OLGA软件培训教程:蜡沉积预测(一)

OLGA软件培训教程:蜡沉积预测(以海底油气输送管线为例)

  • 卡门扪

OLGA软件培训——在石油工业油气体系中蜡沉积问题始终是一个严峻的问题,发生在油气生产的各个环节,有时会带来重大的经济损失。原油在管道中流动,随传输距离的增加,温压降低,蜡沉积在管道底部,管道的输油效率降低,影响了油井效益与生产效率。

为防止蜡沉积堵塞管道,需要加入清除剂清除蜡积,或者采取清管操作,不仅提高了生产维修费用,而且严重影响了管道的正常运营。本次教程基于海底管道输送为背景,主要分析温度压力对蜡沉积的影响,运用OLGA2015软件模拟油气输送管道中温压场,将所得的温压场与蜡生成温压曲线对比,预测蜡沉积情况。结果可应用于海洋输送管线流动安全保障。

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1、OLGA软件培训——蜡沉积影响因素

1.1 OLGA软件培训——原油温度

影响油气体系中重质组分的重要因素之一为原油的温度。当温度较高时,蜡组分在原油中完全溶解,蜡的溶解度会随着温度的下降而降低。当温度降至析蜡点时,原油中开始有蜡晶体析出,随着原油温度继续降低,原油中有大量蜡析出,这些石蜡晶体形成三维的网状结构,原油体系中遍布这种网状结构时,会包围可流动的轻质组分,导致原油体系流动困难,造成生产开发的困难。

1.2 OLGA软件培训——压力

图1为压力和温度对蜡的初始结晶温度的影响。可知,在P>Pb条件下,压力降低,原油不会脱气,蜡的初始结晶温度随压力的降低而降低;在P<Pb条件下,压力降低时原油中气体的逸出与气体的膨胀都使油温降低,降低了对蜡的溶解能力,因而使初始结晶温度升高。压力愈低,结晶温度增加的愈高。在油气输送过程中,由于压力不断降低,气体的逸出降低了原油对蜡的溶解能力和原油温度,蜡结晶更易析出。

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2、OLGA软件培训——蜡沉积机理

结合国内外学者对蜡沉积机理的实验研究理论分析可总结出,其中分子扩散、剪切弥散和布朗运动是蜡沉积的主要形成机制。

2.1 OLGA软件培训——分子扩散

在周围低温环境的作用下,管内油流被冷却。当原油温度降低至析蜡点时,其中的蜡晶便会不断增加。当原油中蜡分子达到饱和时,其中的蜡分子会在分子扩散作用下向管壁处运动并且沉积下来。蜡的沉积会导致紊流核心区溶解的蜡和管壁处溶解的蜡之间出现浓度梯度。因此,溶解的蜡会在浓度梯度的作用下向管壁处移动随后沉积在管壁上。

2.2 OLGA软件培训——剪切弥散

在油流的剪切作用下,速度场中的蜡晶粒子除了沿流动方向运动外,还会以一定的角速度由速度高处向速度低处迁移,并最终在壁面上停止不动(壁面油流的剪切作用基本为零)。蜡晶粒子借助于分子间范德华力向管壁运动并沉积在管壁上的过程即为剪切弥散。
       2.3 OLGA软件培训——布朗运动

当微小的固体蜡晶悬浮于原油中时,它们会受到热搅动的油分子的持续冲击。这样的碰撞会使悬浮的颗粒发生轻微的随机自由布朗运动。这些颗粒存在浓度梯度时,布朗运动会导致一种类似于扩散的网状输送。

原油在海底管线运输过程中,受外界环境、重力压降、摩擦阻力、粗糙度等因素影响,管线内温度压力不断变化,到达原油浊点后,在上述3种机理作用下,蜡结晶从原油中析出,从而在管线内形成蜡沉积。

3、OLGA软件培训——海底管线模型建立

应用PVTSIM20.0建立流体包生成TAP文件,导入OLGA2015,结合OLGA2015自带的独特的双流体模型的压降计算公式和持液率公式。采用OLGA2015软件建立海底管线模型时,重点是设置模型的节点和管道参数,即实例的基本参数以及初始条件与边界条件,包括油藏参数、管道参数等。模拟时所采用的案例为XF区域的某两个油田基础数据(表1至表3),两油田分别命名为Xl、X2,建立的海底管线模型如图2所示。

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9.15图2 海底管线模型

本节教程先为大家分享基于海底管线的蜡沉积机理以及模型建立背景,下一节我们对OLGA2015输出的曲线进行分析,并对海底管线蜡沉积现象进行深入的分析研究讨论,欢迎大家互相学习讨论——OLGA软件学习

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目前评论:1   其中:访客  1   博主  0

  1. avatar haiyun 2

    应用的是OLGA中的一个蜡沉积模块吗?可以试一试,我现在还没学到那块,又有任务了哦。 :grin: