Testing the functionality of OLGA software for determining optimal oil transport modes to prevent solid particle deposition

Capa

Citar

Texto integral

Resumo

Background: During operation, all mechanical impurities entering the collector through the flow lines settle at the bottom due to a decrease in flow velocity. This leads to a reduction in the capacity of the pipeline network, increased pressure, and premature equipment wear. To address this issue it is essential to understand the dynamics and intensity of sludge formation at the bottom of the pipeline.

Aim: Evaluate the functionality and efficiency of the dynamic multiphase flow simulator in addressing challenges related to the transport of borehole fluid containing solid particles.

Materials and methods: To build a mathematical simulation of multiphase flow with solid particles using OLGA specialised software, we selected one of the oil gathering lines in field N, with a diameter of 159х10 mm and a length of 1600 m, as the study object. This oil gathering line collects production from 16 wells. The OLGA simulator was used to model the process and measure flow parameters with different particle diameters, predicting the dynamics of variables such as time-varying flow velocities, fluid composition, temperatures, and particulate deposition. For a flow with a particle diameter of 104 µm, active precipitation occurs at flow rates between 200 and 300 m³/day. At flow rates of 400 m³/day and above, the velocity is sufficient to carry the particles without significant accumulation in the pipeline.

Results: The software enabled the calculation of the dynamic system for different solid particle diameters in multiphase flow, addressing the challenge of evaluating the dynamics of solid phase accumulation in the pipeline and determining the fluid flow velocity required to prevent sludge formation. The software is suitable for implementing simulation modelling to develop technical solutions that minimise the risks of solid particle deposition in oil gathering pipelines during the operation of on-shore infrastructure facilities.

Conclusion: The software enabled the calculation of the dynamic system for different solid particle diameters in multiphase flow, addressing the challenge of evaluating the dynamics of solid phase accumulation in the pipeline and determining the fluid flow velocity required to prevent sludge formation. The software is suitable for implementing simulation modelling to develop technical solutions that minimise the risks of solid particle deposition in oil gathering pipelines during the operation of on-shore infrastructure facilities.

Sobre autores

Murat Yerlepessov

Branch of KMG Engineering LLP KazNIPImunaigaz

Autor responsável pela correspondência
Email: m.yerlepessov@kmge.kz
ORCID ID: 0009-0007-8581-2786
Cazaquistão, Aktau

Oleg Zaitsev

Branch of Schlumberger Logelco Inc in the Republic of Kazakhstan

Email: OZaitcev2@slb.com
ORCID ID: 0009-0002-0443-655X
Cazaquistão, Atyrau

Abay Yermekov

Branch of KMG Engineering LLP KazNIPImunaigaz

Email: A.Yermekov@kmge.kz
ORCID ID: 0009-0003-2130-2489
Cazaquistão, Aktau

Sain Amirov

Branch of KMG Engineering LLP KazNIPImunaigaz

Email: s.amirov@kmge.kz
ORCID ID: 0009-0005-7771-5535
Cazaquistão, Aktau

Zhuginis Urbisinov

Branch of KMG Engineering LLP KazNIPImunaigaz

Email: Zh.Urbissinov@kmge.kz
ORCID ID: 0009-0008-9723-5565
Cazaquistão, Aktau

Bibliografia

  1. Tao Y, Chen J, Liu J. Application and Practice of Integrated Sand Control Technology in Shallow Heavy Oil Reservoirs in Kazakhstan. SPE Annual Caspian Technical Conference; Nov 15–17, 2022; Astana, Kazakhstan. Available from: https://onepetro.org/SPECTCE/proceedings-abstract/22CTC/1-22CTC/514602.
  2. Taherifard A, Elistratov VV. Numerical Simulation of Erosion in a Pipe Under a Multi-Phase Oil and Gas Flow. Proceedings of the VNIIG. 2023;307:16–28. (In Russ.).
  3. Solnordal CB, Wong CY, Boulanger J. An experimental and numerical analysis of erosion caused by sand pneumatically conveyed through a standard pipe elbow. Wear. 2015;336:43-57. doi: 10.1016/j.wear.2015.04.017.
  4. Pereira GC, de Souza FJ, de Moro Martins DA. Numerical prediction of the erosion due to particles in elbows. Powder Technology. 2014;261:105-117. doi: 10.1016/j.powtec.2014.04.033.
  5. Zhang Y, Reuterfors EP, McLaury BS, et al. Comparison of computed and measured particle velocities and erosion in water and air flows. Wear. 2007;263(1–6):330–338. doi: 10.1016/j.wear.2006.12.048.
  6. Najmi K., McLaury B.S., Shirazi S.A., Cremaschi S. Low concentration sand transport in multiphase viscous horizontal pipes: An experimental study and modeling guideline. AIChE J. 2016;62:1821–1833. doi: 10.1002/aic.15131.
  7. Wicks M. Transport of solids at low concentration in horizontal pipes. Advances in Solid-Liquid Flow in Pipes and Its Application; March 4–6, 1968; Pennsylvania, PA. Available from: https://trid.trb.org/view/19654.
  8. al-Mutahar F. Modeling of Critical Deposition Velocity of Sand in Horizontal and Inclined Pipes : MSc Thesis. Tulsa : Department of Mechanical Engineering, The University of Tulsa, 2006.
  9. OLGA Flow Assurance. Version 2017. Guide and exercises. Schlumberger, 2023.
  10. Yermekov AA, Baspayeva AT, Amirov SK. Application of simulation to optimize the oil-gathering system of the “N” oil field. Kazakhstan journal for oil & gas industry. 2023;5(1):94–102. doi: 10.54859/kjogi108599.

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
2. Figure 1. Layers of sedimentation of solid particles

Baixar (310KB)
3. Figure 2. Location and profile of the pipeline in the model of oil-collection network

Baixar (1MB)
4. Figure 3. Reproducing and adjusting fluid properties

Baixar (610KB)
5. Figure 4. Granulometric composition of the sediment of the reservoir under consideration

Baixar (1MB)
6. Figure 5. Thickness profile of sand sludge over 24 hours

Baixar (503KB)
7. Figure 6. Dynamics of 0.1 mm diameter solid particle accumulation in the pipeline at different flow rates

Baixar (465KB)
8. Figure 7. Dynamics of the mass flow rate of the solid phase (0.1 mm) at the pipeline outlet at different fluid flow rates

Baixar (949KB)
9. Figure 8. Thickness profile of sand sludge over 24 hours

Baixar (546KB)
10. Figure 9. Dynamics of accumulation of 0.15 mm diameter solid particles in the pipeline at different flow rates

Baixar (537KB)
11. Figure 10. Dynamics of mass flow rate of solid phase (0.15 mm) at the pipeline outlet at different fluid flow rates

Baixar (806KB)

Declaração de direitos autorais © Yerlepessov M.U., Zaitsev O.I., Yermekov A.A., Amirov S.K., Urbisinov Z.S., 2024

Creative Commons License
Este artigo é disponível sob a Licença Creative Commons Atribuição–NãoComercial–SemDerivações 4.0 Internacional.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».