Multiphase Production Control: Application to Slug Flow

V. Henriot, E. Duret, E. Heintze, A. Courbot
2002 Oil & Gas Science and Technology  
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
more » ... elles 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 -Multiphase Production Control: Application to Slug Flow -TACITE, developed at IFP, is a compositional software able to simulate the behaviour of transient multiphase flow in production pipelines and wells with process equipment such as controllers, valves, separators, lateral injectors, productivity index or bundles. This paper presents first the set of partial differential equations that are solved in this software. Then, the different models (thermodynamic, hydrodynamic, thermal and numerical) are briefly described. Through a field case example, we illustrate that the use of a transient simulator, such TACITE, is essential in the engineering design phase. For instance, it can be used to test control schemes for multiphase production installation. We also illustrate the importance of the compositional approach that has been developed in this code. This example deals with the Dunbar pipeline in which undesirable transient phenomena called "severe slugging" can occur. The simulation results of different production schemes that can prevent severe slugging occuring are presented and their efficiency is analysed.
doi:10.2516/ogst:2002006 fatcat:g6iyg54nivdw3mj7krtk76xy74