HYSYS黑油模型在油田流动保障中的运用

鞠朋朋，陈文峰，张 欢，周晓艳，彭 宇

(海洋石油工程股份有限公司，天津 300451)

随着世界经济快速发展，石油、天然气的用量持续攀升，陆上约70%石油和99%天然气依靠管道输送。保证管道运输安全，特别是原油管道的顺利输送，前期设计数据的可靠性非常重要；但在某些项目中由于种种原因，并不能取得原油详细组分数据，只能获得有限的性质参数。为了顺利开展油田前期的方案设计，评估其技术可行性，需要使用黑油模型。黑油模型在计算中的优点：计算过程简单, 不涉及繁琐的状态方程和相态平衡计算；计算速度较快；计算过程绝对收敛。其缺点：没有考虑物质组分随着压力和温度变化的因素；没有考虑管道压力低于凝油气的露点时出现的反凝析现象。黑油只是为了阐述油、气、水三相流体的渗流规律而假设的一系列情况下的模型。

压力梯度：Beggs & Brill 方法的基本方程，计算黑油模型管流压降。

式中：λ为摩阻系数；HL为持液率；p为管线的平均压力；θ为倾角；ν为流体折算速度。

文章以某原油输送管道为例介绍黑油模型在管道计算中的应用。

1 黑油模型的建立

某油田通过单层保温管外输，保温层厚度25.4 mm，热传导率为0.051 W/m·K;管道埋地深度1 m，泥土热传导率为0.865 W/m·K;冬天泥土平均温度为2 ℃；外输管道分为两段，第一段管道原油利用泵加压外输，增压泵功率为150 kW,效率75%，原油进入外输海管的起输压力和温度为275 kPa、43 ℃，标注为原油-1;第一段管道直径为8″，壁厚8.18 mm，管道长度36.74 km，标高不变；原油-2在第一段管道出口混入第二段管道，混入前温度为33 ℃；……