(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロセス流体流量システムであって：
入力と、出力と、入力および出力の間に配設された複数の流体回路と；
複数の流体回路のうちの第一の流体回路または第二の流体回路のいずれかを通るように選択可能にプロセス流体を流すように配設され、通常の産出時には第一の流体回路に、プロセス流体の隔離時には第二の流体回路にプロセス流体を流す、少なくとも一つの弁と；
入力および出力の間に動作可能に挿入され、システムを流れる総流量を測定するように構成されるプロセス流体流量測定装置と；
第二の流体回路の中に配設され、プロセス流体を時間と共に重力でプロセス流体の不混和性成分に分離させるように配置され、既知の内部体積を有する分離器と；
分離器内の界面の高さを測定するように配設されたレベル測定装置と；
少なくとも一つの弁と、プロセス流体流量測定装置と、レベル測定装置とに結合され、プロセス流体流量測定装置からの総プロセス流体流量情報を、レベル測定装置からの測定された高さ情報と組み合わせてプロセス流体の少なくとも一つの不混和性成分についての比率流量を提供するように構成されるコントローラと、
を含むシステム。
【請求項２】
少なくとも一つの弁が、協働して第一の流体回路または第二の流体回路のいずれかを通るように選択可能にプロセス流体流動全体を流すことを提供するように複数の弁を包含する、請求項１記載のシステム。
【請求項３】
コントローラが少なくとも一つの弁の稼動を制御して、プロセス流体を定期的に第一の流体回路または第二の流体回路のいずれかを通るように流す、請求項１記載のシステム。
【請求項４】
プロセス流体流量測定装置が、プロセス流体が流れるベンチュリ管に動作可能に結合された差圧伝送器を包含する、請求項１記載のシステム。
【請求項５】
プロセス流体の温度を測定し、その表示を差圧伝送器に提供するように配設されたプロセス流体温度センサをさらに含む、請求項４記載のシステム。
【請求項６】
分離器上の一対の圧力タップに結合された差圧伝送器をさらに含む、請求項１記載のシステム。
【請求項７】
少なくとも一つの弁がボール弁である、請求項１記載のシステム。
【請求項８】
コントローラが、プロセス流体の不混和性成分が最終的に分離する前に、界面の高さの測定に基づいて最終的な分離の高さを推定するように構成される、請求項１記載のシステム。
【請求項９】
推定が一次指数関数に基づく、請求項８記載のシステム。
【請求項１０】
指数関数の少なくとも一つのパラメータが経験的に判定される、請求項９記載のシステム。
【請求項１１】
指数関数の少なくとも一つのパラメータが一次指数時定数を包含する、請求項１０記載のシステム。
【請求項１２】
一次指数時定数の変化がプロセス流体流動の診断として提供される、請求項１１記載のシステム。
【請求項１３】
レベル測定装置が導波レーダーレベル測定伝送器である、請求項１記載のシステム。
【請求項１４】
プロセス流体流量を測定する方法であって：
プロセス流体の一部分を通常の流動から隔離する工程と；
隔離した部分を重力で少なくともいくらかの程度分離させる工程と；
分離し、隔離した部分中のプロセス流体の不混和性成分の相対比率を測定する工程と；
総プロセス流体流量を測定し、総流量情報を測定された相対比率情報と組み合わせて、プロセス流体の少なくとも一つの不混和性成分についての比率流量情報を提供する工程と、
を含む方法。
【請求項１５】
隔離した部分が主要なプロセス流体流動から分割される、請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
分離が実際に完了する前に、比率流量情報が最終的な分離の推定に基づいて提供される、請求項１４記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
背景
【０００２】
