PIPEPHASE多相流计算软件的验证与修正研究

论文摘要

油气水混输管道的压降计算是油气集输管道设计及运行管理过程中水力计算的主要内容之一。PIPEPHASE软件主要用于油田集油系统油气水三相流混输计算,包括了油气水多相混输管道的稳态计算模块。该软件对多相混输管道的工艺计算采用多个经验相关式,由于每个相关式都来自于一个特定范围的实验数据录取条件。因而,当相关式用于与当时实验条件相近的工况时,其计算结果比较准确,而用于偏离当时实验条件工况时,其计算结果的误差就比较大。目前,针对PIPEPHASE软件在大庆油田的适应用条件一直未界定的问题,在工程设计中的应用带有不确定性,因此,有必要开展“PIPEPHASE多相流计算软件验证与修正研究”课题研究。本文把PIPEPHASE软件的模拟结果与试验结果利用表格进行多组比较,发现该软件的计算结果受原油含水率、油品温度、油井产气量等参数影响较大,当产液量大于5m3/h、产气量大于300m3/h、含水率在55﹪～75﹪之间、油品温度低于60℃时,软件默认压降相关式BBM模型的计算误差均超过允许范围,因此需要对BBM模型进行修正,而环境温度的改变对BBM的计算结果影响不大。本文首次成功利用LINGO软件对BBM模型的计算结果进行修正研究,采用最小二乘法对模拟值与实测值进行拟合,得出拟合关系式,用PIPEPHASE多相流计算软件对采油一厂,二厂,三厂,九厂的采集数据进行井口回压计算,计算结果代入拟合关系式中,与实测结果相比较误差均小于8%,因此大大的提高了PIPEPHASE多相流计算软件的计算精度和使用范围,显著的提高了经济效益。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 前言
• 课题的研究目的和意义
• 多相流混输管道压降研究现状
• 通用的多相流混输管道计算软件介绍
• 第一章 PIPEPHASE 多相流计算软件
• 1.1 PIPEPHASE 特点及应用
• 1.2 PIPEPHASE 软件的基本结构
• 1.2.1 PIPEPPHASE 用户图形界面[23]
• 1.2.2 PIPEPHASE 中的模拟网络
• 1.2.3 建立PIPEPHASE 流程图
• 1.2.4 PIPEPHASE 运行及查看结果
• 第二章 PIPEPHASE 多相流计算软件的应用分析
• 2.1 计算模型的建立
• 2.1.1 物理模型
• 2.1.2 设定流体参数
• 2.1.3 控制方程[25]
• 2.1.4 边界条件的设定
• 2.2 常用压降公式介绍
• 2.2.1 贝格斯—布里尔（BBM）方法
• 2.2.2 洛克哈特—马蒂内利（LM）方法
• 2.2.3 杜克勒（Dukler）方法[31]
• 2.2.4 丹斯—若斯（DR）方法
• 2.2.5 哈格多恩—布朗（HB）方法
• 2.2.6 弗拉尼根（Flanigan）方法
• 2.2.7 曼德汉（Mandhane）方法
• 2.2.8 阿济兹（Aziz）戈威尔（Govier）福格拉锡（Fogarasi）方法
• 2.3 不同压降公式的模拟结果
• 第三章 软件模拟结果与实验结果相比较
• 3.1 实验研究
• 3.1.1 实验过程
• 3.1.2 实验结果
• 3.2 模拟结果与实测结果相比较
• 第四章 软件应用的误差分析及修正
• 4.1 软件误差影响因素分析
• 4.1.1 含水率的影响
• 4.1.2 油品温度的影响
• 4.1.3 产气量的影响
• 4.1.4 环境温度的影响
• 4.1.5 其他因素的影响
• 4.2 BBM 压降相关式修正
• 4.2.1 LINGO 软件简介
• 4.2.2 LINGO 软件应用
• 结论
• 参考文献
• 发表文章 目录
• 致谢
• 附录1 DN80 环形管道测试详细数据
• 详细摘要