基于段塞流捕捉的高黏油气两相流模型的建立与验证

作     者：李爽 李玉星 王冬旭 王权 LI Shuang;LI Yuxing;WANG Dongxu;WANG Quan

作者机构：中国石油大学(华东)山东省油气储运安全省级重点实验室山东青岛266580 中国市政工程中南设计研究总院有限公司湖北武汉430060 

出 版 物：《化工进展》 (Chemical Industry and Engineering Progress)

年 卷 期：2019年第38卷第8期

页      面：3640-3649页

核心收录：

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 081704[工学-应用化学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 081701[工学-化学工程] 

基　　金：国家自然科学基金面上项目(51774313) 国家重点研发计划(2016YFC0802104) 

主　　题：气液两相流 高黏油 模型 段塞流 水力计算 

摘      要：随着传统油田的快速消耗,高黏稠油的开发逐渐引起了重视。有关高黏油的气液两相流研究主要集中在国外,国内的相关研究目前还较少。本文针对高黏油气混输管路,建立了一种捕捉段塞流的形成和发展过程,并进行两相流水力计算和液塞长度统计的组合模型。通过气液相间滑移速度和液相连续性方程的求解得到管路中不同时刻和位置的持液率,以持液率的变化反映段塞的形成和发展。建立气液动量守恒方程关联持液率和压力,得到管路中各位置的压力变化。闭合关系式中,通过液塞平移速度、壁面及气液相界面的剪切力关系式加入黏度的影响,最终建立适用于高黏油气两相流的段塞捕捉模型。使用不同来源的数据验证模型计算压降和液塞长度的准确性,数据分别来源于国外研究者的实验数据和大庆油田的现场数据。结果表明,模型具有较高的计算精度,大部分压降误差在±15%以内,大部分液塞长度误差在±20%以内。