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Enregistrement W4415777442 · doi:10.2118/229352-ms

Virtual Mass Multiphase Flow Meter (vMPFM) – A Digital Future Enabled by AI/ML & PINN

2025· article· W4415777442 sur OpenAlex

Pourquoi ce travail est dans la base

Une base qui oublie comment elle a trouvé un travail ne peut pas être vérifiée. Voici les voies qui ont admis celui-ci.

affAu moins un auteur déclare une institution canadienne dans l'instantané OpenAlex épinglé.

Notice bibliographique

Revuenon disponible
Typearticle
Langue
DomaineEngineering
ThématiqueFlow Measurement and Analysis
Établissements canadiensBP (Canada)
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésMultiphase flowThermal mass flow meterWellheadMass flow meterFlow measurementRobustness (evolution)Metering modeMass flowCalibration

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Abstract As the energy industry transitions toward digitalization and environmental accountability, real-time and accurate flow measurement in multiphase environments has become essential for production optimization, emissions management and leak detection. This paper introduces the Virtual Multiphase Mass Flow Meter (vMPFM), an AI/ML and PINN-enabled multiphase flow metering system that eliminates the need for complex hardware installations by utilizing existing field sensors, and demonstrates how the integration of PINNs, trained and validated using CFD-simulated environments, can enable accurate, scalable, and real-time mass flow measurement together with leak detection and emissions measurement across field-wide deployments, including remote wellheads and processing facilities. The proposed vMPFM architecture leverages existing field sensor data available at the wellhead or processing facilities to infer real-time multiphase mass flowrates. Using a hybrid modelling approach, CFD is conducted to model diverse flow regimes and sensor responses, forming the primary training and validation dataset for a PINN. Physical constraints - such as the Navier-Stokes equations, interfacial closure laws and Euler-Lagrange Model are embedded directly into the training process, enabling the model to learn flow behavior consistent with governing fluid dynamics. Calibration incorporates historical flow test data, flow loop benchmarks, and where feasible, field-deployed measurements. This approach ensures robustness and adaptability to a wide range of operating conditions. The trained model is deployed as a vMPFM for field wide monitoring, either as a standalone digital solution or embedded in minimal edge computing devices (e.g. compact hybrid MPFM units) for remote operations. Furthermore, the applicability to use vMPFM as a leak detection tool was evaluated against traditional numerical methods. Validation of the vMPFM across diversely simulated operational regimes demonstrates its robustness and high accuracy. Benchmarking against traditional MPFMs and flow loop shows that the vMPFM system consistently achieves mass flow measurement accuracy within 5%, even under varying flow conditions from low to high water cut, low to high Gas Volume Fraction (GVF), and even fugitive emissions events. The vMPFM adapts dynamically to changing flow profiles without the need for frequent recalibration, significantly lowering maintenance overhead and measurement uncertainty. By leveraging only conventional sensor inputs, it delivers continuous real-time mass flow data with minimal hardware intervention. These capabilities enable proactive production surveillance, early leak detection, and precise emissions mass quantification. Furthermore, its scalable digital architecture extends measurement capacities to locations previously deemed impractical or cost-prohibitive to monitor, reducing both capital and operating expenditures while supporting broader field-wide digitalization, decarbonization and sustainable development goals. This paper presents a novel framework for digitized multiphase mass flow measurement that unifies physical modeling and data-driven learning. By removing the dependency on costly hardware and enabling scalable deployment through existing field sensor, the vMPFM redefines how multiphase flows are measured, monitored and managed including potential applications of emissions monitoring and leak detection—bridging the gap between conventional metering and intelligent field development.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesMéta-épidémiologie (sens strict), Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)
Catégories consensuellesCharge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Sans objet · Signal consensuel: Sans objet
GenreSignal candidat: Méthodes · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,917
Score d'incertitude au seuil1,000

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,000
Intégrité de la recherche0,0000,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0050,001

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,007
Tête enseignante GPT0,213
Écart entre enseignants0,206 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

En bref

Citations0
Publié2025
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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