【摘 要】
:
随着吉林油田各区块进入开发末期,采出水的大量存在使得形成于开发初期的“油井掺热水集输”工艺方案的经济性持续恶化。与此同时,采出液的整体流动性又得到了提升,使得降低掺水温度甚至不加热集油成为可能。但是,低温条件下管道中流体的流动形态更加复杂,并且产生“凝油粘壁”现象,减小管内流通面积,增加流动摩阻,并最终导致管道堵塞。因此,掌握凝油粘壁层的发展规律是不加热集油的关键技术之一。本研究采用自主开发的凝油
论文部分内容阅读
随着吉林油田各区块进入开发末期,采出水的大量存在使得形成于开发初期的“油井掺热水集输”工艺方案的经济性持续恶化。与此同时,采出液的整体流动性又得到了提升,使得降低掺水温度甚至不加热集油成为可能。但是,低温条件下管道中流体的流动形态更加复杂,并且产生“凝油粘壁”现象,减小管内流通面积,增加流动摩阻,并最终导致管道堵塞。因此,掌握凝油粘壁层的发展规律是不加热集油的关键技术之一。本研究采用自主开发的凝油粘壁层冲刷环道装置及有限元模拟,建立了吉林油田新民区块、木17区块不加热集油边界条件的预测模型。主要成果如下:首先,明确了阻碍凝油粘壁层冲刷剥离的两个关键因素,即凝油发生连续变形所需要克服的屈服应力以及凝油与壁面发生剥离时所需要克服的黏附力;通过开发凝油粘壁层冲刷环道装置进行了实验验证,同时应用流变仪完成了黏附力及屈服应力测试。建立了Ansys有限元模型,计算得到管流冲刷过程中一定厚度的凝油粘壁层内部的最大剪应力较其表面承受的管流剪切力高2~3个数量级,明确了冲刷作用不仅来源于凝油表面的管流剪切力,液流压力作用更加显著。其次,针对吉林油田新民、木17原油,通过冲刷环道实验(管径19 mm,流量100 L/h以上),明确了在冲刷过程中出现“柱状凝油段塞”的起始温度均为32℃。掌握了2种凝油的冲刷剥离规律:(1)当温度高于32℃,控制流速使得管流冲刷力高于凝油的屈服应力,凝油粘壁层结构发生破坏,达到屈服状态的凝油被管流携带流出测试管段,并最终“变形铺展”于水槽中。(2)当温度低于32℃,管流冲刷力高于凝油的屈服应力或者介于凝油与管壁的黏附力与自身的屈服应力之间,凝油粘壁层从管壁整体剥离,并且在前行过程中与新剥离的凝油聚集并逐渐形成“柱状凝油段塞”,被液流推出管道。(3)任何温度下,管流冲刷力低于凝油的黏附力时(必然也低于屈服应力),凝油粘壁层不会被剥离。最后,基于凝油冲刷剥离规律,对降温运行过程中吉林油田采油七队集油管线、前大采油厂17#-9#支干线压力变化数据进行了分析,揭示了“柱状凝油段塞”的发展规律:凝油粘壁层存在“临界厚度”,当凝油粘壁层累积至“临界厚度”时,管流将首先克服黏附力。被剥离的凝油淤积形成“柱状凝油段塞”,造成管道压降迅速上升。随着“柱状凝油段塞”被管流推出管道,管道压降迅速下降,如此循环往复,“柱状凝油段塞”引起的管道压降大幅变化危害集油的安全性。因此,对于典型集油管线(输量12.5 m3/d,管道长度600 m),输送凝点为36℃、含水率大于80%的新民原油油水混合液,为避免管道中产生“柱状凝油段塞”,建议集油温度不低于32℃。
其他文献
大型储罐作为石油产业的重要设备,对国家战略石油储备事业发展具有重要价值。大型钢制储罐大部分建于沿海地区,在风荷载作用下很容易使空罐或者低液储罐发生屈曲失效,从而造成严重的环境问题以及巨大的经济损失。到目前为止,大多数风致屈曲研究主要对象是结构完善的储罐,而带有初始几何缺陷的储罐少有涉及。论文主要对大型钢制外浮顶储罐的风荷载和风致屈曲行为以及腐蚀储罐的风致屈曲行为进行研究,研究结果对大型钢制外浮顶储
基于风险的检验(RBI)是近十几年来兴起的一项针对设备风险管理的技术,在降低站场设备风险、优化管线检验周期、提高装置安全性等方面有重要作用,同时可以为企业管理者提供决策依据,因此运用RBI技术进行站场风险评价将是石油化工领域未来发展的必然趋势。本文对某A油田MH处理站中的143条管线进行了定量RBI风险评价,主要研究内容分为以下几个方面:1、进行站场管线失效可能性计算,基于BP神经网络建立压力管道
