EFFECT OF INCLINATION, WATER CUT, BETA RATIO AND VISCOSITY ON VENTURI PRESSURE DROP MEASUREMENTS FOR OIL-WATER FLOW EXPERIMENTS. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

Preview

PDF (MS Thesis) MS_Thesis_Mujahid.pdf - Submitted Version Download (11MB) | Preview

Arabic Abstract

في هذه الدراسة الحالية تم التحقيق عمليا من أداء مقاييس الفنتوري لسريان الزيت-المياه تحت الظروف التشغيلية كما في أبار النفط. قياسات انخفاض الضغط دُرِست في جهاز فنتوري من النوع ) TERCOM ( ذو الحافة المشكّلة ذو نسبة =β( بيتا 0.4 ، 0.5 و 0.6 ( لتجارب سريان الزيت-الماء ثنائية الطور في أنبوب 7.70.0 م ) 3 بوصة(. تم الحصول على البيانات التجريبية لمختلف معدلات تدفق خليط السوائل ومختلف حِصص الماء باستخدام حلقة السريان الثنائي الكبيرة ذات النوع القابل للميلان. وقد اُستخدمت المياه الصالحة للشرب والزيوت المعدنية من النوع ) D80 و D130 ) Exxsol لإجراء التجارب ذات الطور الواحد لكلٍ من الماء والزيت لأجهزة الفنتوري الثلاث. وأُجريت التجارب لحِصص ماء تتراوح بين 7٪ إلى 077 ٪ بطول خطوة 07 ٪، ومعدلات تدفق تتراوح من 0777 برميل يوميا إلى 47 ،º 00،777 برميل يوميا، ولمختلف الميلانات لحلقة السريان من الوضع الأفقي إلى العمودي ) 7 º ، 60º .)° و 07 معدلات تدفق السوائل تم اختيارها لتُطابِق معدلات التدفق الموجودة في آبار النفط الحقيقية. وأظهرت النتائج التجريبية أن انخفاض ضغط الفنتوري يتغير كقطع مكافئ مع معدل تدفق المائع لكل حِصّة معينة من الماء المارة خلال الفنتوريات الثلاث التي دُرِسْت. لمعدل تدفق معين، وحصة ماء معينة وُجِد أن انخفاض ضغط للفنتوري، وبالإضافة إلى ذلك، وُجِد أن انخفاض الفنتوري يتناسب طرديا )β( الفنتوري يتناسب عكسيا مع النسبة بيتا مع حِصّة الماء لمعدل تدفق المائع المعني. ضِمن مدى معدلات تدفق اختبار المائع، قياسات انخفاض الضغط الفنتوري لم تتأثر باختلاف لزوجة الزيتين ) D80 و 037 D( وكذلك لم تتأثر بانحناءات حلقة السريان لأجهزة الفنتوري الثلاث التي دُرِست. وهذا مهم جدا من وجهة نظر التطبيقية. تم التعرف على معامل معدّل جديد للفنتوري k، وهو عبارة عن دالة في فقودات الضغط وشكل الهندسي للفنتوري، وتم الحصول على قيمته من تجارب الزيت-الماء ذات الطور الثنائي. وعلاوة على ذلك، تم تطوير عدة علاقات رياضية امبراطورية مختلفة للتنبؤ بمعامل ضغط خليط الفنتوري Cpm . xxiv العلاقات الرياضية أظهرت دِقة عالية جدا وتباين منخفض في التنبؤات. في هذه الدراسة، تم التركيز والاهتمام على المتغيرات التي تؤثر على أداء جهاز القياس الفنتوري لتدفق النفط-المياه تحت الظروف التشغيلية لأبار النفط الحقيقية.

English Abstract

The performances of the venturi meters for oil-water flow under real oil well operating conditions were investigated in the present experimental investigation. The pressure drop measurements were studied in Tercom flanged machined venturi meters with a beta ratio (β) = 0.4, 0.5 and 0.6 for oil-water two-phase flow experiments in a 0.0762 m (3-inch) pipe. The experimental data for different fluid mixture flow rates and water cuts was acquired using a two-phase, large-scale inclinable flow loop. Potable water and Exxsol mineral oils (D80 and D130) were used for the single-phase and two-phase oil-water experiments for the three venturi meters. The experiments were conducted for water cuts varying from 0% to 100% in steps of 20%, flow rates ranging from 2,000 barrels per day (bpd) to 12,000 bpd, and for different flow loop inclinations from horizontal to vertical positions (0°, 40º, 60º and 90°). Field flow rates were matched by selecting test liquid flow rates representative of those in real oil wells. The experimental results showed that the venturi pressure drop varies parabolically with fluid flow rate for given water cut through the venturi meters studied. For given flow rate and water cut, the venturi pressure drop is inversely proportional to the venturi β; however, the venturi pressure drop varies almost linearly with the water cut for a given fluid flow rate. Within the range of test fluid flow rates, the venturi pressure drop measurements were unaffected by the oils (D80 and D130) viscosities and the inclination of the three venturi meters studied in the flow loop. This is very important from an application standpoint. A new modified venturi coefficient, k, which is a function of pressure losses and geometry, was defined and its value obtained from the oil-water two-phase flow experiments. Furthermore, different empirical correlations were developed to predict the mixture venturi pressure coefficient Cpm. The correlations showed very high accuracy and low discrepancy in predictions. In this study, attention was focused on the variables affecting the performance of the venturi meter for oil-water flow under real oil wells operating conditions.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Engineering Research > Petroleum Mechanical Petroleum > Well Performance and Optimization
Department:	College of Engineering and Physics > Mechanical Engineering
Committee Advisor:	ALHEMS, LUAI
Committee Members:	AL-SARKHI, ABDELSALAM and BAHAIDARAH, HAITHAM
Depositing User:	MUJAHID ELOBEID (g201402760)
Date Deposited:	31 Jan 2017 11:31
Last Modified:	01 Nov 2019 16:37
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/140255