Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков

Моделирование условий генерирования жидкостных пробок профилем рельефного трубопровода

Полный текст:


Аннотация

При разработке нефтяных месторождений Западной Сибири на последней стадии эксплуатации, характеризующихся высокой обводненностью и, как следствие, высокой поверхностной температурой добываемых флюидов, на этапах предварительной подготовки нефти применяется режим горячей промысловой сепарации попутного газа. Газ после сепарации является тяжелым из‑за высокого содержания жидких углеводородов. При транспортировке такого газа по трубопроводам, проложенным по холмистой местности, в результате постепенного остывания транспортируемого продукта происходит образование жидкостных (конденсатных) пробок. Главным образом этот процесс происходит на V‑образных участках трубопровода, в которых гравитационные силы доминируют над силами взаимодействия на границе фаз, способствующими движению жидкостной пробки по восходящему участку трубы. При определенных расходах жидкости и газа застойные зоны жидкости на V‑образных участках трубопровода могут терять устойчивость и генерировать режимы течения в виде образования периодических жидкостных пробок. Следствием возникновения этих режимов при транспортировке газоконденсатной смеси могут быть вибрация, перемещение труб относительно эстакады и даже разрушение элементов трубопровода.

В работе проведен анализ известных полуэмпирических методик, позволяющих прогнозировать структуру течения газожидкостной смеси на V‑образных участках трубопровода. Представлена разработка механистических критериев для прогнозирования условий генерирования режима жидкостных пробок на рельефных участках трубопровода (hilly‑terrain), основанная на решении задачи устойчивости Кельвина – Гельмгольца для области тангенциального разрыва скоростей на границе двух контактирующих жидкостей. По результатам расчетов получен критерий устойчивости, определяющий условие перехода к пробковому режиму течения на восходящем участке рельефного трубопровода. Сопоставление расчетной и экспериментальной границ потери устойчивости волнового течения в узком сечении V‑образного участка трубы продемонстрировало наличие допустимой в инженерных расчетах погрешности, что позволяет рекомендовать авторскую методику к применению в целях обеспечения безаварийной эксплуатации рельефных трубопроводов.


Об авторе

А. А. Пашали
ПАО «НК «Роснефть»
Россия
Москва


Список литературы

1. Бортников Е.А., Кордик К.Е., Мороз В.Н. и др. О влиянии изменения температурного режима промысловой сепарации на величину газового фактора нефти // Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений. 2015. № 9. С. 81–86.

2. Irikura M., Maekawa M., Hosokawa Sh., Tomiyama A. Onset of Slugging of Stagnant Liquid at a V-shaped Elbow in a Pipe-Line: Experiment and Numerical Simulation. Available from: http://www.cfd.com.au/cfd_conf12/PDFs/020IRI.pdf [Accessed 23th April 2019].

3. Wallis G.B. One Dimensional Two-Phase Flow. New York: McGraw-Hill Book Co., 1969.

4. Mishima K., Ishii M. Theoretical Prediction of Onset of Horizontal Slug Flow // Journal of Fluids Engineering. 1980. Vol. 102. P. 441–445.


Дополнительные файлы

Для цитирования: Пашали А.А. Моделирование условий генерирования жидкостных пробок профилем рельефного трубопровода. Территория «НЕФТЕГАЗ». 2019;(5):68-74.

For citation: Pashali A.A. Simulation of Conditions for the Generation Slug Flow Configuration in the Hilly‑Terrain Pipelines. Territorija “NEFTEGAS” [Oil and Gas Territory]. 2019;(5):68-74. (In Russ.)

Просмотров: 15

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2072-2745 (Print)
ISSN 2072-2761 (Online)