مدل سازی و شبیه سازی تزریق گاز به منظور کاهش لختگی شدید در جریان سه فازی در سیستم لوله- بالابرنده

از آنجا که لختگی شدید در بالابرنده ها مانع تولید پایا و باعث از کار افتادن تجهیزات تولید می شود، یافتن روشی مناسب برای پیشگیری از این پدیده از اهمیت به سزایی برخوردار است. هدف از این پژوهش ارائه یک مدل ریاضی برای تحقیق در مورد رفتار جریان آب، نفت و گاز در سیستم لوله- بالابرنده است. برای این منظور، جریان سیالات در شبیه سازی خط لوله توسط یک مدل توده ای در دو حالت مدل سازی شده است. در حالت اول، گاز توانایی نفوذ در بالابرنده را دارد و جریان گاز به صورت پیوسته است و در حالت دوم، تجمع مایع صورت گرفته در پایه بالابرنده، مانع نفوذ گاز می شود و لذا جریان گاز به صورت ناپیوسته است. در مدل سازی بالابرنده از گره های متحرک برای سنجش شرایط محلی استفاده شده است. همچنین، انتقال جرم بین فازهای نفت و گاز توسط تقریب نفت سیاه تخمین زده شده است. پس از مدل سازی لختگی شدید، به منظور کاهش این پدیده و برای پایدارسازی جریان و جلوگیری از مشکلات احتمالی، تزریق گاز به پایه بالابرنده، شبیه سازی و سپس معیاری برای محاسبه میزان تزریق گاز جهت دست یابی به پایداری نسبی ارائه شده است. در نهایت، معادلات با استفاده از یک روش ضمنی و با استفاده از سعی و خطا برای رفتار غیر خطی، گسسته سازی و انتگرال گیری شده اند. نتایج به دست آمده برای مدل سازی لختگی شدید و اثر تزریق گاز بر این مدل سازی، با نرم افزار شبیه سازی الگا (OLGA) مقایسه شدند که تشابه خوبی حاصل شد.

کلیدواژه ها:

بالابرنده ، پایداری ، تزریق گاز ، لختگی شدید ، نرم افزار شبیه سازی الگا