天然气掺凝析油混输工艺模拟研究

【摘要】：海上平台在运行一段时间后会产生凝析油,但某平台在建设时期并未考虑凝析油如何运出平台的问题。经过调查,解决凝析油外输问题最方便、最经济、最有效的方法是将凝析油掺入天然气后进行外输作业。本文针对天然气掺凝析油后管线的运行参数进行研究,并对该管线运行参数设计提出了建议。 研究多相流理论是进行后续研究的基础。经过调研,本文论述了两相流物性参数、流型判断、持液率、压降、温降的计算方法。 根据文献和现场情况,本文初选出7个两相流压降模型,其中包括两个新提出的简化模型。在能量方程基础上,推导出温降模型。结合上述理论和模型,用Visual Basic编制出适用于天然气掺凝析油混输工艺计算软件。 应用自主编制的软件,对本文研究的海底管道进行稳态模拟,将7组压降模型和温降模型的计算结果与现场数据进行对比,获得良好的吻合度。对比结果表明选出的压降模型与推导出的温降模型具有良好的准确性和稳定性,可用于天然气凝析油混输管道的温降模拟计算。根据对比结果,本文推荐了适用于该管道的工艺参数计算模型。 选择SRKAPI物性参数计算方法、CW-BBME压降模型和温降模型对海底管道在三种工况下的运行情况进行了稳态模拟,分析了三种工况下管道的压降、温降、持液率变化规律后发现不同工况下,管道运行状态均稳定,讨论了重烃含量、气液比、管道入口压力对管线压降的影响。 运用OLGA软件对海底管道三种工况下的运行情况进行了瞬态模拟,发现管线出口处在这些工况条件下均未出现严重段塞流,所以不需要对管线末端的段塞捕集器进行调整。另外模拟结果显示管道内积液量较稳定,没有发生液体集聚现象。通过大量模拟得出了本文研究海底管道形成段塞流的极限工况,并讨论了重烃含量、入口温度对段塞流的影响。 【关键词】：气液混输管道 海底管线 段塞流 数值模拟 OLGA模拟
【学位授予单位】：西南石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TE832
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 绪论8-13
• 1.1 本文研究目的意义8-9
• 1.2 国内外气液混输技术研究现状9-11
• 1.3 主要研究内容及研究成果11-12
• 1.4 技术路线12-13
• 第2章 气液混输管道物性计算13-25
• 2.1 闪蒸计算13-17
• 2.2 气液两相流体物性计算模型17-24
• 2.2.1 黑油模型17-19
• 2.2.2 组分模型19-23
• 2.2.3 组合模型23-24
• 2.3 小结24-25
• 第3章 气液混输管道流型判断方法25-35
• 3.1 Taitel-Dukler模型25-27
• 3.2 Mukherjee-Brill模型27-29
• 3.3 Xiao-Brill模型29-30
• 3.4 Barnea模型30-33
• 3.5 Crawford-Weiberger模型33-34
• 3.6 小结34-35
• 第4章 气液混输管道持液率计算模型与影响因素35-45
• 4.1 气液混输管道持液率计算模型35-44
• 4.1.1 Eaton持液率相关式35-37
• 4.1.2 Mukherjee&Brill持液率相关式37
• 4.1.3 Xiao-Brill持液率相关式37-39
• 4.1.4 Beggs-Brill持液率相关式39-42
• 4.1.5 Crawford-Weiberger持液率相关式42-44
• 4.2 小结44-45
• 第5章 气液混输管道压降及温降模型45-55
• 5.1 气液混输管道压降模型及初选45-52
• 5.1.1 两相管流范宁摩阻系数计算45-46
• 5.1.2 气液混输管道压降模型46-50
• 5.1.3 气液混输管道压降模型的初选50-52
• 5.2 气液混输管道温降模型推导52-53
• 5.3 小结53-55
• 第6章 天然气掺凝析油混输管道模拟及结果分析55-81
• 6.1 软件简介及界面55-57
• 6.1.1 软件简介55-56
• 6.1.2 软件部分界面56-57
• 6.2 某实际海管相关参数57-58
• 6.3 模型准确度检测58-60
• 6.4 天然气掺凝析油混输管道稳态模拟60-66
• 6.4.1 不同输量条件下管线参数的变化情况60-63
• 6.4.2 重烃含量、气液比、入口温度对管线压降的影响63-65
• 6.4.3 结果分析65-66
• 6.5 天然气掺凝析油混输管道瞬态模拟66-81
• 6.5.1 OLGA软件简介66
• 6.5.2 运行参数模拟结果与分析66-75
• 6.5.3 研究该管线产生严重段塞流的极限工况75-77
• 6.5.4 研究重烃含量与入口温度对段塞流的影响77-79
• 6.5.5 结果分析79-81
• 第7章 结论及建议81-82
• 7.1 结论81
• 7.2 建议81-82
• 致谢82-83
• 参考文献83-86
• 攻读硕士学位期间发表的论文86

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