Совершенствование гидродинамического моделирования промысловых газосборных сетей, транспортирующих газожидкостные смеси

• Автор: Ротов, Александр Александрович
• Шифр специальности: 25.00.17
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 117 с. : ил.

Содержание
Введение

ГЛАВА 1. ОСОБЕННОСТИ МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОМЫСЛОВЫХ ГАЗОСБОРНЫХ СЕТЕЙ

1Л. Моделирование как средство проектирования и оптимизации работы объектов обустройства газодобывающего промысла

1.2. Конструкция и условия эксплуатации газосборных сетей

1.3. Современные средства гидродинамического моделирования трубопроводов

1.4. Проблемы создания моделей промысловых систем сбора газа

ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДИК ГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО РАСЧЕТА ГАЗОЖИДКОСТНЫХ СМЕСЕЙ В ТРУБОПРОВОДАХ ГАЗОСБОРНЫХ СЕТЕЙ

2.1. Характеристики течения газожидкостных смесей в рельефных трубопроводах

2.2. Сравнительный анализ методик гидродинамического расчета трубопроводов

2.3. Модификация методики гидродинамического расчета трубопроводов ВНИИГАЗ для условий малого содержания жидкости
2.4. Интерпретация результатов гидродинамического расчета трубопроводов, транспортирующих газожидкостные смеси
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ АДАПТАЦИИ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ТРУБОПРОВОДОВ ГАЗОСБОРНЫХ СЕТЕЙ
3.1. Адаптация моделей однофазного газового потока в трубопроводах.
3.2. Адаптация гидродинамических моделей газожидкостных смесей
в трубопроводах.
3.3. Определение адаптационных параметров на основе анализа фактических эксплуатационных данных
ГЛАВА 4. КОМПЛЕКСНЫЙ ПОДХОД К РАСЧЕТУ РЕЖИМА РАБОТЫ СИСТЕМ СБОРА ГАЗА
4.1. Гидродинамическая связь элементов промысла и их взаимное влияние в процессе эксплуатации
4.2. Математическое описание газосборной сети как единой гидродинамической системы.
4.3. Программная реализация комплексного подхода к расчету режимов работы промысловой системы сбора газа.
4.4. Применение комплексного подхода к расчету режимов работы систем сбора газа для решения практических задач
Основные выводы и результаты
Список литературы

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы
Важным этапом проектирования разработки и обустройства газовых месторождений является гидродинамический расчет промысловых газосборных сетей. Одним из эффективных методов решения задач анализа, прогнозирования и оптимизации работы данных объектов является гидродинамическое моделирование.
Создание моделей газосборных сетей осложнено отсутствием обоснований для выбора методики гидродинамического расчета промысловых трубопроводов. Недостаточно изучен вопрос адаптации методик к фактическому состоянию промысловых газосборных сетей. Серьезную методическую проблему представляет учет взаимодействия всей системы пласт - скважины - трубопроводы газосборной сети - установки подготовки газа - дожимные компрессорные станции в процессе добычи.
В связи с этим развитие методов гидродинамического моделирования промысловых газосборных сетей является актуальной темой исследований. Целью диссертационной работы является совершенствование методов гидродинамического моделирования газосборных сетей, транспортирующих газожидкостные смеси, для оптимизации режимов совместной эксплуатации скважин и промысловых трубопроводов.
Основные задачи исследований
1. Изучение особенностей гидродинамики газожидкостных смесей в промысловых трубопроводах.
2. Проведение сравнительного анализа существующих методик гидродинамического расчета промысловых трубопроводов.
3. Разработка рекомендаций по гидродинамическому расчету промысловых трубопроводов при моделировании газосборных сетей.
4. Изучение проблемы адаптации гидродинамических моделей трубопроводов, транспортирующих газожидкостные смеси, к фактическому

состоянию промысловых газосборных систем.
5. Разработка методики адаптации гидродинамических моделей промысловых трубопроводов на основе эксплуатационных данных.
6. Разработка метода гидродинамического расчета промысловых систем сбора газа, позволяющего учесть взаимное влияние скважин и трубопроводов газосборной сети в процессе эксплуатации.
Методы исследования
Решение поставленных задач проводилось на основе методов гидродинамического расчета газожидкостных смесей в трубопроводах, анализа промысловой информации о работе систем сбора газа, с использованием численных методов математического моделирования. Научная новизна
Обосновано новое критериальное уравнение для определения режимов течения газожидкостной смеси на подъемных участках трубопроводов в условиях малого расходного содержания жидкости.
Установлена неоднозначность решения задачи определения расхода газожидкостной смеси в трубопроводе для заданного перепада давления. Разработана методика выбора решения на основе истории эксплуатации трубопровода.
Разработана методика раздельной адаптации гидродинамической модели трубопровода по потерям давления на трение и гидростатическим потерям на основе фактических эксплуатационных данных.
Создан модульный программный комплекс, объединяющий гидродинамические модели отдельных элементов системы сбора газа (скважин, трубопроводов, регулирующих устройств) в единую расчетную систему.
Защищаемые положения
1. Методика гидродинамического расчета трубопроводов,
транспортирующих газ с малым содержанием жидкости для создания
моделей промысловых газосборных систем.

0.01 0.1 1 10
Рисунок 4. Диаграмма режимов течения газожидкостной смеси в трубопроводах
Таким образом, большинство существующих методик гидродинамического расчета используют общий принцип перехода от свойств отдельных компонентов (вязкости, плотности, коэффициента трения) к интегральным свойствам смеси. Однако методики могут использовать различные диаграммы течения, корреляции для определения истинного содержания жидкости, корреляции для определения интегральных свойств и коэффициента трения газожидкостной смеси и, в конечном итоге, потерь давления в трубопроводе.
Современные средства моделирования насчитывают более тридцати различных методик для проведения гидродинамического расчета трубопроводов, транспортирующих газожидкостные смеси. Некоторые из них имеют достаточно широкую область применения, другие применимы в очень узком диапазоне параметров. При этом однозначного ответа на вопрос о границах области применения на текущий момент не существует.
Методики создавались для решения широкого круга задач.
Значительный вклад в развитие представлений о гидродинамике