长庆油田集输管路压降计算模型研究
发布时间：2020-08-01 08:08
【摘要】：本文在消化吸收国内外大量有关油气水多相流研究成果的基础上,结合已测溶气原油的物性、流变性参数以及现场的含水情况,通过实验研究建立了长庆油田W/O型乳状液粘度预测的模型。应用Matlab编程软件对几种常用的多相流压降模型进行对比分析,提出了适合长庆油田的CQ压降组合模型,并探讨了气油比、液相流量、含水率和管路起伏等因素对集输半径的影响。当冬季地温较低时,长庆油田不加热集输管路内的油水乳状液在流动过程中表现出较强的非牛顿特性。本文通过研究含水率、温度和剪切速率等因素对W/O型乳状液粘度的影响,结合乳状液粘度测量实验,运用L-M算法与通用全局优化算法对所获得的实验数据进行曲线拟合,建立了适用于长庆油田集输管路中W/O型乳状液粘度预测的模型。长庆油田现场大都为起伏管路,其温降与水平管不同,在下坡段管内持液率小,温降大,在上坡段管内持液率大,温降小。为减小计算误差,采用考虑管路起伏情况的公式进行热力计算。热力计算分析表明:冬季管路埋深处的土壤温度约为3℃;气油比、液相流量、管路倾角等因素对多相流管路终点油温和平均油温的影响较大,而含水率对多相流管路终点油温和平均油温的影响较小,可以忽略不计。为了方便研究,在水力计算过程中,对起伏管路进行了一段式和三段式的简化处理。通过计算分析发现,杜克勒Ⅱ法和Beggs-Brill法均不适用于长庆油田压降的计算,因而应用了其他的模型(一段式MUBE、一段式Xiao-Brill、一段式CQ和三段式MUBE模型)进行压降计算。各压降模型计算结果的平均误差绝对值从小到大依次为:(1)一段式CQ组合模型;(2)三段式MUBE模型;(3)一段式Xiao-Brill模型;(4)一段式MUBE模型。本文从平均误差和计算工作量两方面考虑,最终确定一段式CQ组合模型为适合长6、长8集输管路的压降模型。利用CQ压降组合模型的计算方法,分析确定不同气油比、不同液相流量以及不同含水率下集输管路的集输半径,对于矿场集输系统的优化设计与经济、安全运行具有重要的指导意义
【学位授予单位】：中国石油大学(华东)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TE863
【图文】：
在另一不相溶的液体之中构成的具有一定稳定性的分散体系。在气液混输管道中，油水混合物的粘度对压降的影响较大。如果油水形成乳状液，则必须采用相应的公式计算乳状液的粘度，不能采用体积平均的方法计算，以免造成较大的误差。本章从室内实验出发，对实验测得的数据进行拟合继而得到原油乳状液的粘度模型。3.1 脱气原油乳液的制备和粘度测量3.1.1 实验仪器1. AG245 电子分析天平，瑞士 METTLER TOLEDO 公司制造；2. 超级恒温水浴，德国 HAKKE 公司生产；3. EUROSTAR Power CV 型电动搅拌器，德国 IKA 公司制造；4. DDS-11A 型电导率仪，上海雷磁仪器厂制造；5. AR-G2 控制应力流变仪本实验采用美国TA公司生产的AR-G2控制应力流变仪进行流变性测定，如图 3-1。
同的能量损失机理，压降计算时采用的关系式也就不同。在多相流研究过程中，断是压降计算的前提。长庆油田主力油区产出的原油为含气、含水原油，其油田地面集输管路为油气混输管路。由于三相混输管路流动的复杂性，一般将三相混输管路简化为双流体模将油、水两相作为一相（液相）处理。1 气液流型.1 气液流型的分类与气液单相管路相比，油气水多相管路具有流动不稳定，流型多变特点。气液管路内的流型与压力、流速等众多因素有关，有一定的随机性，因此气液两相在的流动应分为多少种流型，各种流型间的界限怎样划分，目前还没有统一的标准可于气液两相流型的划分方法有很多种，Alves 根据观察气液两相在管路内的运动，按气油比从小到大，将两相流的流型划分为以下 8 种：
0.329gwSM l lwN 10exp 1.401 2.694 N 0.521N管和水平管气泡流向冲击流转换的相关式2l lw lw10exp[0.431 1.132sin 3.003 N 1.133sin lg N 0.429(lg N) si管和水平管分层流边界相关式2 gw l lwexp[0.321 0.017 N 4.267sin 2.972 N 0.033(lg N) 3.925sin，0.25lgw sgN wg ，0.25llw slN wg ，0.25ll l3lgN 气体的表观流速准数，为无量纲；lwN 是液体的表观流速准数，为性质准数，为无量纲；sgw 、slw 为气、液相表观流速； 是多相流管倾角为正值，下坡管段倾角为负值； 为表面张力， N m，l 为液l 为液相粘度，Pa s。
本文编号：2777198
【学位授予单位】：中国石油大学(华东)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TE863
【图文】：
在另一不相溶的液体之中构成的具有一定稳定性的分散体系。在气液混输管道中，油水混合物的粘度对压降的影响较大。如果油水形成乳状液，则必须采用相应的公式计算乳状液的粘度，不能采用体积平均的方法计算，以免造成较大的误差。本章从室内实验出发，对实验测得的数据进行拟合继而得到原油乳状液的粘度模型。3.1 脱气原油乳液的制备和粘度测量3.1.1 实验仪器1. AG245 电子分析天平，瑞士 METTLER TOLEDO 公司制造；2. 超级恒温水浴，德国 HAKKE 公司生产；3. EUROSTAR Power CV 型电动搅拌器，德国 IKA 公司制造；4. DDS-11A 型电导率仪，上海雷磁仪器厂制造；5. AR-G2 控制应力流变仪本实验采用美国TA公司生产的AR-G2控制应力流变仪进行流变性测定，如图 3-1。
同的能量损失机理，压降计算时采用的关系式也就不同。在多相流研究过程中，断是压降计算的前提。长庆油田主力油区产出的原油为含气、含水原油，其油田地面集输管路为油气混输管路。由于三相混输管路流动的复杂性，一般将三相混输管路简化为双流体模将油、水两相作为一相（液相）处理。1 气液流型.1 气液流型的分类与气液单相管路相比，油气水多相管路具有流动不稳定，流型多变特点。气液管路内的流型与压力、流速等众多因素有关，有一定的随机性，因此气液两相在的流动应分为多少种流型，各种流型间的界限怎样划分，目前还没有统一的标准可于气液两相流型的划分方法有很多种，Alves 根据观察气液两相在管路内的运动，按气油比从小到大，将两相流的流型划分为以下 8 种：
0.329gwSM l lwN 10exp 1.401 2.694 N 0.521N管和水平管气泡流向冲击流转换的相关式2l lw lw10exp[0.431 1.132sin 3.003 N 1.133sin lg N 0.429(lg N) si管和水平管分层流边界相关式2 gw l lwexp[0.321 0.017 N 4.267sin 2.972 N 0.033(lg N) 3.925sin，0.25lgw sgN wg ，0.25llw slN wg ，0.25ll l3lgN 气体的表观流速准数，为无量纲；lwN 是液体的表观流速准数，为性质准数，为无量纲；sgw 、slw 为气、液相表观流速； 是多相流管倾角为正值，下坡管段倾角为负值； 为表面张力， N m，l 为液l 为液相粘度，Pa s。
【引证文献】
相关硕士学位论文 前1条
1 霍思彤;原油溶二氧化碳后流变性及其对集输半径的影响研究[D];西安石油大学;2018年
本文编号：2777198
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