Nghiên cứu xây dựng mô hình mô phỏng động lực học chất lỏng tính toán (CFD) cho thiết bị Ejector sử dụng nâng cao tỷ lệ thu hồi mỏ khí condensate Hải Thạch
Trong lĩnh vực khai thác khí và condensate, việc xử lý dòng lưu chất phụ thuộc vào áp suất từng giếng và áp suất tại đầu vào hệ thống
công nghệ xử lý. Để có thể tiếp tục thu hồi khí và condensate tại các giếng đã suy giảm áp suất đồng thời với các giếng khác vẫn cho sản
lượng và áp suất ổn định, thông thường các phương pháp sử dụng thiết bị bề mặt được nghiên cứu đánh giá tính khả thi về kỹ thuật cũng
như đảm bảo hiệu quả kinh tế. Hai phương án dùng thiết bị bề mặt thông thường là máy nén khí ướt 3 pha và Ejector. So với việc sử dụng
máy nén khí ướt thì phương án sử dụng Ejector mang lại nhiều lợi ích như chi phí đầu tư và vận hành thấp, đây là một thiết bị có cấu tạo
gọn nhẹ, độ tin cậy cao và thân thiện môi trường. Tuy nhiên, để đưa đến quyết định đầu tư thì cần phải có một mô hình tin cậy giúp phân
tích khả năng làm việc, hiệu suất hoạt động cũng như tính toán chính xác tỷ lệ sản phẩm thu hồi được gia tăng. Trong nghiên cứu này,
kết quả của mô hình CFD sử dụng hỗn hợp khí cũng được so sánh với mô hình tương đương chỉ sử dụng methane. Sự khác biệt của 2 mô
hình được sử dụng để phân tích tính chính xác và hiệu quả của việc nghiên cứu áp dụng Ejector khí tự nhiên gia tăng thu hồi cho giếng
suy giảm áp suất. Dòng chảy của lưu chất bên trong thiết bị Ejector được mô phỏng dựa trên mô hình rối k-ε Re-Normalization Group.
Chất lưu là hỗn hợp khí tự nhiên có thành phần cấu tử theo điều kiện mỏ Hải Thạch. Phương trình khí thực Peng-Robison tính toán tỷ
trọng hỗn hợp khí
Trang 1
Trang 2
Trang 3
Trang 4
Trang 5
Trang 6
Trang 7
Trang 8
Trang 9
Trang 10
Tải về để xem bản đầy đủ
Tóm tắt nội dung tài liệu: Nghiên cứu xây dựng mô hình mô phỏng động lực học chất lỏng tính toán (CFD) cho thiết bị Ejector sử dụng nâng cao tỷ lệ thu hồi mỏ khí condensate Hải Thạch
14 DẦU KHÍ - SỐ 5/2020 THĂM DÒ - KHAI THÁC DẦU KHÍ NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG MÔ HÌNH MÔ PHỎNG ĐỘNG LỰC HỌC CHẤT LỎNG TÍNH TOÁN (CFD) CHO THIẾT BỊ EJECTOR SỬ DỤNG NÂNG CAO TỶ LỆ THU HỒI MỎ KHÍ CONDENSATE HẢI THẠCH TẠP CHÍ DẦU KHÍ Số 5 - 2020, trang 14 - 24 ISSN 2615-9902 Trần Ngọc Trung1, Triệu Hùng Trường2, Ngô Hữu Hải1, Trần Vũ Tùng1, Lý Văn Dao1 1Công ty Điều hành Dầu khí Biển Đông 2Đại học Mỏ - Địa chất Email: trungtn@biendongpoc.vn Tóm tắt Trong lĩnh vực khai thác khí và condensate, việc xử lý dòng lưu chất phụ thuộc vào áp suất từng giếng và áp suất tại đầu vào hệ thống công nghệ xử lý. Để có thể tiếp tục thu hồi khí và condensate tại các giếng đã suy giảm áp suất đồng thời với các giếng khác vẫn cho sản lượng và áp suất ổn định, thông thường các phương pháp sử dụng thiết bị bề mặt được nghiên cứu đánh giá tính khả thi về kỹ thuật cũng như đảm bảo hiệu quả kinh tế. Hai phương án dùng thiết bị bề mặt thông thường là máy nén khí ướt 3 pha và Ejector. So với việc sử dụng máy nén khí ướt thì phương án sử dụng Ejector mang lại nhiều lợi ích như chi phí đầu tư và vận hành thấp, đây là