Сучасні методи моделювання багатофазних течій у трубопроводах нафтогазової галузі

Анотація

Розглядаються питання надійного опису транспортування багатофазних вуглеводневих систем. Встановлено, що основними причинами, що ускладнюють експлуатацію трубопроводів і знижують їх продуктивність та ефективність, є висока відносна швидкість газової фази, утворення гідрофобних водонафтових емульсій, формування відкладень на стінках трубопроводів. Вивчаються методи аналітичних уявлень багатофазних течій у трубах при видобутку та транспортуванні вуглеводнів. Встановлено, що в нафтогазовій промисловості при вивченні багатофазних течій у трубі найбільшого поширення набули два підходи: багаторідинна модель і модель дрейфу. З точки зору фундаментальних досліджень, цікавить питання про зв'язок між багаторідинною моделлю і спрощеною моделлю дрейфу, і про межі застосування останньої. Вивчено модель дрейфу для нестаціонарних газорідинних течій у довгих трубопроводах, наведено результати розв'язання задач про гідравлічний транспорт твердої фази в трубах, а також представлений висновок асимптотичних рівнянь моделі дрейфу для течії розрідженої газорідинної дисперсної суміші в круглій трубі. Представлені припущення, прийняті при виведенні асимптотичних рівнянь багатофазної течії в трубі та обґрунтування застосування моделі дрейфу. Наведено рішення для профілю та швидкості дрейфу та проведено їх аналіз. На основі представлених у фахових виданнях даних вказується, що найбільш сильний вплив на результати вносить зміна амплітуди швидкості дрейфу у висхідних ділянках течії. Вивчення методів аналітичних досліджень має практичну значущість, зумовлену широким спектром додатків одновимірних моделей багатофазних течій у свердловинах та довгих трубопроводах. Визначено, що в даний час перевагу в дослідженнях має модель дрейфу, яка широко впроваджена в комерційні симулятори багатофазних течій для нафтогазових додатків та в узагальненому вигляді може бути використана для розвитку та покращення цих програмних продуктів