Prueba CFD para simular crudo pesado con inyección de hidrógeno

 
Caso de Grupo SSC - Modelos CFD para simulación de flujo de crudo

RESUMEN
  • Se prueban los modelos multifásicos CFD, Volumen de Fluido y Euler para reproducir los complejos y múltiples patrones de flujo de crudo con inyección de hidrógeno en una tubería vertical.
  • Las simulaciones CFD obtenidas proporcionan información detallada de los campos de variables de fracción volumen de aceite e hidrógeno, las velocidades y densidades de la mezcla a las condiciones de operación.
  • Las simulaciones ayudan a determinar el valor cuantitativo de la densidad resultante de la mezcla crudo e hidrógeno e indican el patrón de flujo predominante.
  • El modelo CFD se realizó con el software Ansys-Fluent en base a la geometría de una tubería vertical de un pozo que se pretende perforar.
  • Dentro de las suposiciones y simplificaciones del modelo se tiene que no se simulan reacciones químicas, por lo que se representa al crudo pesado con el compuesto n-octano (C8H18) líquido, con las propiedades de densidad y viscosidad de diseño.
  • Se considera el gas hidrógeno como flujo incompresible por el bajo número de Mach, siendo los efectos de compresibilidad despreciables.
  • Se utilizó un modelo 3D en estado estacionario para flujo incompresible y el modelo de turbulencia k-omega, SST aplicable para modelar la transición de flujo laminar del crudo al turbulento del gas hidrógeno.
  • Los modelos multifásicos CFD usados, muestran que el tamaño y distribución del gas cambia rápidamente debido a los mecanismos de coalescencia y arrastre.
Autor: Miguel Rossano R.
Procedencia: Instituto de Investigaciones Eléctricas

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