một thiết bị có cấu tạo gọn nhẹ, độ tin cậy cao và thân thiện môi trường. Tuy nhiên, để đưa đến quyết định đầu tư thì cần phải có một mô hình tin cậy giúp phân tích khả năng làm việc, hiệu suất hoạt động cũng như tính toán chính xác tỷ lệ sản phẩm thu hồi được gia tăng. Trong nghiên cứu này, kết quả của mô hình CFD sử dụng hỗn hợp khí cũng được so sánh với mô hình tương đương chỉ sử dụng methane. Sự khác biệt của 2 mô hình được sử dụng để phân tích tính chính xác và hiệu quả của việc nghiên cứu áp dụng Ejector khí tự nhiên gia tăng thu hồi cho giếng suy giảm áp suất. Dòng chảy của lưu chất bên trong thiết bị Ejector được mô phỏng dựa trên mô hình rối k-ε Re-Normalization Group. Chất lưu là hỗn hợp khí tự nhiên có thành phần cấu tử theo điều kiện mỏ Hải Thạch. Phương trình khí thực Peng-Robison tính toán tỷ trọng hỗn hợp khí. Từ khóa: Ejector, mô hình CFD, nâng cao thu hồi khí/condensate, mỏ Hải Thạch. 1. Giới thiệu Việc duy trì khai thác đồng thời nhiều giếng khí con- densate đặt ra thách thức lớn trong điều kiện áp suất đầu vào hệ thống xử lý khí là không thay đổi (tỷ số nén cố định khi thiết kế hệ thống). Khi áp suất bề mặt giảm xuống dưới áp suất đầu vào của hệ thống xử lý, giếng sẽ không còn khả năng khai thác khi dòng chảy tự nhiên của giếng không được duy trì. Lúc này, lượng khí của các giếng thấp áp có thể phải bị đốt cháy dưới dạng khí thải hoặc hệ thống công nghệ phải lắp đặt thêm máy nén khí 3 pha trung gian để tiếp tục duy trì sản xuất. Phương án sử dụng máy nén khí tự nhiên 3 pha trung gian để tạo dòng chảy vào hệ thống xử lý cho các giếng này đòi hỏi chi phí đầu tư và vận hành cao, tốn kém thời gian triển khai. Trong khi đó, thiết bị Ejector có thể giải quyết bài toán trên bằng việc sử dụng dòng khí dẫn động từ các giếng có áp suất cao hoặc đầu ra của hệ thống xử lý khí có áp suất cao hơn cả áp suất đường ống vận chuyển. Ngoài ra trong nhiều trường hợp, thiết bị Ejector còn sử dụng năng lượng dẫn động từ nguồn sơ cấp là giếng áp suất cao để có thể tận dụng tối đa năng lượng tự nhiên từ trong vỉa và hoàn toàn không cần thêm nguồn năng lượng nào khác hay sản sinh thêm chất thải ra ngoài môi trường. Trên thế giới đã có các nghiên cứu về tính khả thi và hiệu quả của Ejector trong việc gia tăng thu hồi cho các giếng dầu khí ở cuối chu kỳ khai thác. Nhóm tác giả đã nghiên cứu xây dựng mô hình mô phỏng dòng chảy lưu chất bên trong thiết bị bề mặt Ejector để đưa ra thông số hoạt động tối ưu nhất, giúp gia tăng khả năng thu hồi khí condensate. Mô phỏng hỗn hợp với thành phần cấu tử của khí tự nhiên tương tự như phương án đang được nghiên cứu tại mỏ Hải Thạch. Tỷ trọng hỗn hợp khí được tính toán theo phương trình khí thực Peng Robison. Trong số rất nhiều các mô hình dòng chảy rối, nhóm tác giả lựa chọn mô hình k-ε Re-Normalization Group.Ngày nhận bài: 23/4/2020. Ngày phản biện đánh giá và sửa chữa: 23/4 - 8/5/2020. Ngày bài báo được duyệt đăng: 8/5/2020. 15DẦU KHÍ - SỐ 5/2020 PETROVIETNAM 2. Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu 2.1. Nguyên lý vận hành của thiết bị Ejector Ejector đã được ứng dụng trong các lĩnh vực công nghiệp khác nhau. Ejector là thiết bị hướng dòng đơn giản với 2 cổng lưu chất đầu vào (Primary/Secondary Flow - Cổng lưu chất sơ cấp/thứ cấp) và 1 cổng phân tán (Diffuser). Nguyên lý cơ bản của thiết bị là tạo ra áp suất âm tại khu vực buồng hút bằng cách cho dòng chảy lưu chất áp suất cao đi qua khe hở hẹp để hút dòng áp suất thấp tại cổng thứ cấp. Sau đó, 2 dòng chảy lưu chất được trộn bên trong khoang đầu vào (suction cham- ber), ống trộn (mixing tube/chamber) và phân tán ở một số áp suất trung gian được xem là áp suất ngược (back pressure, Pb) hay còn gọi là áp suất đầu ra (discharge pressure). Áp suất chân không tạo ra lực hút lưu chất tại cổng thứ cấp, được sinh ra bằng cách tăng tốc độ của dòng chảy lưu chất sơ cấp đi qua vòi phun hội tụ. Về cơ bản, Ejector có 5 bộ phận: vòi phun hội tụ, buồng hút, buồng trộn, bộ phận phân tán như Hình 1 [1]. Trong lĩnh vực dầu khí, Ejector được nghiên cứu để gia tăng thu hồi cho các giếng ở cuối chu kỳ khai thác, thu hồi khí bay hơi (có nhiệt trị cao) của tàu chứa dầu tải mỏ hoặc ứng dụng vào việc hút các chất lỏng ngưng tụ cận đáy giếng. Các Ejector được sử dụng với các loại lưu chất mà không cần đến chất bôi trơn, chỉ gồm các chi tiết thụ động đơn giản, đáng tin cậy, chi phí thấp và gần như không cần bảo trì. Tuy nhiên, đây là thiết bị có hiệu suất thấp và phụ thuộc vào rất nhiều vào các yếu tố thiết kế và vận hành [2]. 2.2. Tính khả thi của nghiên cứu gia tăng thu hồi cho mỏ dầu và khí/condensate bằng thiết bị Ejector Trên thế giới, thiết bị Ejector đã được nghiên cứu triển khai và ứng dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp khai thác khí tự nhiên và ứng dụng gia tăng thu hồi bắt đầ ... tại điều kiện Pp = 140 bar, Pb = 45 bar Hình 6. Tỷ lệ hút entrainment giữa 2 mô hình sử dụng khí methane và hỗn hợp khí tự nhiên so với áp suất thứ cấp tại điều kiện: Pp = 140 bar, Pb = 45 bar Hình 5. Đồ thị tỷ lệ hút entrainment so với áp suất thứ cấp tại cùng điều kiện khi so sánh với nghiên cứu của Weixiong Chen và cộng sự [17] 21DẦU KHÍ - SỐ 5/2020 PETROVIETNAM - Mô phỏng CFD có thể phân tích được ảnh hưởng của các thông số vận hành, đặc điểm cấu trúc bên trong đến hiệu suất làm việc của thiết bị. Mô hình CFD sử dụng hỗn hợp khí tự nhiên sẽ dùng để nghiên cứu tối ưu hóa cấu trúc bên trong thiết bị Ejector cho điều kiện áp dụng tại mỏ Hải Thạch - Mộc Tinh. Các nghiên cứu [16, 22] đã chỉ ra nhược điểm của mô hình là hiệu suất thiết bị Ejector còn thấp, đặc biệt là trong trường hợp áp suất đầu ra cao hoặc áp suất dòng thứ cấp thấp. - Kỹ thuật CFD còn giúp phân tích và nhận định các phương án lấy khí dẫn động khác nhau để đưa ra phương án hiệu quả nhất trong điều kiện tại mỏ Hải Thạch - Mộc Tinh. Hiện tại, trong ứng dụng gia tăng thu hồi khí dùng Ejector trên thế giới, không có phương án nào được coi là tối ưu trong mọi trường hợp. Tỷ lệ hút entrainment sẽ được tính toán theo suốt quá trình gia tăng thu hồi của giếng suy giảm áp suất. Tổng thời gian thu hồi cũng như sản phẩm gia tăng được tính toán theo từng phương án áp dụng tại mỏ Hải Thạch. - Đánh giá kỹ thuật, nhận định các tình huống vận hành có thể gặp phải. Các vấn đề vận hành thiết bị đã được dự báo như: tỷ lệ lỏng trong dòng thứ cấp, hàm lượng CO2, H2S gây ăn mòn vòi phun, dòng chảy chất lỏng không ổn định, hiện tượng Joule - Thomson và hình thành hydrate [23]. - Ngoài ra, việc có thể giám sát và đảm bảo chế độ hoạt động tối ưu của thiết bị theo thời gian thực trong quá trình vận hành Ejector rất cần thiết [15]. Kết quả của mô hình CFD cho phép tính toán phương án vận hành thiết bị bằng cách so sánh hiệu suất của thiết bị theo thời gian thực (sử dụng các thiết bị đo đạc thực địa) với kết quả mô phỏng CFD. Trong khi vận hành Ejector, B.J.Huang và cộng sự đã nhấn mạnh tầm quan trọng của biểu đồ nổi tiếng như Hình 14 [24]. Trong đó, hiệu suất Ejector được chia làm 3 chế độ: chế độ tới hạn - nghẹt đôi (critical mode), chế độ cận tới hạn - nghẹt đơn (subcritical) và chế độ đảo lưu (backflow mode). Tại chế độ cận tới hạn, tỷ số hút entrain- ment là không đổi so với áp suất ngược cho Hình 8. Biên dạng áp suất tĩnh bên trong kết cấu - Mô hình chỉ có methane (a); mô hình hỗn hợp khí (b) Hình 9. Biên dạng vận tốc lưu chất bên trong kết cấu - Mô hình chỉ có methane (a); mô hình hỗn hợp khí (b) Hình 10. Đồ thị áp suất tĩnh dọc chiều dài tại trục chính của thiết bị - Mô hình chỉ có methane (a); mô hình hỗn hợp khí (b) (a) (a) (a) (b) (b) (b) Hình 11. Biên dạng tỷ lệ khối lượng dòng chảy của khí methane trong hỗn hợp 22 DẦU KHÍ - SỐ 5/2020 THĂM DÒ - KHAI THÁC DẦU KHÍ động từ đầu ra máy nén khí tại giàn xử lý trung tâm mỏ Hải Thạch. Mô hình sử dụng hỗn hợp khí tự nhiên là bước tiến mới giúp thiết kế và tối ưu hóa thiết bị Ejector cũng như giúp nâng cao tính chính xác, hiệu quả cho các nghiên cứu sử dụng Ejector khí tự nhiên trong tương lai. Từ nghiên cứu xây dựng mô hình CFD này, có thể đẩy mạnh triển khai áp dụng Ejector khí tự nhiên trong các lĩnh vực tiềm năng khác tại Việt Nam và cụ thể là mỏ Hải Thạch - Mộc Tinh như gia tăng thu hồi mỏ khí, thu gom khí bay hơi (flashing) từ sản phẩm condensate hay hút condensate ngưng tụ vùng cận đáy giếng. Các phương hướng nghiên cứu tiếp theo là gia tăng thu hồi khí condensate bằng thiết bị Ejector tại mỏ Hải Thạch gồm việc tối ưu hóa thiết kế, triển khai lắp đặt, vận hành và kiểm chứng mô hình bằng kết quả thực địa. Các nghiên cứu nổi bật nhằm đưa ra giải pháp tối ưu về kích thước và hình dạng khác nhau của Ejector khí tự nhiên như là phương pháp tối ưu hóa đa mục tiêu của bộ cấu kiện bên trong Ejector Set-Based Concurrent Engineering [26], không thứ nguyên hóa cấu tạo hình học của Ejector so với tỷ lệ hút entrainment [27], hay phương pháp tối ưu dựa trên mẫu đại diện (Surrogate based optimization technique) kết hợp mô phỏng CFD, phương pháp Kriging và giải thuật di truyền [16], phương pháp CFD kết hợp giải thuật tiến hóa đa mục tiêu (Multi- Objectives Evolutionary Algorithm). Việc gia tăng thu hồi khí kéo dài có thể sẽ đòi hỏi nhiều bộ lõi khác nhau được thiết kế và chế tạo nhằm thu hồi được lượng sản phẩm lớn nhất tại cụm mỏ Hải Thạch - Mộc Tinh. Tài