碳钢作为一种成本相对低廉,可焊性好,强度较高的钢材,被广泛应用于各行各业。在石油集输管线中,碳钢使用时普遍存在的微生物腐蚀问题将会大大降低其使用寿命,给集输管线的安全可靠性带来严重威胁。自然界中的微生物种类繁多,不同种类微生物之间还具有互利共生关系,它们的共同作用可能进一步加重腐蚀危害。针对目前微生物群体间协同腐蚀机理的认识尚不完善的问题,本文将以油田集输管线的微生物腐蚀为例开展研究,以期为有效防
顶驱装置作为海洋钻井平台的关键设备,其运行状态直接关系到钻井作业的效率与安全性。一直以来,受限于顶驱设备复杂的机械结构和多变的工况环境,参数获取不全面、关键参数不唯一、诊断精度不达标成为顶驱状态监测与故障诊断领域亟待解决的问题。本文就以上问题,对顶驱设备多源异构监测体系构建、多工况下顶驱健康评估以及故障模式辨识展开了研究:(1)针对单一监测手段无法全面获取顶驱设备状态参数的问题,提出以多源异构综合
随着海底天然气资源的发现和水合物相关研究的深入,固态流化开采作为一种革命性技术得到了世界学者的广泛关注。但在固态流化开采形成的砂浆体系里,水合物的生成分解规律尚不明确,在此背景下,本文特提出研究课题“砂浆体系水合物分解与二次生成实验研究”,针对砂浆体系中水合物的分解及二次生成展开相关实验研究。研究表明,砂砾会抑制水合物诱导但能促进水合物的生长分解速率,水合物的生成诱导期随机性强烈;在记忆效应影响下
连续油管入井前存在初始残余弯曲,增加了下入过程的摩阻,限制连续油管作业。针对该问题,论文开展了考虑残余弯曲的连续油管下入长度的理论分析和振动减阻方法研究。首先,分析了连续油管的下入、起出过程,得到连续油管入井前存在残余弯曲特性的原因,并通过计算证明了连续油管在入井前存在残余弯曲;进行了连续油管入井试验和现场测量,实际测量得到了2英寸QT-900系列连续油管的残余弯曲半径为6433.33 mm,验证
防弯器安装在柔性立管与浮体的连接处,以防止柔性立管的过度弯曲和疲劳损伤累积。然而,面对着恶劣的海洋环境,防弯器的疲劳损伤问题尤为突出,因此,开展对防弯器的运动状态监测,并据此进行疲劳寿命评估,对我国深海油气田安全运营和海洋环境保护具有重要意义。本文将基于柔性立管防弯器运动监测数据,开展防弯器的疲劳寿命分析研究,主要研究工作如下:(1)柔性立管防弯器运动监测数据的处理应用四元数法对防弯器瞬时运动姿态
大牛地气田地处鄂尔多斯盆地北部,是中国石化的重要天然气生产基地,随着气田的不断开发,现有天然气生产井进入集气站的压力逐步接近集气站外输压力,导致天然气无法实现外输,气田产能也受到影响,从而影响气田远期稳产目标,亟须采取二次增压集输工艺。本文通过TGNET软件模拟计算不同年份集气站的出站压力,确定大牛地气田开始二次增压的时间。针对气田特点提出四种二次增压方案,分别为首站增压模式,干线增压模式,区域增
在页岩气的集输过程中,管道内的固体颗粒,在高速流动的气体的携带下不断地撞击管壁和管件,造成冲蚀磨损,特别是在流速、流向急剧改变的弯头部位,冲蚀现象更为严重。因此,研究气固两相流管道内流体的流动特性以及冲蚀磨损规律,对保障页岩气集输管道的安全运行以及后续工程中页岩气集输管道设计有重要意义。本文针对西南某页岩气田的页岩气集输管网,运用ANSYS 19.0 Fluent软件开展气固两相管流的冲蚀磨损数值
近年来,为了满足国内对天然气的需求,我国沿海建立了许多大型LNG储罐。LNG虽然是清洁高效的优质能源,但易燃易爆,储罐内的LNG一旦泄漏到大气环境中,将对周围的人员、设备和建筑等产生极大危害。因此,有必要对大型LNG储罐泄漏后果进行研究。针对大型LNG储罐泄漏后的气云演变问题,利用ICEM建模软件建立16×10~4m~3大型LNG储罐三维模型,选取多相流模型描述LNG蒸气云在大气中的扩散,借助用户