油井が石油を産出する場合、望ましくない成分、例えば、水を産出することがある。大量の石油を産出している油井の場合は、石油、ガス、水および／または他の物質の相対的な比率を継続的に測定するための高価で複雑な装置に投資することが確かに正当化される。そのような装置の一つは、核濃度測定を使用して、石油、水、ガスおよび／または他の物質の相対量を継続的に監視することができる多相流量計を提供する。しかし、核濃度測定に基づく多相流量計は、１つの設置ごとに１０万ドルもの費用がかかる。この費用は、高いものの、産出体積が著しい油井では容易に正当化される。
【０００３】
油井は、その耐用寿命の終わりに近づくと、著しい量の石油／水／ガスの三相混合物を産出し始める。さらには、そのような油井は、産出能力が落ちるため、油井を管理するための著しい設備投資が常に実現可能とは限らない。例えば、核濃度測定を用いた多相流量計を継続して使用することは、多くの場合、正当化されない。しかし、より高くなる運営費用を鑑みて、減退する油井を単に放棄することも、石油の残分量を油井中に放置することになるため、好ましくない。
【０００４】
核濃度測定に基づく多相流量計を正当化するために充分な体積の石油を産出しない油井に、新たな多相流量計の解決策を提供することができれば、石油回収の技術分野において有益であろう。そのような多相流量計を提供すれば、高産出の油井に伴う高い運営費用なしに、油井の耐用寿命を延ばすことができる。
【０００５】
概要
【０００６】
入力と、出力と、入力及び出力の間に配設された複数の流体回路とを有する、プロセス流体流量システムが提供される。少なくとも一つの弁が配設されて、複数の流体回路のうち第一の流体回路または第二の流体回路のいずれかを通るように選択可能にプロセス流体を流す。プロセス流体は、通常の産出時には第一の流体回路を流れ、プロセス流体の隔離時には第二の流体回路を流れる。プロセス流体流量測定装置は、入力及び出力の間に動作可能に挿入され、システムを流れる総流量を測定するように構成される。分離器は、第二の流体回路の中に配設され、プロセス流体を時間と共に重力でプロセス流体の不混和性成分に分離させるように配置され、既知の内部体積を有する。好ましくは、導波レーダーレベル測定装置が配設され、分離器内の界面の高さを測定する。コントローラは、少なくとも一つの弁と、プロセス流体流量測定システムと、導波レーダーレベル測定装置とに結合される。コントローラは、プロセス流体流量測定装置からの総プロセス流体流量情報を、導波レベル測定装置からの測定された高さ情報と組み合わせてプロセス流体の少なくとも一つの不混和性成分についての比率流量を提供するように構成される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の態様に従う、バッチ式分離を使用する多相流量計の概略図である。
【図２】本発明の態様に従う、その最上部端部に導波レーダーレベル伝送器が取り付けられたカラムの概略図である。
【図３】本発明の態様に従う、コントローラに結合された流量測定システムを例示する概略図である。
【図４】本発明のもう一つの態様に従う、バッチ式分離を使用する多相流量計の概略図である。
【図５】本発明の態様に従う、分離の高さを推定するために有効な一次指数関数を例示するグラフである。
【図６】図５に示すものと同じデータセットについての瞬間的な傾き対経過時間のグラフを例示する。
【図７】本発明の態様に従う、一次時定数を判定する片対数線形回帰の直線関係を例示する。
【０００８】
例示的態様の詳細な説明
【０００９】
本発明の態様は、一般的に、小さい分量の実際の油井流動を産出流動から隔離し、隔離したサンプル体積をいくらかの程度沈降させて、石油、ガスおよび／または水の相対的割合に関する測定および／または推測できるようにするという発想から生まれたものである。そのような技法は、核濃度測定を使用する多相流量計の最新のリアルタイム出力はもたらさないが、著しく少ない経費で実行可能な解決策を提供する。一つの態様では、＋／−１０％未満の全誤差でガス、石油および水の量を正確に判定できる装置が提供され、含水率が８０％を超える条件で作動することが可能であった。さらには、多相流量計は、温度が２００oＦ周辺、圧力が最高で１５，０００psiの領域で機能することが可能であった。また、設計は、最小限の人間の介在および製造費用を要し、従来の核濃度測定技術を使用した多相流量計の費用の約１／５の費用で提供することが可能であった。
