Calculateur de comptage liquide : turbine, PD et Coriolis
Un compteur turbine ou PD mesure le volume aux conditions d'écoulement ; chaque correction le ramène à 60 °F et à la pression de base. Un Coriolis mesure directement la masse et la densité. Saisissez le fluide une fois, puis comparez les deux méthodes et l'effet des erreurs. Valeurs par défaut ILLUSTRATIVES.
Calculateurs pédagogiques de vérification rapide : ni procédure approuvée, ni substitut aux logiciels de votre société ou à la revue d'un ingénieur qualifié.
Sécurité : dépressurisez et vérifiez le zéro avant d’ouvrir une ligne de comptage ou un filtre. Restez hors de la ligne de tir (line of fire).
Fluide et conditions d’écoulement (communes)
Ces valeurs servent aux trois calculateurs ci-dessous. Valeurs ILLUSTRATIVES
Turbine ou PD : des impulsions au volume standard
Volume indiqué = impulsions ÷ K-factor, puis meter factor, CTL et CPL, puis déduction du BS&W.
Méthode de calcul
GV = IV × MF
α60 = 341.0957 / ρ60² [ρ60 in kg/m³ → α in 1/°F]
CTL = exp[−α60 · Δt · (1 + 0.8 · α60 · Δt)] , Δt = T(°F) − 60
F = exp(−1.9947 + 0.00013427·T + 793920/ρ60² + 2326·T/ρ60²) × 10⁻⁵ [1/psi, T in °F]
CPL = 1 / [1 − F · (P − Pe)] [P, Pe in psig]
CCF = CTL × CPL × MF ; GSV = IV × CCF ; NSV = GSV × (1 − BS&W)
Hypothèses
- Constantes brut généralisé (K0 = 341,0957, K1 = 0) de l’API MPMS 11.1 forme 1980 (tables 6A/24A). La température en °C est convertie en °F avant calcul.
- Pe = 0 psig : on suppose que la tension de vapeur du liquide est inférieure ou égale à la pression atmosphérique. Pour un brut vif ou un condensat, saisissez la Pe réelle.
- F est multiplié par 10⁻⁵ par psi (et non 10⁻⁴) : 20 °API à 100 °F donne F ≈ 4,48 × 10⁻⁶ /psi. Les sources publiées diffèrent d’une constante dans F (793 290 contre 793 920) ; l’écart sur CPL est inférieur à 0,001 %. Nous utilisons 793 920 comme l’API MPMS 11.1-2004.
- Pas d’arrondis normalisés des entrées ni des résultats intermédiaires, pas de correction du prover ni d’hydromètre.
Exemple résolu
ILLUSTRATIF : ρ60 = 850 kg/m³, 40 °C (104 °F), 10 barg (145,04 psig), BS&W = 0,5 %, 1 250 000 impulsions, K = 12 500 pulses/m³, MF = 1,0025 → IV = 100,000 m³, α60 = 4,7210 × 10⁻⁴ /°F, CTL = 0,97910, F = 5,786 × 10⁻⁶ /psi, CPL = 1,00084, CCF = 0,98238, GSV = 98,238 m³ (617,90 bbl), NSV = 97,746 m³ (614,81 bbl). Contrôle : 35 °API à 80 °F donne CTL = 0,99051, valeur publiée de la table 6A (≈ 0,9905).
Sources: API MPMS Chapter 11.1 (1980, Tables 6A/24A; 2004 and Addendum 2, 2019) — CTL, generalized crude K0 = 341.0957, Fp constants · API MPMS Chapter 11.2.1 (1984) — compressibility factors for hydrocarbons · API MPMS Chapter 12.2 (CCF, GSV, NSV) · API MPMS Chapter 5.3 (turbine meters) and 5.2 (displacement meters) · midstreamcalculator.com VCF worked example (35 °API, 80°F, CTL 0.99051) used as a cross-check
Pour le transfert fiscal (custody transfer), utilisez les tables complètes API MPMS 11.1 / 11.2 et la procédure approuvée ; ce calculateur est illustratif.
