气田采集气管线数值模拟与研究

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气液两相流的模拟始于八十年代中后期。在美国、挪威、英国和法国等,每年有数以百万计的经费投入用于对两相流的研究中。在最近二十年中,对两相流的研究无论是从实验方法还是从理论研究上都有飞速的发展。  苏里格气田采用中低压集气,气体流速较慢,持液率相对较低,携液能力较差。且苏里格气田处于地势起伏较大的沙漠丘陵地区,在地势低洼处液体很容易聚集在一起,形成积液乃至段塞长度较长的段塞流。当段塞长度较长的段塞流通过管线输送进入分离器时,由于分离器的分离能力有限,导致一部分液体来不及得到及时有效的处理,被气体带入压缩机,造成压缩机的停机,影响生产。  课题根据苏里格气田的特点,建立了适用于苏里格气田湿气输送管线的热力和水力模型,通过对多种多相流模拟软件的优选,选出适用于苏里格气田的模拟软件OLGA。同时,运用软件对具有代表性的几条采集气管线输送过程进行模拟研究,分别得出其压力、温度、积液量、持液率等参数的模拟数值,与实际数据进行对比,分析误差并提出建议。判断管内流型,对段塞流的形成进行预测,预测清管周期和水合物生成情况,对现场生产提供一定的理论依据和指导。  通过模拟发现,OLGA软件对苏里格气田采集气干线温度,压力,积液量模拟数值与实际数据误差不大,约为10%。管线中主要有分层流和段塞流两种形式存在,确认了产生段塞流的位置。对于段塞流,需要在管线出口处安装与模拟段塞流量对应处理量的分离器,保证段塞流不进入压缩机,影响生产。模拟还得出管线中有水合物生成,需要通过一些手段抑制水合物生成,防止冬季造成管线冻堵事件。苏4-1管线管内积液达到平衡时间为2天,苏3-3A管内积液达到平衡时间为3天,处于考虑到清管对生产的影响以及作业区对清管作业费用的承受能力,工作人员等因素,在管线稳定运行的前提下,清管周期定为每月一次较为合适、在输量、环境温度等条件发生变化前,应及时安排清管作业。
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