Avaliação do uso de aprendizagem de máquina na correção de medição de vazão de gás úmido por tecnologia de cone invertido

Abstract

Um caso particular dos escoamentos multifásicos é o de gás úmido, presente em diversos setores da indústria, como na geração de energia, setor alimentício, químico e, principalmente, na indústria de óleo e gás. O monitoramento dessa vazão é de suma importância para atender não apenas os requisitos legais, mas as perspectivas de produção e ao dimensionamento e desenvolvimento de novas técnicas para aumento da eficiência de um poço. Sabe-se que a presença de água em altos valores de GVF, ou seja, em condições de gás úmido, produz uma tendência de sobreleitura na medição por medidores deprimogênios. Portanto, sendo uma tecnologia de baixo custo e com princípio físico bem conhecido, a utilização desses medidores para o caso de gás úmido ganha destaque na indústria. Os medidores do tipo cone invertido são a tecnologia mais recente na medição de vazão por pressão diferencial, destacando-se por induzir baixa perda de carga e requerer trechos retos menores quando comparados a placas de orifício. Logo, considerando a aplicabilidade das técnicas de inferência estatística e a capacidade de processamento de dados multidimensionais da ciência de dados, a viabilização do uso de diferentes técnicas se torna uma das possíveis ferramentas para avaliação da performance de escoamentos bifásicos. Os resultados experimentais obtidos indicam a relação linear existente entre a sobreleitura, pressão e o parâmetro adimensional Lockhart-Martinelli. A metodologia deste trabalho visa colaborar com a implementação de novas técnicas para correção de sobreleitura em escoamentos bifásicos.

A particular case of multiphase flows is that of wet gas, which is prevalent in various industrial sectors such as power generation, the food industry, chemicals, and primarily in the oil and gas industry. Monitoring this flow is crucial not only to meet legal requirements but also to optimize production and support the design and development of new techniques to enhance well efficiency. It is well known that the presence of water at high Gas Volume Fractions (i.e., in wet gas conditions) leads to an overreading tendency in measurements by differential pressure meters. Given its low cost and well-established physical principles, the use of these meters for wet gas applications is gaining prominence in the industry. Among these, inverted cone meters represent the latest technology in differential pressure flow measurement, offering advantages such as low pressure drop and the need for shorter straight pipe lengths compared to orifice plates. Therefore, considering the applicability of statistical inference techniques and the data processing capabilities of data science for multidimensional data, the implementation of various techniques becomes a valuable tool for assessing the performance of two-phase flows. The experimental results indicate a linear relationship between overreading, pressure, and the dimensionless Lockhart-Martinelli parameter. The methodology presented in this work aims to contribute to the implementation of new techniques for correcting overreading in two-phase flows.