密闭式稠油除砂关键技术研究
The Research to the Key Technology of Closed Desanding Based on Crude Oil
稠油资源分布广泛,储量丰富。随着人类社会对石油需求量的不断增加以及未来将面对的各种能源短缺等实际问题,稠油资源的开发和利用也变得越来越重要。为了降低稠油开发成本、提高稠油开发经济效益,提出了稠油出砂冷采和适度出砂技术。油井的适度出砂能提高产能,增产效果在稠油油藏中非常显著,国内、外有很多成功例子。出砂的同时油层将发生一定程度的压实作用,使孔隙压力升高,驱动能量增加,释放了油层的产能；同时出砂形成蚯蚓洞网络和稳定的泡沫油流动,提高了油层的采收率。近年来随着国际油价低迷和轻质油与重质油差价扩大、而稠油注蒸汽开采成本较高,常规开采方法受到经济上的严峻挑战,稠油出砂冷采技术必将得到进一步的应用。因此随着稠油出砂冷采和适度出砂技术的应用,砂害问题在稠油开采中不可避免。原油所含砂粒给地面集输设备造成破坏,包括设备、管道的腐蚀磨损与堵塞、相应存储器容积减小；砂粒进入地面设备,给地面设备带来各种破坏和影响；同时含油砂若处理不当会对环境造成污染。因此配置相应的油砂地面处理工艺也就必不可少。由于常规除砂技术未与降粘技术结合起来进行处理,使的除砂效率低下；同时工艺流程复杂占地面积大,增加了处理成本同时降低了工作效率。粒径较大的沙粒可通过沉降法去掉,而粒径较小的沙粒可用旋流器装置去除。旋流器是一种分离非均匀层次混合物的分级设备,可完成液体澄清、固相颗粒洗涤、液体除气与除砂、固相颗粒分级与分类以及两种非互溶液体的分离等多种作业。旋流分离技术工艺简单易操作、分离效率高、无转动部件、占地面积小和易于实现自动化控制。在海上平台,除沙含油量若不达标而直接排入海洋,会带来严重的海洋污染,除沙处理是一个亟待解决的问题。本文以旋流器的工作原理理论为基础,论述了旋流除砂器工作过程,并分别详细介绍了旋流除砂器内流场的数值计算方法。应用比较权威的专业CFD软件,作为研究工具。通过合理的选择数学模型和正确的设定边界条件,结合流体力学中的旋转流、组合涡理论以及水力旋流器相关理论和试验结论,以原油为介质,模拟了旋流除砂器的内部流场。将模拟结果与相关理论以及试验结果作对比,从而验证了模拟结果的正确性。在实现流场全景式模拟的基础上,对旋流器流场的各主要参数做了逐一的定量的分析。本文所研究的旋流分离器结构紧凑,适用于海上钻井平台,并实施了CFD模拟,结果表明,粒径大于75μm的沙粒去除效率在90%以上
- 作者：
- 常晓菲
- 学位授予单位：
- 长江大学
- 专业名称：
- 流体机械及工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2012年
- 导师姓名：
- 冯定
- 中图分类号：
- TE345
- 关键词：
- 旋流器；密闭；除砂；稠油
- Hydrocyclone；Closed；Desanding；Crude oil