Use of CFD for applications in the oil and gas industry

L’utilisation de la Mécanique des Fluides Numérique (CFD) dans les applications de l’industrie pétrolière et gazières

Abstract

CFD is more and more used in chemical engineering for application in the oil and gas industry. Its application field goes from calculations as an help for the tests of technological concepts to more fundamental work such as two-phase flow calculations in industrial reactors as a complementary tool to pilot plant tests. In this paper, two cases are reviewed : two-phase flow in bubble columns using Euler/Euler modelisation and two-phase flow in packed columns using the VOF approach. The contribution of CFD calculations is discussed for each case in terms of advantages and disadvantages in comparison with experiments. Limitations of present commercial CFD codes are discussed, some research needs in terms of model development are pointed out.

Résumé

La CFD est de plus en plus utilisée dans le génie chimique pour les applications de l'industrie du pétrole et du gaz. Son le champ d'application va des calculs comme aide pour les essais de concepts technologiques à des travaux plus fondamentaux tels que des calculs diphasiques d'écoulement dans les réacteurs industriels comme outil complémentaire à aux essais d'installation pilote. Dans cet article, deux cas sont passés en revue : écoulement diphasique dans des colonnes à bulles avec une modélisation d'Euler/Euler et écoulement diphasique dans les colonnes en paquet en utilisant l’approche VOF. La contribution des calculs de CFD est discutée pour chaque cas en termes d’avantages et inconvénients en comparaison aux expériences. Les limitations des codes actuels de CFD du commerce sont discutées, des besoins de recherches pour le développement de modèles sont précisés.