Опробование функциональных возможностей программного обеспечения OLGA для определения оптимальных режимов транспортировки нефти, препятствующих выпадению твёрдых частиц

Обоснование. В процессе эксплуатации все механические примеси, попадающие в коллектор через выкидные линии, оседают на дно вследствие снижения скорости потока, что приводит к уменьшению пропускной способности трубопроводной сети системы сбора, дальнейшему росту давления, а также к преждевременному износу оборудования. Для решения данной проблемы необходимо иметь представление о динамике и интенсивности образования осадка на дне трубопровода.

Цель. Оценить функциональные возможности и эффективность применения динамического симулятора мультифазного потока для решения задач, связанных с транспортом скважинной жидкости с наличием твёрдых частиц.

Материалы и методы. Для построения математической симуляции мультифазного потока с наличием твёрдых частиц в специализированном программном комплексе OLGA в качестве объекта исследования выбран один из нефтесборных коллекторов месторождения N с диаметром 159×10 мм и длиной 1600 м, сбор скважинной продукции в котором осуществляется с 16 скважин. При моделировании процессов с помощью симулятора OLGA обеспечивалось измерение параметров движения потока с различными диаметрами частиц и прогнозирование динамики параметров, таких как изменяющиеся во времени скорости потока, состав флюида, температуры и процесс осаждения твёрдых частиц.

Результаты. Для потока с диаметром частиц 104 мкм активное выпадение осадка происходит при расходах от 200 до 300 м³/сут. Начиная с расхода 400 м³/сут, поток достигает достаточной скорости, чтобы выносить частицы без существенного накопления в рассматриваемом трубопроводе. Вынос песка при расходе от 400 до 500 м³/сут происходит неравномерно, т.к. твёрдая фаза транспортируется в режиме подвижного осадка, который периодически накапливается в песчаную «пробку», увлекается потоком и выносится из трубопровода. Частицы с диаметром 150 мкм активно выпадают в осадок при расходах от 200 до 400 м³/сут; начиная с расхода 500 м³/сут, поток достигает достаточной скорости, чтобы выносить частицы без существенного накопления в рассматриваемом трубопроводе.

Заключение. Программа позволила выполнить расчёт динамической системы для различных диаметров твёрдых частиц в мультифазном потоке и решить поставленную задачу по оценке динамики накопления твёрдой фазы в трубопроводе и определению скорости потока флюида, необходимой для предотвращения образования осадка. Программа применима для реализации имитационного моделирования при формировании технических решений с целью минимизации рисков осаждения твёрдых частиц в нефтесборных трубопроводах при эксплуатации объектов наземной инфраструктуры.