深海卧底—悬链线立管系统严重段塞流预测及流型特征

发布时间：2020-07-14 23:05

【摘要】：卧底-悬链线立管集输逐渐成为深海油气田开采的主要集输工艺,严重段塞流严重制约着集输工艺及正常生产,这种剧烈的不稳定流动会造成管道剧烈震荡,使管道容易发生疲劳断裂,使分离器发生溢出现象,严重情况下会使泵发生严重气蚀现象和回压升高造成停产或死井现象,因此对严重段塞流进行深入研究尤为重要。以巴西Tupi深海油田为研究背景,针对深海卧底-悬链线立管油气混输系统严重段塞流的诱导因素和生成时机不明确的问题,采用了数值模拟的方法,使用OLGA软件从生产参数和结构参数的角度对严重段塞流进行了数值模拟研究,结果表明:生产参数中的输量、含水率和气液比均对严重段塞流的影响较大,不同参数的影响结果不同;结构参数中的管径尺寸和下倾管角度对严重段塞流的影响较大,而保温层厚度对严重段塞流的影响较小。针对数值模拟结果给出了卧底-悬链线立管内流体的流型,以输量和气液比作为影响因素得出了油田投产初期严重段塞流的流型预测图。采用了理论研究方法,基于动量守恒方程、质量守恒方程和气体状态方程建立了预测严重段塞流周期的纯机械动力学模型,并利用Brill、Schmidt和Tiller的实验和现场数据对模型进行验证,结果表明:该数学模型可以准确地预测出卧底-悬链线立管系统中严重段塞流流型的周期,同时能够解释传统严重段塞流的防治方法是如何起到抑制效果。本文内容研究了卧底-悬链线立管油气混输系统中严重段塞流的诱导因素、生成时机和流型特征,对严重段塞流流型的理论研究与防治具有重要的作用,为油田生产过程中防治严重段塞流提供了理论指导,具有一定的工程应用价值。
【学位授予单位】：东北石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TE866
【图文】：

方位图,深海,方位图,油藏

图 1.1 Tupi 深海油藏的卫星方位图i 油藏位于水平面以下 3700m，该油田计划开采 18 年，平均每天单井产油4.8Sm3/d。开采方式采用基于大型原油载货船（VLCC）船体的典型海上浮（FPSO）进行生产，采用卧底-悬链线立管管系统进行油气混输，深海管管系统如图 1.2 所示。

方位图,立管,悬链线,深海

图 1.1 Tupi 深海油藏的卫星方位图upi 油藏位于水平面以下 3700m，该油田计划开采 18 年，平均每天单井产384.8Sm3/d。开采方式采用基于大型原油载货船（VLCC）船体的典型海上船（FPSO）进行生产，采用卧底-悬链线立管管系统进行油气混输，深立管管系统如图 1.2 所示。

立管系统,下倾,物理模型

图 2.1 下倾管-垂直立管系统的物理模型型的建立流的液塞生成阶段是从液塞在立管底部聚集开始到液塞流的这一阶段，所以液塞生成所用时间 T1为：液塞头过分析图 2.1 中下倾管-垂直立管系统中初始时刻液体分质量如公式（2.1）所示。 tL L i i LSm A z l l x u dt 时刻管道中液体的质量，kg；横截面面积，m2；管中水平液面到立管底部的管线长度，m；道的长度，m；气率；中液体的初始长度，m；

【参考文献】