Calculateurs du séparateur de test
Quatre calculateurs pour les lectures d'un séparateur de test : gaz par orifice, liquide ramené aux conditions stock tank, GOR, huile nette et water cut. Résultat instantané, unités de champ ou SI.
Calculateurs pédagogiques de vérification rapide : ni procédure approuvée, ni substitut aux logiciels de votre société ou à la revue d'un ingénieur qualifié.
Débit de gaz par orifice
Équation fondamentale avec le coefficient de Reader-Harris/Gallagher (ISO 5167-2), même base que l'AGA-3.
Méthode de calcul
qm = C · Ev · ε · (π/4) · d² · √(2 · ΔP · ρ1)
ρ1 = P1 · M / (Z · R · T) ; M = 28.9625 · SG (g/mol)
ε = 1 − (0.351 + 0.256β⁴ + 0.93β⁸) · [1 − (p2/p1)^(1/κ)]
C = Reader-Harris/Gallagher (ISO 5167-2:2003), iterated with ReD = 4·qm/(π·μ·D)
Qb = qm / ρb , ρb = Pb · M / (R · Tb) (Zb = 1)
Hypothèses
- Diamètres à la température de référence (pas de correction de dilatation).
- Gaz parfait aux conditions de base (Zb = 1), écart d'environ 0,2 % pour le gaz naturel. Z aux conditions de mesure : équation d'état ou rapport PVT.
- Pression statique à la prise amont. Écoulement stable et monophasique, longueurs droites suffisantes en amont et en aval.
Exemple résolu
D = 4,026 in, d = 2,000 in (β = 0,4968), ΔP = 50 inH₂O, 500 psig + 14,696 psia, 80 °F, SG = 0,65, Z = 0,92, μ = 0,011 cP, κ = 1,3, flange taps → C = 0,60290, ε = 0,99900, ReD ≈ 1,21×10⁶, qm = 2,3645 lb/s, Qg = 4,1086 MMscf/d (116 388 Sm³/d). Identique à la bibliothèque Python « fluids » (ISO 5167).
Sources: ISO 5167-1:2003 and ISO 5167-2:2003 (orifice plates: Reader-Harris/Gallagher C, expansibility ε, limits of use) · API MPMS Chapter 14.3 / AGA Report No. 3, Part 1 (concentric square-edged orifice meters; same fundamental flow equation) · Bell, C. — “fluids” Python library, ISO 5167 orifice solver (used to verify the example)
Outil pédagogique de vérification rapide, pas une procédure approuvée. Suivez les procédures de votre société et les données constructeur.
Débit liquide : meter factor et shrinkage
De la lecture du compteur huile pendant l'essai au débit d'huile stock tank.
Méthode de calcul
Q_water = Q_gross × BS&W
Q_net,sep = Q_gross × (1 − BS&W)
Q_STO = Q_net,sep × SF
Hypothèses
- MF issu du dernier étalonnage (proving) avec le même liquide et des conditions proches.
- SF mesuré (shrinkage tester ou PVT) : il inclut le dégazage et la contraction thermique jusqu'au stock tank, donc pas de CTL séparé.
- BS&W sur un échantillon représentatif de la ligne huile (centrifugeuse).
Exemple résolu
250 bbl en 12 h, MF = 1,012, BS&W = 2 %, SF = 0,93 → brut = 250 × 1,012 × 24/12 = 506,0 bbl/d, eau = 10,1 bbl/d, huile nette = 495,9 bbl/d, stock tank = 495,88 × 0,93 = 461,2 STB/d.
Sources: API MPMS Chapter 12.2 (calculation of petroleum quantities using meters; meter factor) · API MPMS Chapter 4.8 (operation of proving systems) · API MPMS Chapter 20.1 (allocation measurement; shrinkage factors) · API MPMS Chapter 10.4 (water and sediment by centrifuge, field procedure)
Outil pédagogique de vérification rapide, pas une procédure approuvée. Suivez les procédures de votre société et les données constructeur.
Rapport gaz/huile (GOR)
GOR à partir du gaz séparateur et de l’huile stock tank, avec GLR et water cut.
Méthode de calcul
GLR = Qg / (Qo,ST + Qw)
WC = Qw / (Qo,ST + Qw)
1 Sm³/Sm³ = 5.6146 scf/STB
Hypothèses
- GOR séparateur rapporté au stock tank ; le gaz de bac (vent) n'est pas inclus sauf si vous l'ajoutez à Qg.
- MMscf/d → Sm³/d : conversion volumique seule (1 scf = 0,0283168 m³) ; écart de conditions de base (~0,2 %) négligé.
Exemple résolu
Qg = 1,2 MMscf/d, Qo = 460 STB/d, Qw = 120 bbl/d → GOR = 1 200 000/460 = 2 609 scf/STB (464,6 Sm³/Sm³), GLR = 2 069 scf/bbl, water cut = 20,69 %.
Sources: McCain, W.D. — The Properties of Petroleum Fluids, 2nd ed. (GOR definitions) · API MPMS Chapter 20.1 (allocation measurement) · SPE Metric Standard / ISO 80000 (unit conversions)
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BS&W, water cut et huile nette
Additionne l'eau de la ligne huile (BS&W) et la ligne eau pour obtenir le water cut du puits.
Méthode de calcul
Q_net = Q_gross − Qw,oil leg
Qw,total = Qw,oil leg + Qw,water leg
WC = Qw,total / (Q_gross + Qw,water leg)
Hypothèses
- Volumes aux mêmes conditions séparateur ; pour le stock tank, utilisez le calculateur précédent.
- Le BS&W inclut eau et sédiments ; il est traité ici comme de l'eau.
Exemple résolu
506 bbl/d ligne huile, BS&W = 2 %, ligne eau 120 bbl/d → eau ligne huile = 10,12, huile nette = 495,88, eau totale = 130,12, liquide total = 626 bbl/d, water cut = 130,12/626 = 20,79 %.
Sources: API MPMS Chapter 10.4 (S&W by centrifuge, field procedure) · API MPMS Chapter 20.1 (allocation measurement)
Outil pédagogique de vérification rapide, pas une procédure approuvée. Suivez les procédures de votre société et les données constructeur.