南海某气田井口虚拟计量项目

项目背景

南海某深水气田水深约1500米，共有12口生产气井，传统井下流量计安装成本高且维护困难。业主委托 FAC Institute 开发基于海底生产系统实时数据的井口虚拟计量系统，以低成本、高可靠性的方式实现单井产量监测。

主要挑战

• 深水高压工况：井口压力高达280 bar，温度4°C，水合物抑制剂注入量影响流体物性，需精确建模；
• 多井干扰问题：12口气井共用集气管汇，需解耦各井产量分配，算法需处理多参数耦合优化问题；
• 水合物风险：深水低温高压环境极易形成水合物，虚拟计量系统须集成水合物风险实时预警功能；
• 通信延迟：海底控制系统通信延迟最高达3秒，需优化算法的实时响应机制。

解决方案

• 在 FA Master 中构建全气田多相流网络模型，集成水合物相平衡计算模块（基于CSMhyk热力学模型）；
• 开发多井产量分配算法，利用集气管汇压力和各流量计数据联合求解各井产量；
• 实现水合物子冷度（Subcooling）实时计算，超阈值时自动触发MEG注入量增加指令；
• 部署边缘计算节点于海底控制模块，实现本地算力处理，有效消除通信延迟影响。

项目成果

• 系统上线后单井产量计量误差 ≤4%，满足作业者要求；
• 替代传统流量计节省设备与安装费用约3600万元；
• 水合物预警系统成功预警2次潜在堵塞风险，避免重大停产事故；
• 项目经验已形成深水虚拟计量技术白皮书，在行业内推广。

应用软件与工具

FA Master（网络模型与虚拟计量）、PVTSim（深水流体物性）、Python（实时数据处理）