中国工程热物理学会多相流2002年学术会议论文编号：026034油／气／水混输管道压降计算方法的改进吴海浩包杰余洋杨筱蘅北京昌平石油大学石油天然气工程学院，102249联系电话：010-89733181，E-mail：cympf@www．bjpeu．edu．cn摘要本文介绍了原油、天然气、水混输管道压降计算的主要方法，针对我国原油的物性特点，改进了物性计算并优选了计算模型组合．该计算方法用于我国油田油气两相管流及含水率较低的油气水三相管流计算的压降结果较准确．关键词三相流混输管道压降计算引言在油气采出、油气田集输及长距离外输管道系统中，都可能输送油、气、水混合物。在沙漠、极地和海洋油田，把油井生产出的原油和天然气混输至自然环境较好的地区或海岸上集中处理，可以减少集输系统及油田地面工程的投资，充分利用油气资源，有重大经济及社会效益．目前国外己建成上百条长距离混输管道．其中主要是天然气，凝析液管道。我国渤海、南海、东海、塔里木等油气田也己经或正在建设这种管道．长距离的原油，水，伴生气混输管道建设正提上日程，其系统设计、设备选用、运行管理等诸多问题亟待解决。多相管流运动规律及工艺计算的研究，是混输管道设计、设备选用、自控方案及安全经济运行的基础。近年来各国都投入大量人力、资金进行研究，但由于多相流动的复杂性、影响因素众多，仍然有不少尚未解决的课题．本文针对我国原油特点对油田集输系统的原油，伴生气，水混输管道压降计算的几个问题进行探讨．1．油气水多相管流的研究在早期研究中，1956年Sobocinski在3英寸透明塑料管上进行了空气油水三相流试验，观察了流型．1975年Tulsa大学的Malinowskyn1等发表了水平试验环道中油水两相及油气水三相流动的研究成果．他们认为气液两相流型图可以用来描述三相流动的流型。1994年。德田汉诺威大学的Stapelberg121等发表了油气水三相段塞流的研究结果，认为若不考虑油水之间的分散程度，水平管中油气水三相流的流型图与气液两相流相同。他们用修正的Baker流型圈描述了三相流的淹型．1992年，美田Rcnsslacr_工业研究院的Acikgoz【31等学者发现，三相流的流型种类多于气液两相流，而且流型过渡也比较复杂．作者还建立了水平管中油气水三相流的流型图．1993年，美田Ohio大学的LeeⅢ等学者将所观测到的流型分为三类七种．作者给出了不同油水比下的三相流流型图。认为适于气液两相的TaiteI-Dukler流型划分．不能适用于三相流．---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---近年来，我国也开始了油气水三相管流流型等研究，尚处于起步和探索阶段。有关油气水三相流压降的研究，1975年Tulsa大学的MalinowskyI】’等发现用线性粘度公式计算的混合液粘度不能准确地代表三相流中液相的有效粘度，认为只要求得液相有效粘度，就可以用Beggs—Brill或Dukler关系式计算三相流压降。从1991年开始，挪威能源研究所(IFE)的Lunde【5l等陆续发表了对油气水三相流的研究成果，包括流型、持液率、压降等方面内容。1993年，英国的Hill【61等发表了在lmpeHa[学院的多相流环道上进行的油气水三相流实验研究成果。他们选用Brinkman式计算油水混合物粘度，由Beggs．Bnll方法计算的压力梯度值与实验数据吻合较好。1994年Stapelberg【21的文章指出，对油气水三相段塞流压降的计算，在较低气相流速时(<3m／s)。假设油水均相流动，使用Dukler或Aziz方法，可以得到理想的结果。文献调研结果说明，各国学者对三相流压降计算的结论较为一致，多认为在油水混合均匀的情况，只要能准确计算出油水混合物的粘度，就可以利用某些气液两相流关系式，预测三相流压降。目前对油气水三相流的流型种类及划分方法存在不少分岐．还没有建立完善的三相流压降计算方法。油气水三相流的运动规律还有待深入研究。2．混输管道工艺计算软件近况国外已有几种多相流的商业性应用软件，如我国各石油设计院引进的Pipeflow、Pipephase等．能够进行多相流稳态工艺计算．挪威等国联合研制的OLGA软件是建立在一维多相流瞬态模型的基础上，不但可以进行稳态计算，还能够对管道清管、停输、泄漏等非稳态工况进行模拟．挪威正在研制OLGA2000...