Transiente olje-vann strømningsforsøk

Abstract

Denne masteoppgaven er i all hovedsak rettet mot å ekstrahere eksperimentelle data på olje-vann flushing, begge i væskefase. Det vil også gjøres en evaluering på hvor godt flerfasesimulatoren OLGA 6.0 klarer å reprodusere resultater fra eksperimentene. Utgangspunktet for oppgaven kommer av en forespørsel fra Chevron. De trenger forsøksdata for å kunne diskutere hvorvidt etylen-glykol eller etanol kan anvendes til å flushe vann ut av jumper rør offshore. I tillegg er ideen å produsere en stor nok mengde data til å kunne brukes som referanse senere ved Institutt for Energi-og Prosessteknikk, til å programmere egne flerfasesimulatorer. For å få en komplett og enkeltstående oppgave, er teorien rundt to fluid modellen samt beskrivelsen av lab oppsettet hentet direkte fra forløperen til denne masteroppgaven [10]. OLGA 6.0 utgaven bruker to fluid modellen i sin beregningsalgoritme og lab oppsettet er beskrevet nøyaktig nok til at eksperimentene skal kunne reproduseres. Analysen er bygget opp rundt plottene av vann holdup vs. tid plottene for forsøk og simuleringer, som er vedlagt i Appendiks A til C. Gjennom disse diskuteres flushetider, oljefronter og OLGA 6.0 prediksjoner for superficielle oljehastigheter fra 0.02m/s til 0.8m/s. Testene er kjørt for test loop innstillinger på en halv grad stigning og helning samt horisontalt. Resten av Appendiksene inneholder visuelle data på oljefrontens formutvikling mens den passerer gjennom test seksjonen, og trendplott på hvordan den forandrer hastighet fra innløp til utløp. For å fullstendig tømme testseksjonen og det fleksible utløpet må det brukes superficielle oljehastigheter på minst 0.3m/s. Innenfor intervallet Chevron har spesifisert, er de raskesete flushetidene 30s, 48s og 51s for hhv. for en halv grad helning, horisontal og en halv grad stigning. OLGA 6.0 simulatoren er også funnet til å egne seg bra til å beregne olje-vann flushing så lenge ikke vannholdup ligger igjen i testseksjonen. For oljehastigheter under 0.14m/s klarer ikke oljen å spyle ut alt vannet og forskjeller mellom registrert og predikert holdup ligger generelt mellom 20-40% i dette området.