【００１０】
特定の一つの態様では、装置は、全流動から混合物のサンプルを取り込み、そのサンプルを自然に沈降させる。この技法は、最も迅速な解決策ではないが、正確で信頼性が高い。この特定の課題については、精度および信頼性が測定の頻度よりも重要である。
【００１１】
図１は、本発明の態様に従う、バッチ式分離を使用する多相流量計の概略図である。システム１００は、多相流体がベンチュリ管１０４に流れ込む入口１０２を包含する。一対のインパルスパイプまたは圧力タップが、ベンチュリ管に沿った二つの場所における圧力を、符号１０６に例示される差圧伝送器、例えば、商品名3051SMVで販売されるミネソタ州チャナッセンのEmerson Process Managementから入手可能な差圧伝送器に伝達する。差圧伝送器１０６は、差圧の値を計算し、その値がベンチュリ管の形状寸法に基づいて流体流量に関係付けられる。流量値は、プロセスループ接続１０８を介して外部装置に伝達される。差圧伝送器１０６は、場所１１４におけるプロセス流体の温度を測定するために配設された温度センサ１１２に電気的に結合されるポート１１０を介して温度センサにも結合される。流体流量を知ることおよびプロセス流体の温度により、差圧伝送器１０６は、全プロセス流体の質量流量を提供することができる。
【００１２】
システム１００は、協働してプロセス流体を二つの可能な経路の一つを通じて選択的に伝達する一対のボール弁１２０、１２２を包含する。好ましくは、ボール弁１２０は、入口１２４から、出口１２６または出口１２８のいずれかを通じてプロセス流体を選択的に伝達することができる、市販されている三方ボール弁である。好ましくは、ボール弁１２２は、入口１３０と出口１３２の間で単に流動を遮断または通過させる二方ボール弁である。通常の稼動時、ボール弁１２０は、入口１２４から出口１２６にプロセス流体を伝達するよう、コマンドを受け、したがって、プロセス流体をパイプ１３４、１３６および出口１３８を通して通過させる。好適に操作されると、弁１２０および１２２は、パイプ１３４および１３６を包含する回路ではなく、サンプルカラム１４０を通るよう、協働して流動を迂回させる。ひとたびカラム１４０を通る十分な流動が発生すると、弁１２０および１２２は、通常の流動経路を通るように流動を戻すよう、再びコマンドを受ける。これが発生すると、カラム１４０を流れていた一定量のプロセス流体は、カラム１４０の中に単に保持される。好ましくは、弁１２０、１２２の稼動は、好適な電子装置、例えば、プログラマブルロジックコントローラで制御されるタイマに基づく。しかし、任意の好適な周期で、または任意の好適なプロセス情報に応答してサンプルを取得するために、入力信号のための任意の好適な事象を引き起こして弁１２０、１２２を稼動させることができる。
【００１３】
流動がないと、重力の影響で、異なるプロセス流体要素が各自の比重により徐々に分離する。例えば、ガス、石油および水のすべてが流体流動中に存在する場合、ガスが自然に最上部に沈降し、石油が中央に沈降し、水が最下部に沈降する。個々の流体のこの沈降の挙動は、流体がカラム１４０内で最上部から最下部に移動するにつれ、各相の誘電率の値が最も小さいものから最も大きいものへと発生して好都合に沈降する点で有利である。これは、導波レーダーレベル装置、例えば、Model 5300 Series Guided Wave Radarの商品名で販売される、Emerson Process Managementから入手可能なレベル伝送器に利便な応用例を提供する。好ましくは、導波レーダーレベル伝送器は、カラム１４０の上方に配設され、導波レーダーをカラム１４０内に誘導するように構成される。さらには、カラム１４０のサイズは、レーダーレベル伝送器１４４の仕様に基づいて選択される。符号１４４で例示するレーダーレベル伝送器は、先に挙げたものを包含する、任意の好適な導波レーダーレベル装置であることができる。