Mục lục I. Khai báo thành phần dòng trong PVTSim 2 II. Thiết lập mô phỏng trên Olga 3 a. Thông số vật liệu của ống 3 b. Thiết kế cấu hình đặt ống 3 III. Phân tích và biện luận kết quả 4 Câu 1: Xác định EVR 4 Câu 2: Chọn đường kính ống tuyến Đầm Dơi Khánh Mỹ phù hợp. 6 Câu 3: Khảo sát EVR qua các giai đoạn trong quá trình khai thác mỏ 8 Câu 4: Khảo sát tốc độ dòng khí UG qua các giai đoạn trong quá trình khai thác mỏ. 10 Câu 5: Khảo sát lượng lỏng tích tụ (LIQC) qua các giai đoạn trong quá trình khai thác mỏ: 12 Câu 6: Khảo sát hiện tượng tạo sáp qua các giai đoạn trong quá trình khai thác mỏ: 14 Câu 7: Khảo sát hiện tượng tạo hydrat qua các giai đoạn trong quá trình khai thác mỏ: 14 Câu 8: Khảo sát sự thay đổi nhiệt độ dọc theo tuyến ống (TM) qua các giai đoạn trong quá trình khai thác mỏ 16 Câu 9. Khảo sát sự thay đổi áp suất dọc theo tuyến ống (PT) qua các giai đoạn trong quá trình khai thác mỏ: 18 Câu 10: Khảo sát chế độ dòng chảy (ID) qua các giai đoạn trong quá trình khai thác mỏ: 20 I. Khai báo thành phần dòng trong PVTSim Bảng I 1 Thành phần dòng Component mol.% wt.% MW (gmol) Nitrogen 0.86 0.78 28.01 Hydro sulphide 0.00 0.00 34.08 Carbon Dioxide 46.28 65.83 44.01 Methane 45.94 23.82 16.04 Ethane 4.10 3.99 30.07 Propane 1.50 2.13 44.10 Isobutane 0.32 0.60 58.12 Nbutane 0.34 0.64 58.12 Isopentane 0.15 0.36 72.15 Npentane 0.09 0.22 72.15 Hexanes 0.12 0.32 86.18 Heptanes 0.10 0.33 100.20 Octanes 0.07 0.26 114.23 Nonanes 0.05 0.20 128.26 Decanes 0.02 0.10 142.28 Undecanes 0.01 0.06 156.31 Dodecanes 0.01 0.06 170.34 Tridecanes 0.01 0.06 184.36 Tetradecanes 0.01 0.06 198.39 Pentadecanes+ 0.02 0.18 Total 100.00 100.00 Khai báo thành cấu tử giả C15+ với thành phần như sau: Bảng I 2 Thành phần cấu tử giả Component NBP(°C) MW Iq Density (kgm3) TC (°C) C15+ 278.18 206 832 460.85 Component PC (barg) VC (m3kgmole) Acentricity C15+ 16.67 0.8308 0.629 II. Thiết lập mô phỏng trên Olga Sau khi thiết lập thành phần dòng trong PVTSim ta được file kết quả Damdoi.tap a. Thông số vật liệu của ống Vật liệu ống: thép theo tiêu chuẩn ANSI SCH 80s Capacity: 500 JkgC Conductivity: 50 WmC Density: 7850 kgm3 Độ dày đường ống: 12.7 mm b. Thiết kế cấu hình đặt ống
