油气水的多相混输技术

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1、油气水的多相混输技术油气水在同一管道内流动的现象在油气田上是经常遇到的，因为在采油的过程中多少都会还有一些水分和一些蒸气，所以我们必须研究油气水混输的技术，这样主要为了节约油气田的地面工程投资以及运行费用，充分利用伴生气并减少环境的污染。随着油气田的勘探开发逐渐转移到海洋、沙漠、极地等自然环境恶劣的地区，多相流技术得到了越来越广泛的应用。多相混输工艺也逐步成为了油气储运学科中的研究热点。由于多相混输具有许多与单相输送不同的特性，因此必须首先从理论上充分科学地认识多相流动的特殊规律，才能更好的设计、管理多相混输管线。目前，在多相混输工艺计算与仿

2、真方法研究方面仍有许多值得探索和改进的地方。所有世界各国对多相混输工艺计算与仿真中常用的流体热物性模型、流型划分与判别方法、流动模型、本构方程等方面进行了研究。并对多相流在线仿真系统作了探索性设计，同时开发了离线多相流工艺计算软件。具体来讲，有以下几方面的工作：第一部分，通过目前常用烃类流体热物性的研究，得出了求解烃类流体物性参数的热物性模型。其中着重讨论了湿天然气、油气两相和油气水三相混输管路中适用的热物性计算模型。第二部分，从已发表的实验结果和流动机理出发，总结了目前国内外常见的分析方法，给出了判断油气两相水平、垂直、倾斜管线流型的具体方

3、法。对于油水两相、气液液三相流管线则给出了水平、垂直管线的流型判别方法。第三部分，从多相流动基本微分方程出发，通过引入不同的假设条件，得出了各种计算模型，并给出了相应算法，为多相混输管线的工艺计算提供了依据，是开发多相混输工艺计算软件的理论基础。第四部分，根据多相管流的外观特征，建立了多相流具体流型分析的几何模型。从各流型参数间的相互关系出发，总结了求解多相流管路中各流型具体结构参数的方法，并对段塞流这一特殊流型作了更详细的分析。第五部分，通过对单相在线仿真系统的研究，提出了实施多相流在线仿真系统的思路，并对本学科涉及较少的数字信号处理方面作

4、了详细阐述，对已开发的离线仿真系统作了软件说明。这些软件开发以后，有助于工人们更高效率的工作，也为以后的开发做了很好铺垫。目前我国在油气混输技术也有较大的发展，特别是我国在长庆油田研究与应用的同步回转油气混输泵的研究成功，代表了我国油气混输方面的先进技术。长庆油田使用的同步回转油气混输泵，采用了独创的气缸与转子之间机械同步运动的机理，具有泵和压缩机的双重功能，大幅度降低了由于运动副之间相对运动造成的机械磨损，实现了连续进、排油气，且泵的进排气压力与系统压力自平衡。具有结构简单、惯性力小、可靠性高、适应性强、工作范围宽、抗泥沙能力强等特点。同步

5、回转混输泵在长庆油田投入运行以来，经历了夏天和冬天，特别是在气温已经下降到-17℃以下，井下的油气比和压力也在不断发生变化，但同步回转混输泵仍能正常工作。长庆油田各井场伴生气和原油的压力不同，油气比也不相同，各井场到联合站的距离不同，造成了混输泵的排出压力也不相同，但是各井场的同步回转混输泵运转均很平稳。“同步回转油气混输泵”的开发得到了中石油、中石化相关部门的大力支持，是真正意义上的“产、学、研、用”成果，完全由国内自主开发，具有自主知识产权，填补了国内空白，其技术达到油气混输领域的国际先进水平。70年代随着近海石油的大规模开发，油气的需求

6、量也再不断的增长，到了90年代，随着海洋沙漠极地油田的开发多相混输技术已成为世界各国研究的热点。随着中重质油开采的比例的增大，以及进入中后期开采的油气井的含水量的递增，油气的混输技术的难度也在不断的增大，油气水三相流动已经成为各国多相研究的重点。我国虽然从60年代就开始研究气液两相管流，但是研究工作时断时续，到现在研究基础仍然比较薄弱。现在我国的原油大都易凝高粘，在低温含水的条件下多为非牛顿流体，这个问题是一直困扰我国石油运输的问题，因此我国的多相流研究特别重视油水混合物的流变特性以及油气水的多想流动。油气混输技术存在的问题及研究方向，第一混

7、输管道流动规律究：1.天然气凝析液流动研究。20世纪80年代末期，将相态模型引入天然气/凝析液混输管路的工艺计算中，从此相态模型成为气体/凝析液混输管路稳态、瞬态模拟的必备模型。在90年代瞬态模拟计算取得重大进展，但模型和算法仍有很大的改进空间。2.油水两相流动研究稠油是世界主要能源之一，世界上估算的资源量为9000亿吨，相当于稀油资源的2.5倍。我国也有丰富的稠油资源，约居世界第四位。对于和水两相流的研究，国内外的学者们一直在不间断地进行。然而，由于涉及的问题多，目前主要是围绕流型检测、流型及其转换机理和压降预测等方面开展研究。3.油气水多

8、相流动研究，20世纪70年代已开始了对油气水多相流的研究，90年代以来研究更加深入，试验研究已经取得了相当的进展，但仅在水平管道流型及压降计算研究方面取得了初步的成