個々の流体の界面を検出できるのであれば、他のレベル測定装置を使用することができる。伝送器１４４は、好適な装置、例えば、プログラマブルロジックコントローラまたは演算装置に結合されてカラム１４０内のプロセス流体界面（二つの分離した流体、例えば、石油と水の間の境界）の高さについての情報を提供する、プロセス通信ループ出力１４６を有する。カラム１４０の内部体積に対する先験的情報を使用して、プロセス流体界面の相対的な高さの情報を測定および／または外挿して、プロセス流体の個々の成分の相対的比率体積を演算することができる。導波レーダーレベル伝送器は、プロセス媒体の中に沈められたプローブ（図示せず）に導かれる低電力ナノ秒マイクロ波パルスを用いる。異なる誘電率を持つ媒体にマイクロ波パルスが到達すると、エネルギーの一部は、反射されて伝送器に戻る。伝送器は、最初の反射の残留波を使用して界面レベルを測定する。上部の生成物表面で反射されなかった波の一部は、下部の生成物表面で反射するまで継続する。この波の速さは、上部生成物の誘電率に全面的に依存する。伝送されたパルスと反射されたパルスとの時間差は、距離に変換され、その後、総レベルまたは界面レベルが計算される。反射強度は、生成物の誘電率に依存し；誘電率値が高いほど反射が強くなる。
【００１４】
導波レーダーレベル技術は、高度に正確で信頼性の高い直接的なレベル測定を提供し、変化するプロセス条件、例えば、密度、導電率、粘度、ｐＨ、温度、圧力、流体の色、混合物中の不純物などについて補償を必要としない。従来の技法、例えば、核濃度測定を上回る、導波レーダーレベル技法を用いることのもう一つの効果は、そのような技法が放射性物質に依拠せず、または、相分離が部分的であるためにより大きな誤差が装置に生じやすくなる誘起分離技法の使用を要さないことである。
【００１５】
図１に例示するように、好ましくは、システム１００は、ポート１５２、１５４間の差圧を感知する第二の差圧伝送器１５０も用いる。感知された差圧は、カラム１４０内の動水圧の表示、したがって、カラム１４０内のプロセス流体のレベルの表示を提供する。この差圧の測定は、カラム１４０内に捕捉された流体の全嵩密度の測定を提供する。本質において、既知の体積のカラム１４０内の既知の長さの流体にわたって静水頭を測定することにより、流体嵩密度に対する表示が提供される。
【００１６】
図２は、その最上部端部に導波レーダーレベル伝送器１４４が取り付けられたカラム１４０の概略図である。好ましくは、カラム１４０は、充分な距離の遷移ゾーン１６２に結合されるＴ字継手１６０に結合され、登録できる信号を受け取る前に伝送器自体を較正する最小限の信号を送出するために十分な時間を導波レーダーレベル伝送器に許す。本発明の一つの態様に従うと、遷移ゾーンは、ポリテトラフルオルエチレンで作られた１０インチの長さの遷移ゾーンである。図２にさらに例示するように、Ｔ１６０の最下部の部分１６４から最上部１６６までの体積は約４００立法インチである。ひとたびプロセス流体サンプルがカラム１４０の中に伝達されると、プロセス流体サンプルは、時間と共に自然に沈降し、導波レーダーレベル伝送器１４４がサンプルの組成を判定するために必要とされる界面の場所を判定する。円筒の内部直径が既知であり；分離した物質のそれぞれの高さが測定され；サンプル室の全高さが既知であるため、体積濃度の計算は、比較的容易に提供される。
【００１７】
図３は、本発明の一つの態様に従う、コントローラ２００に結合されたシステム１００を例示する概略図である。好ましくは、コントローラ２００は、プログラマブルロジックコントローラ、例えば、Emerson Process Managementから入手可能な商品名ControlWave MICRO Programmable Logic Controller (PLC)として入手可能なものである。レーダーレベル伝送器１４４、差圧伝送器１０６および１５０は、コントローラ２００に結合される。加えて、各弁１２０、１２２はそれぞれ、それぞれの単極双投１２０ＶＡＣリレー２０２、２０４に結合される。同じく、各リレー２０２、２０４は、コントローラ２００からの制御出力に結合される。