TẬP ĐỒN DẦU KHÍ VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC DẦU KHÍ VIỆT NAM - // - BÁO CÁO MƠ PHỎNG DỊNG CHẢY TRONG VẬN CHUYỂN & CBDK Đề tài: Mô tuyến ống Đầm Dơi – semi CPP Khánh Mỹ Bà Rịa, Ngày tháng năm Mục lục I Khai báo thành phần dòng PVTSim II Thiết lập mô Olga a Thông số vật liệu ống b Thiết kế cấu hình đặt ống .3 III Phân tích biện luận kết Câu 1: Xác định EVR Câu 2: Chọn đường kính ống tuyến Đầm Dơi- Khánh Mỹ phù hợp Câu 3: Khảo sát EVR qua giai đoạn trình khai thác mỏ Câu 4: Khảo sát tốc độ dịng khí UG qua giai đoạn trình khai thác mỏ 10 Câu 5: Khảo sát lượng lỏng tích tụ (LIQC) qua giai đoạn trình khai thác mỏ: 12 Câu 6: Khảo sát tượng tạo sáp qua giai đoạn trình khai thác mỏ: 14 Câu 7: Khảo sát tượng tạo hydrat qua giai đoạn trình khai thác mỏ: 14 Câu 8: Khảo sát thay đổi nhiệt độ dọc theo tuyến ống (TM) qua giai đoạn trình khai thác mỏ 16 Câu Khảo sát thay đổi áp suất dọc theo tuyến ống (PT) qua giai đoạn trình khai thác mỏ: 18 Câu 10: Khảo sát chế độ dòng chảy (ID) qua giai đoạn trình khai thác mỏ: 20 I Khai báo thành phần dòng PVTSim Bảng I-1 Thành phần dòng Component mol.% wt.% MW (g/mol) Nitrogen 0.86 0.78 28.01 Hydro sulphide 0.00 0.00 34.08 Carbon Dioxide 46.28 65.83 44.01 Methane 45.94 23.82 16.04 Ethane 4.10 3.99 30.07 Propane 1.50 2.13 44.10 Isobutane 0.32 0.60 58.12 N-butane 0.34 0.64 58.12 Isopentane 0.15 0.36 72.15 N-pentane 0.09 0.22 72.15 Hexanes 0.12 0.32 86.18 Heptanes 0.10 0.33 100.20 Octanes 0.07 0.26 114.23 Nonanes 0.05 0.20 128.26 Decanes 0.02 0.10 142.28 Undecanes 0.01 0.06 156.31 Dodecanes 0.01 0.06 170.34 Tridecanes 0.01 0.06 184.36 Tetradecanes 0.01 0.06 198.39 Pentadecanes+ 0.02 0.18 Total 100.00 100.00 - Khai báo thành cấu tử giả C15+ với thành phần sau: Bảng I-2 Thành phần cấu tử giả II Component NBP(°C) MW Iq Density (kg/m3) TC (°C) C15+ 278.18 206 832 460.85 Component PC (barg) VC (m3/kgmole) Acentricity C15+ 16.67 0.8308 0.629 Thiết lập mô Olga Sau thiết lập thành phần dòng PVTSim ta file kết Damdoi.tap a Thông số vật liệu ống - Vật liệu ống: thép theo tiêu chuẩn ANSI SCH 80s - Capacity: 500 J/kg-C Conductivity: 50 W/m-C Density: 7850 kg/m3 Độ dày đường ống: 12.7 mm b Thiết kế cấu hình đặt ống - Thơng số ống sau: Hình II:1 Thơng số ống mơ Đường kính ống: 11 cm Độ nhám ống: 0.048 mm - Thơng số cấu hình đặt ống sau: Hình II:2 Cấu hình đặt ống III Phân tích biện luận kết Câu 1: Xác định EVR Hình III:1 Erosional velocity ratio Nhận xét: Tốc độ bào mòn tăng độ ngột đoạn đầu đường ống khoảng 100 m đầu (0- 0.8) sau tăng dần tăng mạnh đoạn cuối từ 9000 đến 10300 m (1.1-1.42) Giải thích: Hình III:2 Đồ thị thể hiển EVR, UG, PT Tốc độ mài mòn (EVR- màu đỏ) có liên quan tới tốc độ dịng khí (UG- màu đen, giải thích câu 4) Khi tốc độ dịng khí tăng lên ma sát dịng khí đường ống tăng lên theo Kết EVR tăng lên theo dọc đường ống theo tỷ lệ tăng UG Câu 2: Chọn đường kính ống tuyến Đầm Dơi- Khánh Mỹ phù hợp Hình III:3 Đồ thị áp suất (PT) đường khính ống - Đường kính ống nhỏ có thể để tiết kiệm chi phí mua sắm - Áp suất đường ống không vượt áp suất thiết kế 160 barg Dựa vào hình ta chọn đường kính ống nhỏ 11cm chấp nhận áp suất đường ống đầu vào 152 bara Ta lấy đường kính ống 11 cm để mơ cho khảo sát Câu 3: Khảo sát EVR qua giai đoạn trình khai thác mỏ Bảng III-1 Khảo sát EVR, LIQC, UG max qua giai đoạn trình khai thác Case SS-1 năm 2019- Flowpath Massflow(kg /s) Pressure UG LIQC EVR at CPP max (m3) max KM (bar) (m/s) max DD-CPP KM 13,5 40,68 21 0.134 1.4 DD-CPP KM 12,2 36,45 22 0.152 1.39 SS-3 năm 2023 DD-CPP KM 10,8 33,28 21.5 0.175 1.29 SS-4 năm 2024 DD-CPP KM 9,4 30,08 21.2 0.195 1.18 SS-5 năm 2025 DD-CPP KM 8,8 28,40 21.2 0.205 1.15 SS-6 năm 2026 DD-CPP KM 7,4 25,08 21 0.222 1.05 SS-7 năm 2027 SS-8 năm 2028 DD-CPP KM 6,1 21,95 20 0.235 0.95 DD-CPP KM 4,7 21,95 16 0.255 0.725 2021 SS-2 năm 2022 trở Hình III:4 Đồ thị EVR qua giai đoạn khai thác Càng giai đoạn sau trình khai thác, tốc độ bào mòn dòng lưu chất lên đường ống ngày giảm Nguyên nhân qua năm, động lực dòng vào (lưu lượng, áp suất) giảm dẫn đến tốc độ khí giảm giá trị EVR max giảm Câu 4: Khảo sát tốc độ dòng khí UG qua giai đoạn q trình khai thác mỏ 10 Hình III:5 Đồ thị UG qua giai đoạn khai thác 11 Nhận xét: Dọc theo đường ống, UG (vận tốc dịng khí) có xu hướng tăng dần qua năm vận tốc dịng khí giảm dần Vận tốc dịng dọc theo đường ống có thay đổi sau: Đoạn 85m đầu: Tốc độ dịng khí tăng đột ngột Từ trạng thái tĩnh áp suất cao, khí có gia tốc lớn vào đường ống Đoạn 85m- 3900m: Tốc độ khí ổn định Sau chạm vào đoạn gấp khúc, dịng Đoạn 3900m- 9000m: Tốc độ dịng khí tăng Sau thời gian trao đổi nhiệt với nước biển, nhiệt độ dịng khí ống giảm xuống làm pha lỏng bắt đầu hình thành chiếm tiết diện dịng khí Theo (1) vận tốc dịng khí tăng lên Từ 9000m đến 10300m: Tốc độ dòng khí tăng mạnh Lỏng ống tích tụ nhiều trước đoạn gấp khúc làm tốc độ dịng khí tăng cách nhanh chóng Qua năm lưu lượng áp suất dịng khí giảm dẫn đến giá trị tốc độ dịng khí (UG) max giảm theo Q- lưu lượng dịng khí m3/s A-tiết diện m2 Câu 5: Khảo sát lượng lỏng tích tụ (LIQC) qua giai đoạn trình khai thác mỏ: Bản chất vận chủn dịng lưu chất đường ống khí dùng khí để kéo dịng lỏng, nên giảm động lực dịng khí đầu vào lượng lỏng tích tụ ống tăng lên Kết khai thác mỏ khí, giai đoạn sau lỏng tích tụ (LIQC) nhiều 12 Hình III:6 Đồ thị LIQC qua giai đoan khai thác 13 Câu 6: Khảo sát tượng tạo sáp qua giai đoạn trình khai thác mỏ: Đường cong tạo Wax: thiết lập PVTSim Hình III:7 Đường cong tạo Wax Câu 7: Khảo sát tượng tạo hydrat qua giai đoạn trình khai