수직 라이저 내 슬러깅 발생조건을 고려한 해저 유가스 생산 가이드라인

Abstract

심해 자원개발 시에는 슬러깅, 하이드레이트 등 유동견실성 문제에 대한 고려가 필수적이다. 그 중 슬러깅은 파이프 진동 및 피로, 생산 압력 및 유량 변화 등 다양한 문제들을 유발한다. 특히 라이저 내에서 슬러깅은 넓은 유량 및 GOR(gas oil ratio) 범위에서 발생한다. 본 연구에서는 수직 라이저 내 슬러깅 발생조건을 고려하여 해저 유가스 생산 가이드라인을 제시하였다. 상용프로그램인 OLGA를 이용하여 수직 라이저 내 슬러깅 발생조건을 시뮬레이션하였다. 생산조건은 해저 유가스전에 대한 문헌조사를 바탕으로 결정하였다. GOR과 헵탄 mol%에 따라 유가스의 종류를 정의한 후 ECLIPSE의 조성 데이터를 사용하였다. 라이저는 멕시코 만 내 심해 유가스전의 평균수심을 고려하여 길이가 3,000 ft, 내경이 6 in인 top-tensioned 라이저로 가정하였다. 시뮬레이션 결과 슬러깅 발생확률이 가장 높은 유가스 종은 역행성가스이다. 6 in 내경의 수직 라이저 기준으로 오일은 가스유량이 100 MMscf/D 이상일 때, 가스는 1 MMscf/D 이상일 때 슬러깅이 발생하지 않는다. 생산유체에 상관없이 가스유량이 0.1∼1.0 MMscf/D 이면 슬러깅이 발생한다. 유체온도는 슬러깅 발생에 큰 영향을 미치지 않는다. 본 연구는 심해 유가스전의 수직 라이저 내 슬러깅 발생유무 및 영향인자 파악에 활용될 수 있다.