对于油气两相流中持液率的影响因素分析

1、对于油气两相流中持液率影响因素的分析Factors for the oil and gas holdup of two-phase flow analysis张岩翟丽(西安石油大学，陕西西安710065)Zhangyan Zhaili(Xian Shiyou University, Shanxi Xian 710065)摘要：在实际的生产活动中，特别是多项流参数计算的过程中，持液率的计算和 确定占有很重要的地位。本文针对低粘油品与高粘油品，对持液率的影响因素即 气相流量、管径的变化、压力的变化等方面进行了定性的分析，对管道工艺及管 道设备的设计具有一定的指导意义。Abstract： In th

2、e actual production activities, especially in the process of calculated parameters of multiphase flow, it is very important to calculate and determine liquid holdup. For lowly viscous oil and highly viscous oil, This paper has carried on the qualitative analysis on the influence factors of the liqui

3、d holdup, such as gas phase flow rate, the change of pipeline diameter, the change of pressure and so on. Thus it have certain significance to the design of pipeline process and pipeline equipment.关键词：影响因素；粘性流体两相流动；持液率；管道设计1引言现今，关于石油与天然气的单向流动已经具备了比较成熟的工艺生产技术， 而多相流的研究由于各方面技术研究的难度巨大，导致多相流的工艺技术在各个 方面均远

4、远落后于单相流动的研究。但是由于多相流的输送方式决定了它可以在 同一管道中同时输送油、气、水三种流体，所以它可以在很大程度上节省投资、 减少运行费用。正是因为这个原因，关于多相流的研究深受石油、天然气、化工 及煤炭等各行各业的大力重视，也随之成为了当前油气管道输送研究的一个非常 重要的课题。本文着重介绍在油气两相流中持液率的影响因素，以及对实际操作 的指导作用。2低粘油品影响持液率的因素分析在工程实践和实验中，产生了很多关于持液率计算的经验与半经验公式，而 这些公式一般都有一定的适用范围，如果不加分析验证就直接使用，会得出较大 的误差甚至错误的结果，所以选取哪种计算公式不仅会影响到计算持液率的

5、精度， 而且会对管道工艺及管道设备的设计产生一定的影响。这就要求设计者不但要选 取适当的经验公式，并且对多相流计算中的各项参数有一定的定性分析能力。2.1气相流量变化影响低粘油品持液率的分析在液相流量保持恒定的情况下，逐渐增加气液比，会使持液率逐渐下降。但 是，持液率下降的程度会随着气相流量的不同而不同。伴随着气相流量增加，气 体流速会增加，而气相流速增加会带走更多的液体，使持液率呈减少趋势。当气 体流量很小的时候，由于气相的组成主要是甲烷和乙烷，所以在一定压力条件下， 只有少量的重组分凝析。所以，当管路压力保持持续上升状态时，会导致持液率 的增加幅度变小。2.2管径变化影响低粘油品持液率的分

6、析在相同输量的条件下，伴随着管径的增加，持液率的增加幅度小于管径的增 加幅度（当气体流量也同时变化的时候）。随着管径的增大，气相所占据的空间 增大，使得气相速度减小。而气相速度减小，会使气相携带液相的能力下降，所 以持液率也就增加了。在实际的工程应用中，直径的减小不仅可以减少生产投资， 也可以减小持液率，从而起到减少工程操作和运行困难的作用，所以在满足工程 输送要求的前提下，应该尽可能的使用直径相对比较小的管道。2.3压力变化影响低粘油品持液率的分析随着管路的压力不断增加，持液率也会随之增加，但是管路压力增加的幅度 会大于持液率增加的幅度。出现这种情况的原因是油气两相中，气相组分主要是 甲烷和

7、乙烷，在一定压力条件下，有少量的重组分凝析，所以伴随着压力的持续 上升，持液率增加幅度小于管路压力的上升幅度。3高粘油品影响持液率的因素分析3.1气相流量变化影响高粘油品持液率的分析当输入系统的液相流量保持恒定时，随着气液比的逐渐增加，持液率会随之 逐渐下降，但是在不同的气相流量范围内，持液率下降的程度有所不同。伴随着 气相流量的增加，气相的流速将会增加，气相流动时会带走更多的液体，使持液 率减小。当气相流量非常小的时候，气相的流速会减小，一部分液体会滞留在管 道中，直至形成新的动态平衡，而这种动态平衡的结果就是管路的持液率增大。 液相流量的增加会增加摩擦压降，降低系统的效率。3.2管径变化影

8、响高粘油品持液率的分析伴随着管径的增加，管路的持液率也在随之不断的增加。所以实际的工程应 用中，应该在满足工程输送要求的前提下，尽可能的使用直径相对比较小的管道。 直径的减小具有减少持液率，减少投资，减少工作量等作用。3.3压力变化影响高粘油品持液率的分析对于高粘性油品，压力变化对持液率的影响在趋势上和低粘性油品是相同的。 同样是持液率随着压力的增加而增加，持液率增加的幅度与压力增加的幅度相比 较小。4结论在实际工程计算持液率时，不同的计算方法和模型将会取得截然不同的计算 结果，甚至有时候结果相差的非常大。所以，这就要求设计者在实际的运用中， 必须要根据现场具体的市场条件、物性条件等选择恰当的计算模型，得出误差相 对较小的结果。油气两相流中，气体流量的增加将会导致持液率的减小，管径和 压力的增加将会导致持液率的增加，所以，在天然气长输管中应通过恰当的计算 和仔细的分析，在满足运输要求的前提下，获得最经济的管径和压力。本文通过针对低粘油品及高粘油品持液率影响因素的定性分析，可以给现场 管道的设计和施工给予一定的指导。对于粘性油品，需要综合考虑气体流量、管 径、压力变化等各个参数，才能得出经济科学的设计方案。参考文献Fossa M.Design and perofmance of a conductance probe