Modeling of three-phase heavy oil–water–gas bubbly flow in upward vertical pipes

Cazarez, O.; Montoya, Daniel; Vital, A.G.; Bannwart, Antonio Carlos

doi:10.1016/j.ijmultiphaseflow.2010.01.006

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“…And even the heat transfer is not included in the model presented by Munkejord et al [17]. Cazarez et al [18] consider the influence of the force existed in fluid interior to energy but he has not considered the heat transfer with the surroundings and the phase transformation. These practices are more common in multiphase flow simulation.…”

Section: Oil-gas Mixing Fluid Energy Equationmentioning

confidence: 99%

Energy Equation Derivation of the Oil-Gas Flow in Pipelines

Duan

Wang

Zhang

et al. 2012

Oil Gas Sci. Technol. – Rev. IFP Energies nouvelles

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Résumé -Dérivation de l'équation d'énergie de l'écoulement huile-gaz dans des pipelines -Lors de la simulation d'un écoulement multiphasique huile-gaz dans une conduite, le calcul thermodynamique représente un processus important en interaction avec le calcul hydraulique ; il influence la convergence du programme et la précision des résultats. La forme de l'équation d'énergie constitue la clef du calcul thermodynamique. Basée sur l'équation d'énergie de l'écoulement huile-gaz dans un pipeline, la formule de chute de température explicite (ETDF ; Explicit Temperature Drop Formula) est dérivée pour un calcul de température d'état stable huile-gaz. Cette nouvelle équation d'énergie prend en compte de nombreux facteurs, tels que l'effet Joule-Thomson, le travail de pression, le travail de frottement, ainsi que l'incidence des ondulations de terrain et le transfert de chaleur avec le milieu extérieur le long de la ligne. Ainsi, il s'agit d'une forme globale de l'équation d'énergie, laquelle pourrait décrire précisément la réalité d'un pipeline à phases multiples. Pour cette raison, un certain nombre de points de vue de la littérature à propos du calcul de température d'un écoulement diphasique huile-gaz dans des pipelines sont passés en revue. L'élimination de la boucle d'itération de température et l'intégration de l'équation de température explicite, au lieu de l'équation d'énergie d'enthalpie, dans le calcul conjugué hydraulique et thermique, se sont avérées améliorer l'efficacité de l'algorithme. Le calcul a été appliqué non seulement au modèle de composants mais aussi au modèle Black-Oil. Ce modèle est incorporé respectivement dans le modèle de composants ainsi que le modèle Black-Oil et deux simulations sont effectuées sur deux pipelines en service, les pipelines multiphasiques Yingmai-Yaha et Lufeng ; les résultats de température sont comparés à la simulation calculée par OLGA et aux résultats mesurés. Il est montré que ce modèle a très bien simulé la distribution de températures. Enfin, on a analysé l'influence de la capacité thermique spécifique du pétrole et du gaz sur la température du mélange des fluides et l'influence de l'effet Joule-Thomson sur la répartition de température sur le pipeline. Il est montré que le coefficient de Joule-Thomson représente un facteur clef pour décrire correctement un écoulement diphasique huile-gaz. Oil & Gas Science and Technology -Rev. IFP Energies nouvelles, Vol. 68 (2013), No. 2, pp. 341-353 Copyright © 2012, IFP Energies nouvelles DOI: 10.2516/ogst/2012020 Oil & Gas Science and Technology -Rev. IFP Energies nouvelles, Vol. 68 (2013 Abstract -Energy Equation Derivation of the Oil-Gas Flow in Pipelines -In the simulation of oil-gas pipeline multiphase flow, thermodynamic computation is an important process interacting with the hydraulic calculation and it influences the convergence of the program and the accuracy of the results. The form of the energy equation is the key to the thermodynamic computation. Based on the energy equation of oil-gas flow in pipeline, the E...

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Section: Oil-gas Mixing Fluid Energy Equationmentioning

confidence: 99%

Energy Equation Derivation of the Oil-Gas Flow in Pipelines

Duan

Wang

Zhang

et al. 2012

Oil Gas Sci. Technol. – Rev. IFP Energies nouvelles

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“…To evaluate the homogeneity range in the annular area, the ratio of the homogeneity range is used as an evaluation criterion [14]. The equation of this evaluation criterion is as follows: …”

Section: Homogeneity Range Ratio Of Weight Function Vectormentioning

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Design and Optimization of Annular Flow Electromagnetic Measurement System for Drilling Engineering

Wang

et al. 2018

Journal of Sensors

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Using the downhole annular flow measurement system to get real-time information of downhole annular flow is the core and foundation of downhole microflux control drilling technology. The research work of electromagnetic flowmeter in recent years creates a challenge to the design of downhole annular flow measurement. This paper proposes a design and optimization of annular flow electromagnetic measurement system for drilling engineering based on the finite element method. Firstly, the annular flow measuring and optimization principle are described. Secondly, a simulation model of an annular flow electromagnetic measurement system with two pairs of coil is built based on the fundamental equation of electromagnetic flowmeter by COMSOL. Thirdly, simulations of the structure of excitation system of the measurement system are carried out, and simulations of the size of the electrode's radius are also carried out based on the optimized structure, and then all the simulation results are analyzed to evaluate the optimization effect based on the evaluation indexes. The simulation results show that optimized shapes of the excitation system and electrode size can yield a better performance in the annular flow measurement.

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“…This can be a major drawback, particularly in the safety of the drilling and precision of the measurement. Over recent years, there have been great environmental concerns about the electromagnetic flowmeter [9][10], and many researchers have carried out studies on the theories and simulation of annular flow electromagnetic measurement [11][12][13]. W.H.…”

Section: Introductionmentioning

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