それゆえに、コントローラ２００は、パイプ１３４、１３６またはカラム１４０を通るように選択的に流動を誘導することが可能である。したがって、コントローラ２００は、自身の内部クロックまたは何らかの他の好適な事象を介して弁を制御する役割を担い、導波レーダーレベル伝送器１４４および差圧多変数伝送器１０６、１５０から得る測定を記録する役割も担う。さらには、差圧伝送器１０６、１５０およびレーダーレベル伝送器１４４との通信を通じて、コントローラ２００は、カラム１４０内に保持されている成分の体積比率を判定することができ、そうして知った体積比率を伝送器１０６から提供される流量と組み合わせて、システム中を流れる個々の成分の体積流量の推定を提供することができる。
【００１８】
図３には、ベンチュリ管１０４の上流と下流の両方にコンディショニング路２１０、２１２が提供された追加的機構も例示する。好ましくは、各コンディショニング路は、少なくともその直径の約２０倍の長さを有する。
【００１９】
図４は、本発明のもう一つの態様に従うバッチ式分離を使用する多相流量計の概略図である。具体的には、図４に例示する態様は、プロセス流体の流動全体が分離経路を通るように誘導されるのではなく、本質的には、ある体積の流動を主要流動から分割し、隔離して、続いて、沈降させる点が図１〜図３に例示する態様と異なる。この態様は、追加的な機器、例えば、サンプリング室からサンプルを取り出すために要するポンプまたはピストンを要するであろう。残りの設計は、ごく同様である。
【００２０】
図１〜図３に関して例示する態様は、従来の多相流体流量測定の解決策を上回る数々の効果を提供する。具体的には、流動全体がサンプル室（カラム１４０）に取り込まれ、それにより、代表的でないサンプルを取り込んでしまうという問題がないことが確実になる。さらには、最終的な示度は、パイプが搬送しているものの正確な代表となる。個々の層の誘電性が低い方から高い順に最上部から最下部に配置される限り、導波レーダーレベル伝送器は、温度、粘度、流体の色、不純物などとは無関係に、異なる相を区別することができる。図１〜図４に関して例示する態様の機構は、継続的な組成データを獲得するのではなく、複数種のサンプルの組成を正確に測定することにより油井の組成の移動平均を作成する。条件が急速に変化することができる油田の場合、このバッチ式測定方式では、組成を継続的に測定する先行技術の手法よりも、本発明の態様は正確ではない。しかし、油井の含水率が短時間では劇的に変化しないため、本発明の態様で生じる誤差は、１０％を優に下回る。その上、他の種類の多相質量流量計は、異なる組成、例えば、高い含水率または高い含ガス率の混合物に対しては問題を有することがある。本発明の態様は、どの種類の混合物に対してもそのような問題を有さず、ガス／石油／水の任意種類の組成を正確に測定する。最後に、本発明の態様は、非常に単純かつ妥当な価格のシステムを提供する。継続的な組成測定のための多数の技術的解決策が入手可能であるが、それらは、多くの場合、誤差を１％に近づけるために、極めて複雑および／または高価である。しかし、減退する油井の管理には、そのような低い誤差を当然とすることはできない。
【００２１】
本発明の態様の潜在的な制約の一つが多相体積流量のリアルタイム表示の欠如であるとの認識から、本発明の態様は、一次運動重み式の外挿によって平衡相間レベル位置を推定する技法も包含する。これらの技法を通じて、本発明の態様に従う多相流量計の応答時間を速めることが可能となった。さらには、層が完全に相分離する前に導波レーダー室中の最終的な平衡相間レベル位置を推定することが可能となった。
【００２２】
以下に挙げる技法は、層の相分離がまだ進行している間に、未処理の界面レベル位置データを一次指数関数に回帰する計算手順を解説する。ひとたび指数関数のパラメータが判定されると、完全な相分離の発生を待たずに、元の混合物中の石油、水およびガスの体積比率を計算することができる。
【００２３】
これらの計算技法は、非定常状態の接続が一次指数に準拠するという予測が石油／水およびガス／石油の分離の物理的特性によって導かれるという理論に基づく。数式１は、提案される指数関数を提供する。
