天然气管道氮气隔离混气长度研究

基于一维混合模型研究天然气管道投产过程中气体的混合规律,利用Taylor、Taylor-CW、G.R.I 3种不同方法分别计算出气体扩散系数及投产过程中形成的天然气-氮气混气段长度,分析了管道置换过程中影响混气长度的主要因素,包括管长、管径及流速。由Taylor-CW方法计算出的结果与现场数据最为接近,用该方法验证国内3条已投产管道所得的相对误差分别为39.7%、23.4%、22.0%。     

22阿赛线清蜡方式及运行参数优化研究

目前阿赛线进站温度远高于凝点,且清管频繁。清管通球作业中蜡多,堵塞加热炉进口,过高的进站油温也使得加热炉过烧。利用普适性蜡沉积模型,预测了阿赛线不同进站温度下,正常工况及保温层破损条件下管输原油的蜡沉积规律。结果表明,阿赛线蜡沉积主要集中在进站处。据此提出了管道新的清管方案,并优选了新的进站温度。夏季和春秋季管道进站温度取35℃,冬季管道进站温度取40℃。现场数据表明预测结果和实际吻合良好,平均相对误差9.49%。     

流花16-2油田海底管道原油蜡沉积规律模拟分析北大核心CSCD

流花16-2油田海底管道原油在深水不保温输送过程中,管壁结蜡对管道全线总传热系数的变化影响很大。本文通过室内环道蜡沉积实验建立流花16-2油田管道蜡沉积预测模型,模拟研究了不同沉积时间条件下管道沿线结蜡速率及结蜡厚度的变化,并引入单位时间管道全线总结蜡量概念对管道全线结蜡速率进行了描述。结果表明,在管壁结蜡层的保温作用下,管道沿线最大蜡层厚度位置处的总传热系数迅速降低导致后管段油流温度升高,管道沿线蜡沉积速率峰值向管段末端移动;随着沉积时间的增长,管道全线结蜡区域逐渐扩大,导致单位时间管道全线总结蜡量增大;根据管道沿线最大蜡层厚度2 mm或管道全线总结蜡量10 m^3的沉积时间,推荐流花16-2海底管道清管周期为3~5 d,以保障海底管道的安全运行。     

Simulation of pipelining pours point depressant beneficiated waxy crude oil through China West Crude Oil Pipeline

Flow properties of waxy crude oils,particularly the beneficiated waxy crude oils,are sensitive to shear history that the crude oil experienced,called the shear history effect.To simulate this shear history effect accurately is vital to pipeline design and operation.It has been demonstrated by our previous that the energy dissipation or entropy generation due to viscous flow in the shear process is a suitable parameter for simulating the shear history effect.In order to further verify the reliability of this approach,experimental simulations were conducted for three PPD-beneficiated waxy crude oils transported through the China West Crude Oil Pipeline,a most complicated long-distance-crude-oil-pipeline technically and operationally so far in China.The simulations were made by using a stirred vessel and with the energy dissipation of viscous flow as the shear simulation parameter.Comparison between the flow properties of crude oils obtained from field test and experimental simulations,it is found that the gel points and viscosities from experimental simulations are in good agreement with the field data.     

剪切作用对加剂原油凝点影响的数学模型

剪切作用是影响加剂原油流动性的主要因素之一.现场测试数据及实验室数据表明,剪切作用引起的加剂原油凝点上升幅度与剪切前加剂原油的降凝幅度(加剂原油的凝点与空白原油凝点的差值)之间有很好的相关性.基于对加剂原油剪切效应实验规律的分析,建立了对不同原油具有一定通用性并能较好地描述剪切后加剂原油凝点与剪切过程粘性流动熵产关系的数学模型.借助该模型,只须知道空白原油的凝点以及剪切前加剂原油的凝点,即可确定经过一定熵产的剪切后,加剂原油的凝点.对于加剂大庆原油、加剂新疆混合原油以及加剂中原原油的294组数据,模型计算结果与实验测结果偏差小于1℃的占50%,偏差小于2℃的占86.8%,平均偏差仅为1.12℃.该模型的建立为实现对管输过程中加剂原油流动性变化的数值模拟打下了基础.     

含气高含水率原油低温集输温度确定方法研究

黏壁温度作为普适性低温集输边界条件,其在高含水率开发后期的油田中得到了广泛推广及应用。当集输温度高于黏壁温度时,集输管线运行平稳;当集输温度低于黏壁温度时,绝大部分集输管线的压降显著升高,部分集输管线的压降变化不明显。现场降温试验结果表明,当集输管线进入计量间温度逐渐降低至凝点以下6、8、10、12℃时,井口回压存在运行平稳、小幅波动、低频大幅波动和高频大幅波动四个阶段的变化,且当集输温度过低时,集输管线内存在多次“再启动”过程。不同气油比条件下的现场集油管线掺气降温试验结果表明,当气油比分别为40、80、160 m³/t时,集输管线可以在进入计量间温度低于黏壁温度3、4、6℃的工况下进行低温集输。     

普适性结蜡模型研究

根据原油在管道内流动特性及析蜡规律,提出了有效析蜡量的计算方法.利用F检验法筛选了原油结蜡的主要影响因素,包括原油黏度、管壁处剪切应力、温度梯度及管壁处蜡晶溶解度系数.利用9种原油室内环道结蜡实验数据,按照逐步线性回归的方法,得到了含蜡原油的普适性结蜡模型.该模型不需进行结蜡模拟实验,只需根据原油的黏度、析蜡特性及密度等物性参数就可预测原油的结蜡规律.在未进行室内结蜡模拟实验的情况下,利用普适性结蜡模型预测了中宁-银川输油管道不同工况下沿线结蜡分布,并和现场运行参数进行了对比,平均误差为6.32%,最大误差为20%,预测结果为现场清管作业提供了依据.     

管输剪切模拟搅拌槽中流体平均剪切率的计算

计算搅拌槽内流体剪切率的Metzner-Otto方法只适用于计算某些叶轮搅拌槽系统内层流时叶轮区的平均剪切率,不能满足原油管输过程剪切作用模拟的需要。根据流体流动的能量耗散率与剪切率的关系,提出了通过搅拌的轴功率计算搅拌槽全槽流体平均剪切率的方法。针对牛顿流体和幂律流体,提出了全槽平均剪切率的计算式。以实验室用的一个小型搅拌系统为例,使用所提出的方法,建立了槽内流体平均剪切率与搅拌转速、流体体积、幂律流体稠度系数及流动特性指数关系的经验数学模型。该模型预测的结果与直接由实测扭矩计算的平均剪切率相当接近。本方法适用于各种类型的叶轮,不受流体流态的限制,其原理还适用于符合其他流变模型的非牛顿流体。     

国内外油田注水水质标准差异及原因分析

国外油田没有统一的注水水质标准,我国虽制定了统一的油田行业标准,但是,很多油田根据实际情况制定了适宜本油田的标准。国内外油田注水水质标准对腐蚀率、细菌含量、氧含量等指标的规定大体相同,对油含量指标的规定基本一致,但是,对悬浮固体含量、粒径中值等指标的规定差异较大。阐述了国内外油田注水水质标准主要控制指标的确定方法,分析了注水水质标准控制指标差异较大的原因,针对目前采用岩芯试验法制定标准存在的主要问题进行了探讨并提出了建议。