起伏地形湿气管道清管策略分析与研究

某油田经三相分离器分离出的湿气(伴生气)通过管道运送至中央处理厂进行深度处理,通过模拟发现下游生产分离器不能处理清管过程中产生的积液。针对这一问题,对影响管内积液量的因素进行了分析,对4种不同的吹扫和清管方案进行了模拟,最后得到合理的清管方案:先保持稳定运行1 d,随后将输量从4 500 m~3/h增加到6 500 m~3/h,在下入清管器同时将管道出口压力提高到5 MPa,并将输量恢复到4 500 m~3实施清管作业。该方案使管内积液量大幅降低,同时保证了吹扫和清管过程中出口段塞量小于生产分离的有效工作容积,为现场的清管作业提供了技术支撑。     

BH油田储层保护技术现场应用效果评价研究

采用传统清管器进行天然气凝析液管道的清管作业时存在着液塞量大、清管速度控制难度大等问题,射流清管技术因其可以有效减少清管段塞,实现缓蚀剂等的布设,成为近年来研究的热点。在文献调研的基础上,采用多相流动态模拟软件OLGA建立海底管道清管模型,进行了管道参数、工况参数以及海底环境参数等射流清管过程模拟分析,通过清管速度、压力、液塞流量变化等因素对比分析了射流清管器与传统清管器的清管效果,得到了射流清管效果随旁通率的变化关系,为实际应用提供了指导。     

海底油气混输管道中清管段塞的控制方法

随着海洋油气田开发的快速发展,海上油田油气集输系统越来越复杂,海底油气混输管道越来越多,输送距离也越来越长.海底油气混输管道操作条件的改变(如管道的停输、再启动、清管操作、输量变化等)、地势的起伏等可能形成管内严重段塞,影响下游设备运行甚至造成危害.针对某海上油田开发中油气混输管道运行遇到的段塞流问题,分析对比了3种清管工况清管段塞流量,以及下游平台接收清管段塞流的流程,计算了段塞流捕集器台数及尺寸,并提出了控制段塞的方法.旨在为进一步开展海底油气混输管道严重段塞流的研究提供借鉴,为工程实践提供参考.     

中缅天然气管道大落差管段清管过程仿真研究

为掌握中缅天然气管道大落差管段清管器的运行规律,以龙陵输气站至弥渡输气站间总长度为250 km、最大相对高差为1 654 m的管段为研究对象,采用SPT OLGA软件建立了管道的清管过程仿真模型。分析了不同输量下清管器的运行速度。结果表明,清管器最大速度与平均速度之间的最大相对偏差可达36.84%;当管道输量超过3 000万m~3/d时,清管器的平均速度会超过5 m/s,超过了标准中推荐的最大清管速度。     

混输系统段塞流捕集器的动态模拟及选型

采用OLGA多相流瞬态模拟软件对混输管线进行段塞跟踪模拟,从而获取管线运行工况及最大段塞液量和持续时间.根据分离器的选型系列,需选三列DN 3 600 mm×18 000 mm的段塞捕集器才能满足要求.应用简化模型,模拟18-3000管线正常运行及清管过程中后部段塞流捕集器的运行情况,由模拟结果可知,管线设定的正常液位为1m,当清管段塞到来时,捕集器内液位最大值为2.2m,能接受全部来液量且控制在高低液位之间,段塞过后液位能及时恢复平衡状态.     

海底长距离湿气管线清管流动规律及方案优化

针对长距离湿气管线清管时出现的清管器速度过快、管线出口液体峰值过高、提高输量造成能耗增加等问题,基于OLGA软件建立长距离湿气管线清管模型,研究不同输量对水力清管管线入口压力、积液量的影响,研究不同输量下清管器作业时管线入口压力、清管器速度、管线出口累积液量变化规律。研究结果表明：在水力清管时,输量提升越多管线内积液量越低,但超过一定范围输量提升对积液量影响不明显;在清管器清管时,输量越大,管线入口压力振荡越小,清管器平均速度越高,管线出口瞬时液量峰值也越小。针对某气田进行清管瞬态模拟,结果表明,水力清管作业时将20万m3输量上调至28万m3、清管器清管作业时将输量下调至42万m3清管效果最佳。     

清管过程中隧道内输气管道应力分析

清管是保证管道能够长期在设计输量下安全运行的基本措施之一,清管过程大致分为试压后清管和正常工况下清管两部分。我国大部分天然气管道分布在丘陵、山地等地形起伏较大的地区,清管模型大多没有考虑地形起伏或高差对清管模型的影响。受力模型与管内的清管器运动有直接关联,只有建立合适的清管器运动瞬态模型,并与清管过程中输气管道受力模型相结合,才能较为准确地模拟出实际的应力状况并定量给出清管对管道的影响,以期指导清管作业。     