【数１】
0005560370.tif 000002
ここで、
ｔ＝混合物の層分離が始まってからの経過時間；
ｋ＝一次指数時定数；
Ｌｔ＝経過時間ｔにおける界面レベル；
Ｌ０＝経過時間ｔ＝０における界面レベル；
Ｌ∞＝経過時間ｔ＝∞における最終的な平衡界面レベル；
ΔＬ＝経過時間ｔ＝∞における界面レベルの総変化→ΔＬ＝Ｌ∞−Ｌ０
である。
【００２４】
混合物中の石油、水およびガスの体積比率を計算するために、石油／水の界面およびガス／石油の界面のレベルの最終的な位置を要する。導波レーダーレベル伝送器１４４は、混合物の相が分離するにつれ、両界面位置を継続的に測定する。好ましくは、プログラマブルロジックコントローラ２００は、タイムスタンプで界面レベルデータを長くログ記録し、経過時間が既知となるようにする。しかし、実際、時定数も最終的な界面レベルも既知ではない。図５に、以下のパラメータの弁の場合に数式（１）がどのようになるかの例を例示する：
ｋ＝１．２５時間；
Ｌ０＝０．７５インチ；
Ｌ∞＝２．７５インチ。
図５は、１時定数の経過後、界面レベルが、無限量の時間の経過を許す場合に発生するであろう総変化の６３．２％変化したことを例示する。同様に、２時定数の経過後、界面レベルは、総変化の８６．５％変化した。界面レベルは、時間が無限になるにつれ、漸近的にその最終値に近づく。経過時定数に換算して表すと、界面レベルは、表１に示すようにその最終値に近づく。
【表１】
0005560370.tif 000003
見てとれるように、５時定数の経過後、界面レベルは最終値の９９．３にあり、その後はさらなる変化が緩慢に発生する。
【００２５】
分析を速めるために、混合物の相分離が始まった後可能な限り直ちに最終的な界面レベル位置の良好な推定をすることが望ましい。データを一次指数運動モデルに回帰し、そのモデルがデータに良好に合致すると仮定することにより、混合物が完全に相分離するのを待たずに最終的な界面レベルを予測することができる。その後、それらの最終的な界面レベル位置を使用して、元の混合物中の石油、水およびガスの比率の体積比率を計算することができる。
【００２６】
通例、三相混合物は、油井の坑口にかなり近い、石油、水およびガスの比率に分離される。この相分離は、分離器と呼ばれるプロセス機器でなされる。この技法で判定される時定数が実際には相分離の運動速度定数であるため、これらの時定数を測定することにより、油田の稼動についての追加的な情報が提供される。具体的には、これらの時定数を使用して、油井を源とする現在産出されている流体で可能になる最大の分離器スループットを推定することができる。これらの時定数の変化は、地下の油層を源とする流体に関して何かが変化しており、資源を適正に管理するために是正対策を要する可能性があることも作業者に知らせる。
【００２７】
図５では、曲線の傾きが開始時ｔ＝０に最も急であることに留意されたい。経過時間が増加するにつれ、曲線の傾きは減少し、時間が無限に近づくにつれ、徐々にゼロの傾き（すなわち水平）に近づく。定義により、関数の一次導関数は、関数の傾きを与える。数式１の一次導関数は、次により与えられる。
【数２】
0005560370.tif 000004
ｔ＝０のとき、ｅｘｐ［−ｔ／ｋ］＝１である。よって、ｔ＝０における傾きは、次により与えられる。
【数３】
0005560370.tif 000005
【００２８】
本計器は、二つの連続した界面レベルの測定を減算し、その後、それら二つの測定間の経過時間で除算することにより、任意の点における曲線の傾きを推定することができる。時間ｔ＝０における傾きがこの方法で測定されたと仮定すると、計器は、いくらか後の時間ｔにおける傾きを測定することができる。数式２で変数変換［ｎ＊ｋ］＝ｔをすると（ｎは経過した時定数の数）、以下のように数式２を数式３で除算することが許される。
【数４】
0005560370.tif 000006
ここで、
【数５】
0005560370.tif 000007
である。
【００２９】
