Виртуальное измерение расхода на основе фундаментальных принципов и машинного обучения: обзор литературы

Виртуальное измерение расхода (Virtual Flow Metering, VFM) представляет собой все более привлекательный метод оценки расходов многофазных потоков в системах добычи нефти и газа. Вместо использования дорогостоящих аппаратных средств измерения для расчета расходов применяются численные модели, использующие доступные промысловые измерения, такие как давление и температура. В настоящее время разработано несколько методов и программных средств VFM, различающихся методологической основой и промышленным применением. В данной работе представлен обзор современного состояния методов VFM, используемых численных моделей, промыслового опыта и текущих научных исследований. Кроме того, выявлены направления, требующие дальнейших исследований и разработок в области VFM. Обзор показывает, что VFM является активно развивающейся областью исследований и потенциально может использоваться как самостоятельное решение для измерения расхода или как резервная система для физических измерителей многофазного расхода. Однако для повышения ценности технологии VFM для операторов нефтегазовой отрасли дальнейшие исследования должны быть сосредоточены на разработке методов автоматической настройки и калибровки, учитывающих изменения свойств флюида и условий эксплуатации. Кроме того, обзор показывает, что потенциал методов машинного обучения в VFM еще не раскрыт в полной мере; дальнейшие исследования должны быть направлены на разработку надежных методов, способных количественно оценивать неопределенности определения расхода и включать модели, основанные на фундаментальных принципах, что позволит создавать более точные и надежные гибридные системы VFM. Наконец, обзор показывает, что методы динамической оценки состояния в сочетании с моделями, основанными на фундаментальных принципах и машинном обучении, могут дополнительно повысить точность VFM, особенно в переходных режимах. Однако реализация этих методов может быть сложной, и для обеспечения их надежности необходимы дальнейшие исследования.