高含硫气液混输管道在清管工况下的瞬态流动规律及优化设计

针对目前对高含硫气液混输管道清管工况瞬态流动规律认识不足,导致管道设计压力与终端段塞流捕集器尺寸不好确定的问题,以某高含硫气田为例,采用数值模拟方法,研究了清管过程中管道起点压力、管道终端排液量等参数的变化规律,分析了管内气相流速与原料气气液比对清管工况的影响,进而提出了高含硫气液混输管道设计压力与终端段塞流捕集器尺寸的优化确定方法:①当管内气相流速介于2~6m/s时,清管中管道起点压力超压现象不明显,清管时宜将管内气相流速控制在此范围内;②当管内气相流速或气液比减小时,清管中管道起点压力峰值和终端排液量均将增大,但不同管道的增大幅度并不一致,管道越长、高程差越大,其增加幅度越大;③在设计阶段,应根据管道运行后期可能会遇到的低管内气相流速与低气液比工况参数来确定管道合理的设计压力与段塞流捕集器尺寸。该成果可为高含硫气液混输管道的优化设计与清管操作提供依据。     

东方终端段塞流捕集器改造方案优化研究

东方13-2气田群投产后,已建登陆管道凝析油输量增大,造成海管清管段塞量增加至原设计值的4倍,终端捕集器无法满足处理需要。基于终端工艺设施现状,结合2条登陆海管清管段塞量的变化及捕集器设计原则,研究出终端捕集器改造方案,即为乐东海管新建1台容器式捕集器,为东方海管新建1座指状捕集器,同时已建的东方与乐东指状捕集器调整为清管液临时储存设施。整套改造方案使新建捕集器容积减小三分之二,节省工程投资近2 000万元。     

海底管道清管段塞的控制方法

清管段塞对海底管道流动安全将产生较大影响。本文应用OLGA软件进行模拟,对产生大量段塞的原因进行了分析,并对其控制方法进行了分析。通过模拟可以看出,关闭高产气井以控制清管流速和泄放时间,可以有效地控制清管段塞体积,从而减小段塞流捕集器体积,缩小平台面积,从而降低整体工程投资。     

海底混输管道清管段塞影响因素分析及控制

海底油气混输管道在进行清管操作时,清管段塞会对下游的平台生产流程及设备带来冲击、振动等影响。在管道与平台连接处安装段塞流捕集器能够有效减小清管段塞造成的不利影响,但受平台面积的限制,段塞流捕集器的尺寸不宜过大。以渤海某油田的新建海底管道为例,分别研究管径、出口压力、管道输量等因素对清管段塞体积的影响规律,进而提出控制清管段塞体积、优化段塞流捕集器尺寸的可行措施。研究计算表明,通过优化清管操作,可将该海底管道的清管段塞体积由28.4 m~3减小至14.0 m~3左右,优化了捕集器的尺寸,减少了工程投资。     

Zn-Al水滑石及焙烧产物对甲基橙废水的吸附研究

土库曼斯坦某气田集输采用多井集气、气液混输工艺,在处理厂集气装置终端设置2台段塞流捕集器,单台容积150m3,设2台缓冲沉降罐,单台容积100m3。为确保气田集气干线清管过程的安全平稳,同时复核下游段塞流捕集器和缓冲沉降罐的有效性,利用目前较为先进的多相流动态模拟软件OLGA分别对各干线的100%、75%、50%和25%输量工况下的清管工况进行动态模拟。模拟结果表明:①气田处理厂集气装置段塞流捕集器和缓冲沉降罐容积设计合理,能保证大部分清管工况的平稳安全;②低输量工况清管前,应临时增加产量,提高管道持液能力,减少清管液量;③小产量清管过程中,应降低输量,同时控制清管速度在0.3m/s以上,延长清管时间,充分利用下游管道排液能力,减少液体在段塞流捕集器和缓冲沉降罐内的聚集。     

海底管线低输量情况下的清管方法

2016年3月1日,南山终端将正式进入气田递减期,海南管线每天外输量将锐减至15×104~20×104m3,甚至更低。在这种低输量情况下,海南管线的积液分布规律发生重大改变,清球方法需要考虑变更,以保证该管线运营安全。针对海底管线出现的低输量情况,模拟了海南管线各种工况的积液分布和清管特征,提出相应的清管方法。当天然气输量低于71.9×104m3/d时,不能直接进行清管操作,可以采用批量清管的方法保证段塞流体积不超过捕集器容积,确保清管作业安全;建议在15×104~20×104m3/d低输量下采用直板清管器+皮碗清管器的清管作业方式。三次低输量现场通球测试验证结果表明,在低输量下,清管球通球存在严重的旁通现象。对常规清管球清管作业的风险须开展识别和评估,对清管所需推球输气流量要进行估算。     

