关键词:
起伏管线
积液
数学模型
排液
摘要:
延长气田位于鄂尔多斯盆地,地势总体西高东低,区域内地形复杂且起伏较大,导致输气管线起伏大,起伏多,极易在管线低洼处形成积液,影响管线的输送效率与安全。为解决积液问题,从气液两相流的本质出发,了解积液形成机理和分布规律,建立积液数学模型,预判首次发生积液的位置,并提供合理的排液建议。针对以上问题,在对延长气田现场调研基础上,应用软件研究、分析了延长气田集输管线的积液分布规律。采用OLGA软件分析管线倾斜角度、出口压力、质量流量、管径对积液分布的影响,并用Fluent软件模拟积液在起伏管线的分布情况,了解积液形成的过程,为管线的积液控制提供指导方案。由于积液的计算跟流型、持液率、压降、温降等因素有关,为了计算结果的准确性,本文根据延长气田实际情况,确定合适的气液两相流型判别式,选用BWRS状态方程计算气相流体的物性参数,选择误差较小的持液率公式和压降公式。在BWRS状态方程计算焦耳-汤姆逊系数的基础上,引入持液率值来计算起伏管道的温降。建立了积液数学模型,并用Python语言编制程序。用该模型计算目标管线的压降和出口温度,并与OLGA软件的稳态计算结果进行比较,计算出该数学模型的压降绝对误差为14.5%,温度绝对误差为1.49%,OLGA模型的压降绝对误差为2.42%,温度绝对误差为2.42%,数据表明该模型更适用于延长气田管线的积液研究。利用该积液数学模型计算延长气田多起伏管线的持液率来确定积液首次发生的位置,结果表明,Y285-BZ13管线积液首次发生的位置在距离起点处0 m附近,BZ1-BZ4管线积液首次发生的位置在距离起点350 m处附近,因此将这两处确定为排液点,以达到控制积液的目的。在积液预防方面,可增大入口质量流量或降低井口压力可有效减少积液量。从积液治理方面,用最小输气效率法,计算出当出口压力为5.97 MPa时,进行清管处理;用最大积液量法算出清管周期为104天。