توضیحات
عنوان فارسی: پيشبينی توزيع فشار، دما، و سرعت جريان دو فازی در چاههای نفت
عنوان انگلیسی:
Prediction of Pressure, Temperature, and Velocity Distribution of Two-Phase Flow in Oil Wells
چکيده
در اين کار، يک مدل رياضي همگن يکبعدي وابسته به زمان ارائه شده است که ميتواند براي تعیین توزيع فشار، دما و سرعت جريان دو فازی با سه جزء (آب- نفت و گاز) در چاههای نفت مورد استفاده قرار گيرد. راهحل عددي مدل رياضي، که متشکل از معادلات بقا جرم، اندازه حرکت و انرژي، بر اساس روش تفاضل محدود است. خواص ترموديناميکي و انتقالی سيالات بوسيله روابط نفت سياه PVT تخمین زده شده است. سهم ترمهاي معادلات بقا براي پيشبيني داده ميداني مطالعه شده است. به عنوان نتيجه، مشاهده شد که ترمهاي همرفتي اثر قابل توجهي بر نتايج مدل حاضر ندارند. به هر حال، ترمهاي موجود در معادله انرژي شامل ضريب ژول-تامسون تاثير قابل توجهي بر پيش بيني دما دارد، اما بر فشار ندارد. نتايج عددي در تأييد داده ميداني هستند و نتايج تئورى در مجلات گزارش شدهاند.
- مقدمه
جريان مايع و گاز از ميان چاهها و لولههاي نفت خام يک پديده پيچيده است. در مدلسازي جريان دو فاز، اول نياز است همزيستي جريانهاي مختلف در طول چاه يا لوله براي مجموعه مشخص شرايط عملکردي به حساب آورد. براي مثال، در جريانهاي عمودي رو به بالا، جريان حبابي، جريان مه آلود حلقوي، جريان کفي، يا جريان لختهای یا اسلاگ حلزونيميتواند رخ دهد (گوير و عزيز 1972). به طور کلي، رژيمهای جريان به قطر، خواص ترموفيزيکال سيالات، زاويه انحراف و دبي جريان هر فاز بستگي دارد. بخاطر طبيعت پيچيده جريانهاي دو فازي گاز-مايع در لولهها و چاهها، بسياري از تلاشها به توسعه شيوههاي پيشگويانه از ميان روشهاي تجربي و نيمه تجربي معطوف شده است. (از قبيل روشهاي حاکم شده جهت دستورالعملهای طراحي کاربردي). به هر حال، اين روشها ممکن است در طول دورههاي گذرا براي پيش بيني تغييِرات فشار و holdup-liquid مناسب نباشند. از اواخر دهه 1890، روند توسعه به سمت نظريه مدل پايه اي انتقال يافته است. اگرچه به همان روش مکانيستيک اشاره شده است. روش مکانيستيک بر اساس اصول جريان چند فازي و ديناميک سيال است. اين نظريه به وسيله معادلات بقا لحظه اي موضعي شروع ميشود و به طور منظم ارتباط بین متغيرهاي فرعي را گسترش ميدهد (فشار، دما، سرعت وholdup-liquid). محققان زيادي (حميدا 1987؛ تايتل و همکارانش 1989؛ گرولمن و فورتوان 1997؛ اويانگ و عزيز 1999، 2000؛ هارلبورت وهانرتي 2002) مدلهاي مکانیستیک را پيشنهاد کردند با فرض اينکه جريان تحت شرايط پايدار است، در حالي که محققان ديگري (تايتل و همکارانش 1989؛ اويانگ و عزيز 2001) مدلهاي جريان دو فازي گاز-مايع ناپايدار را پيشنهاد کردند. به هر حال اين مدلها، پروفيل فشار را پيشبيني ميکنند اما پروفيل دما را پيشبيني نميکنند.
در نشريه جات مدلهايي وجود دارند (ژياو 1987؛ ساگر و همکارانش1991؛ الوس و همکارانش 1992) براي پيش بيني پروفيل دما که شرايط حالت پايا در نظر گرفته است اما اين مدلها نميتوانند پروفيل فشار را پيشبيني کنند. در اين مقاله يک مدل رياضي مکانیستیک (همگن) ارائه شده است. معادلات جرم، اندازه حرکت و انرژي به صورت همزمان حل شدهاند تا افت فشار، سرعت مخلوط دوفازي گاز-مايع (نفت يا آب) را پيشبيني کنند. اين پارامترها توابعي از زمان و مکان هستند. چگالي وholdup liquid به وسيله روابط نفت سياه PVT تخمين زده شده اند، در حالي که ضريب اصطکاک و رژيم جريان با استفاده از روابط بگس و بريل (1973) تخمين زده شده اند.
- جريان دو فازي گذرا
جريان دو فازي ميتواند با استفاده از مدلهاي همگن مورد تجزيه و تحليل قرار بگیرد: مدلهاي دو سيالی يا مدلهاي شار رانشي. در مدلهاي همگن اجزاء به عنوان يک شبه سيال رفتار ميکنند که از روابط مرسوم جريان تک جزء تبعيت ميکند. تمامي روشهاي استاندارد مکانيک سيالات ميتواند بکار رود. مدل شار رانشي ذاتاً يک مدل جريان جدا شده است که دقت آن بر روي حرکت نسبي، ترجيحا نسبت به حرکت فازهاي اختصاصي متمرکز است. اين مدل براي مدل کردن جريان دو فازي بويژه براي محاسبات حالت دايمي يا حالت شبه دايمييک راه خيلي مؤثر ارائه ميدهد. مدل دو سيال اين حقيقت را ميرساند که دو فاز ميتواند خواص جداگانه و سرعتهاي مختلفي داشته باشند. در آخرين مدل تکميل يافته معادلات پيوستگي، اندازه حرکت و انرژي جداگانه براي هر فاز نوشته شده است و اين 6 معادله به طور همزمان حل میشوند. در اين مقاله، مدل همگن استفاده شده است. سپس فاز گاز و فاز مايع (نفت و آب) به عنوان يک فاز (مخلوط) تک شبه معرفي ميشوند که چگالي و سرعت به وسيله (ياديگر وگليو و لهاي 1976) معادلات زیر بدست میآیند
توجه:
- برای دانلود فایل word کامل ترجمه لطفا اقدام به خرید فرمایید.
- پس از خرید بلافاصله لینک دانلود فایل برای شما ایمیل خواهد شد.
دیدگاهها
هیچ دیدگاهی برای این محصول نوشته نشده است.