ｋの正確な推定を得るにはどれほどのデータを収集しなければならないかを判定するために、いくらかの実験を要することは明らかである。確かに、そのデータが長く収集されるほど、推定はより正確になる。開始点として、ｎ＝＞１と予想する（すなわち少なくとも１時定数にわたりデータを収集する）。ｎ＜１の場合は、一般的に、より多くのデータを要する。
【００３０】
二回目の測定時の経過時間ｔが既知であるので、ｋは、次により与えられる。
【数６】
0005560370.tif 000008
【００３１】
Ｌ∞について数式３を解き、その後、ｋについて数式６を代入すると、次が提供される。
【数７】
0005560370.tif 000009
【００３２】
図６に、図５に示すものと同じデータセットについてグラフ化した数式２を例示する。ｋおよびＬ∞の値は、計算のために、ｔ＝１．５時間の任意の値を使用して推定される。数式６および数式７は、モデルに要する運動パラメータの推定を与える。しかし、導波レーダーレベル伝送器は、それに伴ういくらかのノイズを有する可能性が高い。このノイズのある信号から導関数を計算すると、ノイズを増大させる傾向がある。よって、多数のデータ点を使用してノイズを「平均化」して精度を向上させる反復計算の場合に良好な初期推定を提供するものとして数式６および数式７を見なすとよりよい。
【００３３】
Ｌ０の測定値および数式７からのＬ∞の推定値を使用すると、続く導波レーダーレベル伝送器の未処理のデータ点（Ｌｔ）への変数変換は、次である。
【数８】
0005560370.tif 000010
ここで、
Ｙ＝無次元の界面レベルパラメータ
である。
【００３４】
このＹ変数を経過時間ｔに対してグラフ化すると、その結果は直線になる。図７に、図５に提供されるものと同じ例のデータについてのこの直線の関係を例示する。標準的な統計技法を使用して、この直線をデータ点から回帰することができる。変数変換が理由で、図７ではＹ切片が理論上ゼロになることに留意されたい。Ｙ切片が０付近の値に回帰しない場合は、何かが間違っている。時定数ｋは、図７の回帰直線の［傾き］分の−１により与えられる。数式７のＬ０および［ｄＬｔ／ｄｔ］０の測定値と共にこの新たなｋの推定を使用して、Ｌ∞の新たな推定を計算する。これらの値を数式８に代入し、新たな直線を回帰すると、ｋの新たな推定が提供される。ｋの前の値と新たな値との比較が行われ、値が安定するまで反復される。この直接代入の手順は一回または二回のみの反復でｋｉｎの安定した値に収束するはずであり、直線回帰の「回帰フィットパラメータ」Ｒ２は、１の値に非常に近くなるはずである。
【００３５】
経過時間をＸとし、予め定義された無次元の界面レベルパラメータをＹとし、測定の数をＮと仮定すると；直線は、以下の数式の使用により回帰される。
【数９】
0005560370.tif 000011
【００３６】
本発明の態様は、定期的に油井から流動を分離し、その流動を重力で分離させることにより、油井に対する有効な情報を提供することが可能な、低費用で単純な多相流体流量測定装置を提供する。さらに、分離がいくらかの時間を要するため、本発明の態様は、一般的に、一次関係に基づいて最終的な分離レベルも推定する。したがって、最終的な分離が発生するまで待つことを要することなく、本発明の態様は、有効な情報を提供する。
【００３７】
三つの異質なプロセス流体成分（ガス／水／石油）に関して本発明の態様を記載したが、本発明の態様は、成分が異なる誘電率、好ましくは最上部に沈降する流体が最も低い誘電率を有し、最下部に沈降する流体が最も高い誘電率を有するような順序で配置された誘電率を有する限り、複数種の不混和性流体成分が複合流動として提供され、それらの流動成分が時間と共に重力で分離する任意の応用例に有効である。
【図１】
0005560370.tif 000012
【図２】
0005560370.tif 000013
【図３】
0005560370.tif 000014
【図４】
0005560370.tif 000015
【図５】
0005560370.tif 000016
【図６】
0005560370.tif 000017
【図７】
0005560370.tif 000018