Multiphase Production Control: Application to Slug Flow

Abstract

Résumé -Contrôle en production polyphasique : application aux écoulements à bouchons -TACITE, développé à l'IFP, est un logiciel compositionnel capable de simuler le comportement des écoulements polyphasiques dans les pipelines et les puits de production avec différents équipements comme des contrôleurs, des vannes, des séparateurs, des injecteurs latéraux, des index de productivité ou des faisceaux de tubes. Cet article présente tout d'abord le système d'équations aux dérivées partielles qui est résolu dans ce logiciel. Puis, les différents modèles (thermodynamique, hydrodynamique, transfert de chaleur, numérique), sont brièvement décrits. Nous montrons, à travers un exemple de champ réel, que l'utilisation d'un simulateur transitoire tel que TACITE est essentielle lors de la phase de design d'un système de production polyphasique. Il peut, en particulier, être utilisé pour tester différents systèmes de contrôle. Nous illustrons, sur ce cas, l'importance de l'approche compositionnelle qui a été mise en place dans ce code. Cet exemple est basé sur le champ de Dunbar. Pour certaines conditions de fonctionnement, cette installation est sujette à l'apparition du phénomène dit de severe slugging (écoulement à bouchons formé à la base d'un pipeline vertical). Les résultats de simulation de différents systèmes de production sont présentés puis analysés en termes d'efficacité à contrôler ce phénomène.Mots-clés : écoulement polyphasique, production polyphasique, severe slugging, simulation transitoire. Abstract

Control Problems for One-Dimensional Fluids and Reactive Fluids with Moving Interfaces

“…Unstable flow regime can occur, especially when the choke is largely opened, which, unfortunately, corresponds to a point of industrial interest. This kind of instability is also observed on related systems: oil wells with a gas reservoir [28,12], risers with low-point [27,10,9]. Generally, switches of valves are reported to be at the birth of the oscillating phenomena: downhole choke plays a key role in the casing-heading in [23,12,24], while the geometric low-point acting as a valve is studied in [27].…”

Experimental and numerical investigation of an air pocket immersed and immobilized in a horizontal water duct flow

“…the development of pipelines and multiphase pumps used in the chemical and petroleum industry (Falcimaigne et al, 2002;Henriot et al, 2002), the air injection in turbomachines in order to diminish the effect of cavitation near the walls (Arndt et al, 1995) or the design of drainage systems (Aimable and Zech, 2003;Minato and Nakajima, 2004). This type of two-phase flows is also encountered in environmental application as described by Benjamin (1968).…”

Dispersed Systems in Heavy Crude Oils

“…So the depletion usually leads to the nucleation and growth of bubbles within the oil, what modifies its flow properties. In the case of light oils, bubbles coalesce very quickly and a slug flow can appear out of the well (Taitel, 1986;Henriot et al, 2002). On the opposite, in the case of heavy oils, bubbles remain dispersed and flow within the oil, what gives to the produced oil the aspect of a "chocolate mousse".…”