Tilbake til søkeresultatene

PETROMAKS2-Stort program petroleum

MUST: MUltiphase flow in STeeply inclined pipes

Alternativ tittel: MUST: Flerfasestrømning i Bratte Rør

Tildelt: kr 12,4 mill.

I de seneste tiårene har produksjon av olje og gass gradvis flyttet seg ut på dypere vann med brønner og stigerør over 1000 meter. I slike situasjoner vil store deler av trykkfall i systemet komme nettopp i brønn og stigerør. Trykkfall under full produksjon, samt ustabiliteter ved redusert produksjon, utgjør to av de viktigste design-parametrene i flerfaseproduksjon. Paradoksalt er forskningen på flerfasestrømning i bratte vinkler svært begrenset på grunn av begrensninger ved de fleste eksperimentelle laboratorier. På grunn av mangelfulle eksperimentelle data benytter eksisterende flerfasemodeller en interpolasjon mellom korrelasjoner for nær-horisontal strømning og vertikal strømning for å dekke denne data-mangelen for bratte vinkler. Denne forenklede behandlingen av strømningsmodellene øker usikkerheten i prediksjonene fra kommersielle simulatorer som benyttes under design av transportsystemer for flerfasestrømning som kan lede til kostbare design-feil. Dette prosjektet skal søke å lukke kunnskapsgapet for flerfasestrømning i bratte vinkler med fokus på strømning i brønner, stigerør og transportrør. Målet er å oppnå dette gjennom fangst av høykvalitets data fra to verdensledende laboratorier for flerfasestrømning; IFEs Brønnsløyfe, en del av Nasjonal Infrastruktur for Flerfasestrømning, og IFEs FALCON CO2-strømningslaboratorium, som er en del av den europeiske ECCSEL-infrastrukturen for CO2-strømning. Forskningsaktivitetene er innrettet mot å forbedre modeller og simulator-verktøy gjennom bedre data og økt kunnskap. Resultatene vil på denne måten være av høy relevans for sikker og effektiv operasjon av olje- og gass-infrastruktur. De nye referansedataene, og modellene som utvikles basert på dem, vil sikre effektivt design av nye felt på dypt vann og maksimere utnyttelsesgraden av eksisterende infrastruktur og dermed redusere CAPEX og OPEX på norsk kontinentalsokkel.

Petroleum production has moved to deeper waters with wells and risers covering long depths. In addition, there is a large potential in utilizing the existing infrastructure to produce many small fields on the NCS, and risers and wells are typically designed with a major part of the trajectory placed in the steeply inclined angle range. The pressure drop at full production, together with flow stability at reduced production, are two key design parameters in multiphase production. However, the research on multiphase flow in steeply inclined pipes is very scant due to limitations of the operating conditions in most flow labs. Due to lack of data, existing flow models use an interpolation between the correlations for near-horizontal and vertical flow to cover this gap of inclination angles. This simple handling of models significantly increases the uncertainties in predictions by commercial simulators for design of multiphase produce and transport systems. MUST aims at contributing to closing these gaps in multiphase flow production in wells, risers and flowlines. Systematic experiments will be performed in two world-class flow loops to establish a more balanced dataset for multiphase flow with high-quality data for steeply inclined flow. The data generated from two loops with different scales, pipe materials and fluid properties will also be used to develop scaling rules to solve the principal challenge of scaling between field and lab conditions for multiphase flow models. The detailed local and global measurements on the flow field will reveal the underlying physical mechanism of multiphase flow. The research partners of IFE and UiO will work closely with the industrial partners to maximize the value of the outcomes from the project and the direct use of results in industrial R&D and academia. A PhD and a postdoc. will work together with the research teams of IFE and UiO from design of the experiments, data analysis to understanding the physics of the phenomena.

Budsjettformål:

PETROMAKS2-Stort program petroleum