长北气田集输干线清管研究

长北气田地面建设工程中气田集输采用丛式井及气液混输工艺,集输管道内持液量较大且中央处理厂(CPF)内无段塞流捕集器,集输干线清管操作风险较大。为保证集输系统的安全,有必要对集输干线的清管进行研究。实际清管前采用两相流模拟软件OLGA进行清管段塞液量的模拟,制定详细清管操作方案。将2009年6月长北气田集输北干线的实际清管操作数据与软件模拟结果进行对比,对清管方法提出合理化建议。针对长北气田集输系统的实际情况,采用非常规清管方法对集输管线进行清管有利于降低操作风险。     

清管的有效方法

以试验装置模拟管道实际工况,用双皮碗清管器清除管道的原油;利用不同流速、同一常用温度的热水替换管中原油清管;测试清管后管壁的残留原油量和水中含油量;最终找出了清管器、热水替换管中原油清管的最佳温度和工况。在原油凝固点(36℃)附近,双皮碗清管器清管后管壁残留原油量为6.33 g/m2;用58℃热水以1.5 m/s流速替换管内原油,20 min时水中含油量为58.63 mg/L。     

复杂地形条件湿气集输系统轴心射流清管特性研究

采用常规清管器进行湿气集输系统的清管作业时,存在清管器下游积聚大量的液体、终点压力的急剧波动、末端捕集器液位快速上升、清管器运动速度快等问题。轴心射流清管器因其可以有效地控制清管过程中下游液塞长度,降低末端分离器压力波动以及溢流的风险,具有较好的应用前景。本研究采用多相流动态模拟软件OLGA建立清管模型,通过对比分析清管器速度、压力及液塞流量可知,采用轴心射流清管器可使运行时间延长、运行速度降低、清管能力增强;随着旁通率的增大,清管器的运行速度及压力波动幅度减小。     

水平气液混输管路清管操作的数值模拟

混输管路清管技术的研究对混输管线的运行管理具有非常重要的意义,在分析清管物理模型的基础上,建立了清管器前段塞流动的特征参数计算模型、动态数学模型以及相应的数值计算方法,并进行了数值模拟.利用拉格朗日法跟踪清管球和段塞运行情况,计算得到了测压点的压力随时间的变化,并与实验数据进行了比较,得到了清管过程中压力变化规律.利用数学模拟方法可以计算清管过程中管线的压力分布,利用压力分布可以跟踪清管球在管线内的运行状况,这为混输管路的运行管理提供了理论依据.     

大落差天然气管道清管冲击分析

中缅天然气管道沿线地势复杂,形成了很多的大落差管段,最大处可达1000多米,给清管作业带来了相当大风险。针对某大落差管段,采用OLGA软件分析了清管器在管内的运行速度与持液率变化,得出管道承受的冲击载荷,再利用CAESARII软件分析了在此荷载作用下管道应力与位移变化。研究结果表明,清管器在作业时,管道内部的输送压力对大落差管段的冲击荷载影响明显;管道在土壤中的横向和纵向位移均较小;在积液量较少情况下,清管器速度与持液率的增加对冲击应力影响较小。     

集输管道分段清管捕集器负荷计算探讨

随着气田开发技术不断发展,长距离气液混输管道在生产建设项目中应用日趋普遍。部分气田集输管道进入生产后期后,受产气量降低和气田水增加影响,面临积液过大的问题,合理考虑清管与段塞流控制处理方案,将大幅节省段塞流捕集器投资。分段清管技术可减小段塞流捕集器尺寸,在大口径、高压力集输管道工程中具有经济优势。因此,有必要探讨集输管道分段清管积液与排液规律,以准确确定段塞流捕集器负荷。基于集输管道积液及清管排液规律,分析分段清管积液与排液规律,推导初始积液、清管时间与排液体积的相互关系式,结合商业软件动态模拟结果,进一步探讨影响分段清管积液与排液规律的主要因素。研究结果表明,大口径、高积液气田集输管道分段清管对捕集器负荷影响显著,分段反序清管可大幅降低捕集器负荷,推导的分段比例和捕集器负荷计算公式较为准确。研究成果可为气田集输管道清管方案和段塞流捕集器设置思路提供参考。     

苏里格气田集输管线清管过程瞬态模拟

对清管过程中的两相流流体特征的研究有助于管线及上下游设备的设计及操作。为此,采用稳态Barua模型与具有较好组分追踪功能的TACITE编码瞬态模型对苏里格气田集气管线清管操作中两相流瞬时流动规律进行了研究,重点分析了通球过程中流型、液体流量、压力、清管速率及天然气水合物堵塞等工况的变化规律。结果表明：由于清管过程中地形起伏较大,流体出现了多种流型,液体流量与压力沿程波动较大;清管器速度在上升管段和下降管段的凹凸结合处由于前后压差的明显变化会发生较大的改变。通过对管道总持液量变化的分析,获取了清管后各阀组管线恢复稳态的时间。采用瞬态分析方法对清管器运行中温度变化研究的结论表明：各阀组在清管过程中没有天然气水合物的形成。进一步验证了清管节流理论的正确性。