaire economiebenadering binnen de olie- en gasindustrie.
Technologische vooruitgang maakt een efficiëntere 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 waterbestanddelen om te zetten in waardevolle producten of voor hergebruik in operationele processen.
In de Verenigde Staten en elders in de wereld streven federale, staats- of lokale overheden er steeds meer naar om het geproduceerde water effectief te beheren om de oppervlakte- en grondwatervoorraden te beschermen en tegelijkertijd aan de toekomstige vraag naar zoet water te voldoen. Door de hiërarchie van “Reduce, Recycle en Recycle” voor vervuilingspreventie na te streven, onderzoekt de industrie traditionele en innovatieve benaderingen, waaronder het hergebruiken 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 strikte 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 alle fasen essentieel. De hoeveelheden moeten op elkaar worden afgestemd om ervoor te zorgen dat er op geen enkel moment in het proces verliezen optreden. Deze zorgvuldige monitoring helpt de waterintegriteit en duurzaamheid gedurende de hele levenscyclus te behouden.
Bovendien is nauwkeurige debietmeting essentieel om de kosten te beheersen en een optimale operationele efficiëntie te garanderen. Dit is vooral duidelijk bij het transporteren en behandelen van geproduceerd water. Transport, vooral wanneer het per vrachtwagen wordt uitgevoerd, vertegenwoordigt aanzienlijke kosten en vereist een effectief stroombeheer. De behandeling van geproduceerd water, waarbij de cocktail van organische en anorganische verbindingen wordt verwijderd, vereist ook nauwkeurige stroommetingen om de kosteneffectiviteit en operationele efficiëntie te behouden.
Magmeters: Ideaal voor het meten van geproduceerd water
Het werkingsprincipe van elektromagnetische flowmeters maakt ze vanwege het zoute karakter van het water bijzonder geschikt voor flowmeting in productiewatertoepassingen in de olie- en gasindustrie.
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 effectief kunnen functioneren 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
Terwijl mechanische debietmeters van oudsher een gebruikelijke keuze zijn voor het meten van geproduceerd water, is er bij nieuwe installaties en reparatie-/vervangingsscenario’s een steeds snellere overgang naar elektromagnetische debietmeters.
Deze transitie wordt gemotiveerd door een aanzienlijk 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
Allereerst 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 nog steeds nauwkeurige metingen van de geproduceerde waterstroom leveren.
Ten tweede bieden elektromagnetische flowmeters een betere nauwkeurigheid vergeleken met hun mechanische tegenhangers. Mechanische flowmeters kunnen worden beïnvloed door de viscositeit van de vloeistoffen die ze meten, wat tot onnauwkeurigheden kan leiden. Aan de andere kant zijn elektromagnetische flowmeters onafhankelijk van vloeistofeigenschappen zoals viscositeit, temperatuur en druk, waardoor ze betrouwbaardere metingen opleveren.
Ten derde bieden magmeters aanzienlijk eenvoudiger onderhoud vergeleken met mechanische flowmeters. Dit laatste vergt frequent onderhoud, waaronder een jaarlijkse inspectie en periodieke verwijdering van de lijn. Interne componenten vereisen inspectie en vervanging en moeten vaak worden opgestuurd voor wederopbouw. De informatie die beschikbaar is in de magmeter kan ook periodiek worden gecontroleerd om de gebruiker te waarschuwen voor eventuele problemen, zoals slijtage van de elektrode of coating of zelfs een defect aan de voering onder extreme omstandigheden, zonder dat de meter buiten gebruik hoeft te worden gesteld.
Slimme meters
Elektronische en slimme functies
Het inherente elektronische karakter van Magmeters maakt de naadloze integratie mogelijk van essentiële, geavanceerde slimme functionaliteiten die verder gaan dan de mogelijkheden van mechanische flowmeters.
Lekdetectie. Geavanceerde lekdetectie is een belangrijke slimme functie van mag-meters die aanzienlijke waarde toevoegt ten opzichte van mechanische meters. Deze geavanceerde apparaten kunnen het debiet continu monitoren en afwijkingen 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, ervoor zorgen dat ze goed functioneren en onderhoudspersoneel waarschuwen voor eventuele afwijkingen. 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.
Dankzij deze proactiviteit kunnen operators problemen aanpakken voordat deze escaleren, waardoor kostbare downtime wordt vermeden en de algehele systeembetrouwbaarheid wordt verbeterd. Mechanische meters bieden dergelijke zichtbaarheid niet: als de aflezing onnauwkeurig lijkt, moet de hele meter voor onderhoud uit de lijn worden verwijderd.
Magmeters bieden niet alleen continue monitoring van de meterprestaties, maar volgen ook continu variaties in de kwaliteit van het water dat er doorheen 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 trends en patronen te identificeren. De integratie van magmeters met industriële Internet of Things (IoT)-platforms kan ook monitoring op afstand en geavanceerde data-analyse voor strategische besluitvorming vergemakkelijken.
Selectie van magmeter
Bij het meten van geproduceerd water is het belangrijk om er rekening mee te houden dat magmeters niet het enige type meter zijn dat nodig is. Hoewel magmeters 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 gebruik te maken van dezelfde elektronica om alle meters in uw portfolio te besturen. Met instrumentatie- en meetsystemen van één enkele leverancier kunnen operators vertrouwen op een naadloze integratie van alle componenten.
Ook is het raadzaam om een leverancier te kiezen die een compleet assortiment magmeters aanbiedt die aan al uw specifieke eisen kan voldoen. Zo is het bijvoorbeeld belangrijk om een leverancier te hebben wiens productassortiment onder meer hogedrukmagmeters omvat die speciaal zijn ontworpen voor injectieputten. Door rekening te houden met deze factoren kunt u de prestaties en efficiëntie 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 installatiebeperkingen 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 het geproduceerde water gedurende de hele levenscyclus efficiënter en effectiever kan worden beheerd. Door deze vooruitgang te omarmen kan de industrie omgaan met de economische en ecologische druk en tegelijkertijd duurzame waterbeheerpraktijken garanderen.