thác mỏ: Đường cong tạo Hydrate: thiết lập PVTSim Hình III:8 Đường cong tạo Hydrate 14 Hình III:9 Đồ thị DTHYD qua giai đoạn 15 Nhận xét: Khơng có hình thành Hydrate ống qua năm Xét hỗn hợp khí, nguy hình thành Hydrat đường ống chủ yếu đến từ việc hạ nhiệt độ Tốc độ dịng khí giảm xuống trao đổi nhiệt dịng ống nước biển mạnh mẽ dẫn đến dòng ống bị nhiệt Kết giai đoạn sau chu kỳ khai thác, nguy hình thành hydrat cao Câu 8: Khảo sát thay đổi nhiệt độ dọc theo tuyến ống (TM) qua giai đoạn trình khai thác mỏ: 16 Hình III:10 Đồ thị TM qua giai đoạn 17 Trong q trình vận chủn lưu chất đường ống, ln có trao đổi nhiệt lưu chất bên mơi trường nước biển bên ngồi (có nhiệt độ thấp hơn) qua thành ống nên dọc theo đường ống nhiệt độ lưu chất bên có xu hướng giảm dần cân với nhiệt độ mơi trường giữ ngun Với đoạn từ đáy biển lên dù nhiệt độ môi trường tăng lên chênh lệch nhiệt độ không lớn đoạn ống q ngắn nên nhiệt độ khơng có nhiều thay đổi Lưu lượng dòng đầu vào giảm đồng nghĩa với thời gian lưu lưu chất bên ống lâu Tiếp xúc lâu, nhiệt nhiều dẫn tới điểm cân nhiệt độ với môi trường gần Kết luận: - Nhiệt độ giảm dần dọc chiều dài ống, đầu nhiệt độ đáy biển - Càng giai đoạn sau, giảm nhiệt độ mạnh mẽ theo chiều dài đường ống Câu Khảo sát thay đổi áp suất dọc theo tuyến ống (PT) qua giai đoạn trình khai thác mỏ: 18 Hình III:11 Đồ thị PT qua giai đoạn 19 Trong đường ống có ma sát, trở lực nên áp suất giảm dần Tại nơi có thay đổi địa hình áp suất giảm mạnh ma sát, trở lực mạnh Trong tiến trình khai thác, sau lưu lượng, áp suất đầu vào giảm có thể gây xuất vấn đề tích tụ lỏng Những điều làm tăng thêm ma sát trở lực nên sụt áp mạnh Kết luận : - Áp suất (PT) dọc tuyến ống giảm dần Càng giai đoạn sau, sụt áp mạnh Câu 10: Khảo sát chế độ dòng chảy (ID) qua giai đoạn trình khai thác mỏ: 20 Hình III:12 Đồ thị chế độ dịng chảy(ID) 21 Nhận xét: Khơng có thay đổi chế độ dòng chảy qua năm Do tốc độ dịng khí bên ống trì mức cao kéo dịng lỏng theo tốt hơn, ln hạn chế việc lỏng tích tụ nhiều gây nên slug 22 ... khí đường ống tăng lên theo Kết EVR tăng lên theo dọc đường ống theo tỷ lệ tăng UG Câu 2: Chọn đường kính ống tuyến Đầm Dơi- Khánh Mỹ phù hợp Hình III:3 Đồ thị áp suất (PT) đường khính ống - Đường... đường ống: 12.7 mm b Thiết kế cấu hình đặt ống - Thơng số ống sau: Hình II:1 Thơng số ống mơ Đường kính ống: 11 cm Độ nhám ống: 0.048 mm - Thơng số cấu hình đặt ống sau: Hình II:2 Cấu hình đặt ống. .. lập mô Olga a Thông số vật liệu ống b Thiết kế cấu hình đặt ống .3 III Phân tích biện luận kết Câu 1: Xác định EVR Câu 2: Chọn đường kính ống tuyến