王海秀 练章华 王树立

摘要：海底管道是海洋油氣输送的重要纽带。为解决海底管道面临的水合物生成和堵塞问题，文章结合海底多相流管道水合物生成的数学模型，采用O L GA对海底管道不同含水率、气油比和流量下水合物的生成情况进行数值模拟。研究结果表明：在某海底管道的工艺参数条件下，水合物生成风险随着含水率和流量的增大而降低，随着气油比的增大而增加；海底水平管路和立管都有可能生成水合物，尤其立管常是水合物最大生成量的位置；模拟结果可为海底管道水合物的防治和保障海底管道的安全运行提供参考。

关键词：海底管道；水合物；含水率；气油比；流量

中图分类号： T E 8 3 2； P 7 5 6 . 2 文献标志码： A 文章编号： 1 0 0 5-9 8 5 7（ 2 0 2 1） 0 2-0 0 8 7-0 6

基金项目：国家自然科学基金面上项目（ 5 1 9 7 4 2 7 1） ；广东省非常规能源工程技术研究中心开放基金项目（ G F 2 0 1 8 B 0 0 8） ；江苏省油气储运技术重点实验室开放课题项目（ C Y 2 0 1 7 0 1）.

T h eH y d r a t eF o r m a t i o na n dI t s I n f l u e n c i n gF a c t o r s i n S u b m a r i n eP i p e l i n eb yU s i n gO L G A

WAN G H a i x i u1， 2， L I ANZ h a n g h u a1，WANGS h u l i3

（ 1 . S o u t h w e s tP e t r o l e u m U n i v e r s i t y， S t a t eK e yL a b o r a t o r yo fO i la n dG a sR e s e r v o i rG e o l o g ya n dE x p l o i t a t i o n， C h e n g d u6 1 0 5 0 0，C h i n a；2 .G u a n g d o n g R e s e a r c h C e n t e rf o r U n c o n v e n t i o n a lE n e r g y E n g i n e e r i n g T e c h n o l o g y， G u a n g d o n gU n i v e r s i t yo fP e t r o c h e m i c a lT e c h n o l o g y，M a o m i n g5 2 5 0 0 0，C h i n a； 3 . C h a n g z h o u U n i v e r s i t y， J i a n g s u K e yL a b o r a t o r yo fO i l - g a sS t o r a g ea n dT r a n s p o r t a t i o nT e c h n o l o g y， C h a n g z h o u2 1 3 1 6 4， C h i n a）

A b s t r a c t： S u b m a r i n ep i p e l i n ew a s a n i m p o r t a n t l i n ko f o f f s h o r eo i l a n dg a s t r a n s p o r t a t i o n .I no r d e r t os o l v e t h ep r o b l e mo fh y d r a t ef o r m a t i o na n db l o c k a g ef a c e db ys u b m a r i n ep i p e l i n e， t h i sp a p e r c o m b i n e dw i t ht h em a t h e m a t i c a lm o d e l o fh y d r a t e f o r m a t i o n i ns u b m a r i n em u l t i p h a s e f l o wp i p e -l i n e， O L GAw a su s e d t os i m u l a t e t h eh y d r a t e f o r m a t i o nu n d e rd i f f e r e n tw a t e r c u t， g a s - o i l r a t i oa n d f l o wr a t e . T h e r e s u l t s s h o w e d t h a t t h e r i s ko f h y d r a t e f o r m a t i o nd e c r e a s e sw i t h t h e i n c r e a s eo fw a -t e r c u t a n df l o wr a t e， a n d i n c r e a s e sw i t ht h e i n c r e a s eo f g a s - o i l r a t i ou n d e r t h e c o n d i t i o no f p r o c e s s p a r a m e t e r so f as u b m a r i n ep i p e l i n e， h y d r a t em a yb e f o r m e d i nb o t hh o r i z o n t a l p i p e l i n ea n dr i s e r， e s p e c i a l l yt h er i s e r， w h i c hw a so f t e n t h e l o c a t i o no f t h em a x i m u mh y d r a t eg e n e r a t i o n . T h e s i m u l a -t i o nr e s u l t sp r o v i d e dg u i d a n c e f o rh y d r a t ep r e v e n t i o na n dc o n t r o l o f s u b m a r i n ep i p e l i n e t oe n s u r e i t ss a f eo p e r a t i o n .

K e y w o r d s： S u b m a r i n ep i p e l i n e， H y d r a t e，W a t e r c u t， G a s - o i l r a t i o， F l o w

0 引言

海底管道是海洋油气的主要输送方式，也是海洋石油的“生命线”。随着海洋油气开发加速向深水和超深水延伸，海底管道发挥的重要作用越来越凸显，海底管道的流动安全保障问题也备受关注。

海底管道低温、高压的集输环境为水合物的生成提供极为便利的条件，而水合物一旦生成将对多相流动和传热特性产生显著影响，可使管道流通面积缩小、表面粗糙度增加和压降增大，导致管道和设备堵塞，降低油气产量，影响正常生产，甚至引起管道停输事故[ 1]，带来巨大的经济损失。……