liệu tham khảo [1] Bourhan M.Tashtoush, Moh’d A.Al-Nimr, and Mohammad A.Khasawneh, “A comprehensive review of ejector design, performance, and applications”, Applied Energy, Vol. 240, pp. 138 - 172, 2019. [2] Y.Bartosiewicz, Z.Aidoun, and Y.Mercadier, “Numerical assessment of ejector operation for refrigeration applications based on CFD,” Applied Thermal Engineering, Vol. 26, No. 5 - 6, pp. 604 - 612, 2006. [3] A.J.Green, Kevin Ashton, and A.T.Reade, “Gas production improvements using ejectors”, đến 1 giá trị nhất định (gọi là áp suất ngược tới hạn - Critical back pressure) và tỷ số hút entrainment bắt đầu giảm khi áp suất ngược tăng. Tỷ lệ hút entrainment sẽ bị giảm đột ngột do giảm dòng chảy thứ cấp. Nếu tiếp tục gia tăng áp suất ngược, thiết bị Ejector sẽ không thể tạo ra tỷ lệ hút entrainment nữa. Sẽ có hiện tượng dòng chảy ngược hay đảo lưu tại đầu thứ cấp [25]. 5. Kết luận Ứng dụng để gia tăng thu hồi cho mỏ khí condensate Hải Thạch sử dụng thiết bị Ejector đã được mô phỏng bằng kỹ thuật CFD. Kết quả so sánh với nghiên cứu trước đó của Amin Hassan Amin và các cộng sự [16] và Weixiong Chen và các cộng sự [17] cho thấy mô hình mô phỏng CFD sử dụng thành phần khí hỗn hợp với điều kiện mỏ Hải Thạch cho kết quả chính xác. Tuy nhiên, mô hình sử dụng hỗn hợp khí đòi hỏi lưới mô phỏng được chia nhỏ hơn rất nhiều so với các nghiên cứu trước đó nhằm đạt được độ độc lập kết quả GCI. Tại các điều kiện có tỷ lệ hút entrainment cao thì mô hình sử dụng hỗn hợp khí tự nhiên cho kết quả cao hơn so với mô hình sử dụng khí methane thông thường. Vị trí có sự khác nhau là khu vực buồng trộn và vùng thiết diện không đổi nơi xảy ra các sóng xung kích do thay đổi vận tốc dòng lưu chất. Mô hình CFD của Ejector đang được nghiên cứu áp dụng tại mỏ Hải Thạch đạt được tỷ lệ hút 37,69% tại điều kiện thiết kế là 14 MPa sơ cấp, 3,5 MPa thứ cấp và 4,5 MPa đầu ra. Đây là phương án sử dụng khí dẫn Hình 12. Biên dạng tỷ lệ khối lượng dòng chảy của khí ethane trong hỗn hợp Hình 13. Biên dạng tỷ lệ khối lượng dòng chảy của khí propane trong hỗn hợp Hình 14. Đồ thị tỷ số hút entrainment so với áp suất ngược [24] 23DẦU KHÍ - SỐ 5/2020 PETROVIETNAM Offshore Europe, Aberdeen, United Kingdom, 7 - 10 September, 1993. [4] M.M.Sarshar, “Jet-boosting the profitability of marginal oil and gas fields”, World Pumps, Vol. 1998, No. 387, pp. 24 - 26, 1998. [5] Marco Villa, Giambattista De Ghetto, Francesco Paone, Giancarlo Giacchetta, and Maurizio Bevilacqua, “Ejectors for boosting low-pressure oil wells”, SPE Production & Facilities, Vol. 14, No. 4, pp. 229 - 234, 1999. [6] P.Andreussi, S.Sodini, V.Faluomi, P.Ciandri, A.Ansiati, F.Paone, C.Battaia, “Multiphase ejector to boost production: First application in the Gulf of Mexico”, Offshore Technology Conference, Houston, Texas, 5 - 8 May, 2003. [7] Kulachate Pianthong, Wirapan Seehanam, M.Behnia, Thanarath Sriveerakul, and S.Aphornratana, “Investigation and improvement of ejector refrigeration system using computational fluid dynamics technique”, Energy Conversion and Management, Vol. 48, No. 9, pp. 