Coriolis : de la masse au volume standard
La masse ne varie pas avec la température ni la pression : volume standard = masse ÷ densité à 60 °F. Le water cut peut être estimé par les densités (méthode de densité du mélange), à titre indicatif.
Méthode de calcul
Check: ρoil,flow = ρ60 × CTL × CPL ; ρmix,flow = (1 − w)·ρoil,flow + w·ρw
Mode density (estimate): w_flow = (ρmeter − ρoil,flow) / (ρw − ρoil,flow)
x_w (mass) = w·ρw / [w·ρw + (1 − w)·ρoil,flow] ; NSV = m(1 − x_w) / ρ60
Hypothèses
- La densité de l'eau saisie sert à l'écoulement et à 60 °F (dilatation de l'eau négligée, ~0,2 à 0,8 % du volume d'eau).
- Pas de gaz libre dans le compteur. Densité de l'huile à 60 °F issue du laboratoire ou d'un calcul API 11.1 inverse.
- Méthode des densités : 1 kg/m³ d'erreur sur l'huile ou le compteur change le water cut d'environ 0,5 point.
Exemple résolu
ILLUSTRATIF : 83,5 t, ρ60 = 850, eau 1010 kg/m³, BS&W = 0,5 % → ρmix,60 = 850,80 kg/m³, GSV = 98,143 m³, NSV = 97,652 m³, masse d’huile = 83,004 t. Densité de mélange attendue = 833,83 kg/m³ contre 834,0 lue (écart +0,18). Méthode des densités : water cut ≈ 0,60 %.
Sources: API MPMS Chapter 5.6 (Coriolis meters) · API MPMS Chapter 11.1 (CTL and CPL for the expected flowing density) · API MPMS Chapter 20.1 / NFOGM Handbook of Multiphase Flow Metering rev. 2 (mixture density water cut principle)
Pour le transfert fiscal (custody transfer), utilisez les tables complètes API MPMS 11.1 / 11.2 et la procédure approuvée ; ce calculateur est illustratif.
Et si : effet des erreurs sur le volume standard (%)
Les compteurs turbine et PD (vitesse ou volume) lisent le gaz entraîné comme du liquide : ils surestiment d'environ la fraction de gaz. Un Coriolis n'ajoute que la masse du gaz, souvent faible, mais son volume standard dépend de la densité à 60 °F fournie.
Méthode de calcul
Coriolis: GVF → +GVF·ρg / [(1 − GVF)·ρ60] ; ΔT → 0 (ρ60 from lab) ; δρ → ρ60/(ρ60+δρ) − 1 ; zero → z / Q
Meter factor drift applies directly to either meter. Combined = Π(1 + e) − 1
Hypothèses
- Effet du gaz sur le Coriolis : masse du gaz seulement. En diphasique réel, les erreurs Coriolis (découplage, bruit de densité) peuvent être bien plus grandes au-delà de quelques % de GVF et dépendent du fabricant.
- L'erreur de température n'affecte pas le Coriolis si ρ60 vient du laboratoire ; si ρ60 est calculée à partir de la densité mesurée et de la température, l'erreur s'y propage.
- Valeurs ILLUSTRATIVES, combinées par produit en supposant des erreurs indépendantes.
Exemple résolu
ILLUSTRATIF : GVF = 1 %, gaz 8 kg/m³, dérive MF = 0,1 %, erreur de température +0,5 °C, erreur de densité +1 kg/m³, zéro 20 kg/h à 100 t/h → turbine/PD : +1,010 %, +0,100 %, −0,044 %, +0,005 %, total ≈ +1,072 %. Coriolis : +0,010 %, +0,100 %, 0, −0,118 %, +0,020 %, total ≈ +0,012 %.
Sources: API MPMS Chapter 5.3 (turbine), 5.2 (displacement) and 5.6 (Coriolis) — effects of entrained gas, zero stability · API MPMS Chapter 11.1 (CTL/CPL sensitivity) · API MPMS Chapter 13.1 (statistical concepts, combining uncertainties)
Sécurité : dépressurisez et vérifiez le zéro avant d’ouvrir une ligne de comptage ou un filtre. Restez hors de la ligne de tir (line of fire).