2556 - 2564, 2007. [8] Yinhai Zhu, Wenjian Cai, Changyun Wen, and Yanzhong Li, “Numerical investigation of geometry parameters for design of high performance ejectors”, Applied Thermal Engineering, Vol. 29, No. 5 - 6, pp. 898 - 905, 2009. [9] Y.Bartosiewicz, Zine Aidoun, P. Desevaux, and Y.Mercadier, “CFD-Experiments integration in the evaluation of six turbulence models for supersonic ejectors modeling”, Proceedings of Integrating CFD and Experiments Conference, Glasgow, UK, 2004. [10] Yinhai Zhu and Peixue Jiang, “Experimental and numerical investigation of the effect of shock wave characteristics on the ejector performance,” International Journal of Refrigeration, Vol. 40, pp. 31 - 42, 2014. [11] Weixiong Chen, Huiqiang Chen, Chen Chaoyin Shi, Kangkang Xue, Daotong Chong, and Junjie Yan, “A novel ejector with a bypass to enhance the performance”, Applied Thermal Engineering, Vol. 93, pp. 939 - 946, 2016. [12] Daotong Chong, Junjie Yan, Gesheng Wu, and Jiping Liu, “Structural optimization and experimental investigation of supersonic ejectors for boosting low pressure natural gas”, Applied Thermal Engineering, Vol. 29, No. 14 - 15, pp. 2799 - 2807, 2009. [13] D.Chong, G.Wu, S.Liu, J.Yan, and J.Liu, “Numerical simulation of low pressure natural gas injector”, AIP Conference Proceedings, Vol. 1207, pp. 961 - 967, 2010. [14] Weixiong Chen, Daotong Chong, Junjie Yan, and Jiping Liu, “Numerical optimization on the geometrical factors of natural gas ejectors”, International Journal of Thermal Sciences, Vol. 50, No. 8, pp. 1554 - 1561, 2011. [15] Weixiong Chen, Chenxi Huang, Daotong Chong, and Junjie Yan, “Numerical assessment of ejector performance enhancement by means of combined adjustable-geometry and bypass methods”, Applied Thermal Engineering, Vol. 149, pp. 950 - 959, 2019. [16] Amin Hassan Amin, Ibrahim Elbadawy, Essam Elgendy, and Md Fatouh, “Effect of geometrical factors interactions on design optimization process of a natural gas ejector”, Mechanical Engineerin, Vol. 11, No. 9, 2019. [17] Weixiong Chen, Daotong Chong, Junjie Yan, Sheng-Chao Dong, and Ji-Ping Liu, “Numerical investigation of two-phase flow in natural gas ejector”, Heat Transfer Engineering, Vol. 35, No. 6 - 8, 2014. [18] NIST, NIST standard reference database number 69. Chemistry WebBook, 2018. [19] P.J.Roache, “Perspective: A method for uniform reporting of grid refinement studies”, Journal of Fluids Engineering, Vol. 116, No. 3, pp. 405 - 413, 1994. [20] P.J.Roache, “Quantification of uncertainty in computational fluid dynamics”, Vol. 29, pp. 123 - 160, 1997. [21] Patrick J.Roache, “Verification of codes and calculations”, AIAA Journal, Vol. 36, No. 5, pp. 696 - 702, 1998. [22] Weixiong Chen, Daotong Chong, Junjie Yan, and Jiping Liu, “The numerical analysis of the effect of geometrical factors on natural gas ejector performance”, Applied Thermal Engineering, Vol. 59, No. 1 - 2, pp. 21 - 29, 2013. [23] Syed M.Peeran and N.Beg S.Sarshar, “Novel examples of the use of surface jet pumps (SJPs) to enhance production & processing. Case studies & lessons learnt”, North Africa Technical Conference and Exhibition, Cairo, Egypt, 15 - 17 April, 2013. [24] B.J.Huang, C.B.Jiang and F.L.Hu, “Ejector performance characteristics and design analysis of jet refrigeration system”, Journal of Engineering for Gas Turbines and Power, Vol. 107, No. 3, pp. 792 - 802, 1985. [25] Jianyong Chen, Sad Jarall, Hans Havtun, and Bans Palm, “A review on versatile ejector applications in refrigeration systems”, Renewable and Sustainable Energy Reviews, Vol. 49, pp. 67 - 90, 2015. 24 DẦU KHÍ - SỐ 5/2020 THĂM DÒ - KHAI THÁC DẦU KHÍ [26] Muhd Ikmal I. Bin Mohd Maulana, AhmedAl- Ashaab, Jakub W.Flisiak, Zehra C.Araci, Piotr W.Lasisz, Essam Shehab, Najam Beg, and Abdullah Rehman, “The set-based concurrent engineering application: A process of identifying the potential benefits in the surface jet pump case study,” Procedia CIRP, Vol. 60, pp. 350 - 355, 2017. [27] Navid Sharifi, Masoud Boroomand, and Majid Sharifi, “Numerical optimization of ejector geometry based on non-dimensional parameters”, International Mechanical Engineering Congress and Exposition, Houston, Texas, USA, November 9 - 15, 2012. Summary In the field of gas and condensate production, the processing of fluid flowing depends on the reservoir pressure and the inlet pressure of the gas processing system. In order to recover gas and condensate from the depleting or pressure-reducing wells at the same time with wells still maintaining stable flowrate and pressure, conventionally the methods of using surface equipment are often studied to evaluate their technical feasibility as well as economic efficiency. Two conventional methods using surface equipment are Three-phase Natural Gas Compressor and Ejector. Compared to the Gas Compressor, the method using Ejector offers many advantages such as low investment and operating costs, and this is also a lightweight, reliable and environmental-friendly equipment. However, to support investment decision making, a reliable fluid dynamic model is crucial to analyse the workability and performance as well as to accurately calculate the increase of enhanced recovery products. In this study, the results of the Computational Fluid Dynamic (CFD) model using a gas mixture were also compared to those produced by the equivalent model using only methane. The flowing of fluids inside the Ejector is modelled based on the k-ε Re-Normalisation Group (k-ε RNG) turbulent model. The gas compositions for working fluids are those under the conditions of Hai Thach field. The Peng-Robison real gas equation was also applied to calculate the gas density. Key words: Ejector, CFD model, enhanced gas/condensate recovery, Hai Thach field. ENHANCING PRODUCTION WITH NATURAL GAS EJECTOR FOR HAI THACH GAS CONDENSATE FIELD - CFD MODEL DEVELOPMENT Tran Ngoc Trung1, Trieu Hung Truong2, Ngo Huu Hai1, Tran Vu Tung1, Ly Van Dao1 1Bien Dong Petroleum Operating Company 2Hanoi University of Mining and Geology Email: trungtn@biendongpoc.vn
File đính kèm:
- nghien_cuu_xay_dung_mo_hinh_mo_phong_dong_luc_hoc_chat_long.pdf