Study of the electrodes length influence on the trajectories of water droplets dispersed in oil and affected by non-uniform electric field

The paper presents the results of numerical modelling of the processes accompanying movement of drop viscous media (water) in oil under the influence of exterior forces of the electric and dynamic nature. Systematic calculations of influence on the electric field heterogeneity drops, created by a symmetric and asymmetrical configuration of electrodes are carried out both in inter electrode and behind electrode areas taking into account a complex operation of dielectrophoresis forces, buoyancies and drag, as well as the variability of electrode sizes. The analysis of drop movement trajectories shows that the asymmetrical configuration of electrodes can be applied for an electro-coalescence intensification of water-in-oil emulsion. Correctness of calculations of the mathematical model and numerical methods are confirmed by good results if compared with the available data of the other authors

Suppression of flow pulsation activity by relaxation process of additive effect on viscous media transport

The article presents the analysis of the processes occurring together with the turbulent transfer of impulse in mixture of hydrocarbon fluid and polymer solutions (anti-turbulent additives). The study evaluates complex shear flows by popular theoretical and practical methods. Understanding of hydrodynamic and dissipative effects of laminar-turbulent transition tightening and turbulence suppression is provided. The peculiarities of "thin" flow structure in pipeline zones with complex shape walls are evaluated. Recommendations to forecast the local flow parameters, calculation of hydraulic resistance are given

Research of multicomponent hydrocarbon systems separation in modes of functioning of oil preliminary preparation equipment

The techniques of separation driving in rheologically complex hydrocarbon media, which are based on modern multiparametric models, are topical and form a basis for obtaining valuable empirical information on multicomponent viscous media flow. Therefore, the research field, related to prediction of phenomena and regularities of separation, is relevant and practically significant for design and operation of equipment for oil and gas preliminary preparation. The main aim of the study is to determine the regularities of separation in hydrocarbon media within the framework of equilibrium thermodynamics; to give recommendations for practice of applied calculations of component composition under separation of multicomponent mixture at following thermobaric conditions: the temperature is T=0-70 °C and pressure is P=50-700 kPa. The methods used in the study: thermodynamic models in HYSYS software such as Peng-Robinson equation of state, Lee-Kesler-Plocker equation of state, NRTL equation, Grayson-Streed semi-empirical model; method of statistical mechanics (Chapman-Enskog method); method of corresponding state (Golubevґs method); similarity theory. The results. The authors have studied the features of separation modeling in hydrocarbon media within the thermodynamic equilibrium and discussed the approaches to calculation of phase equilibrium in multicomponent systems. Regularities and peculiarities of changes in structure of gas mixture depending on temperature and pressure were studied. It was shown that for some separation modes there are conditions of non-monotonic change of structure with extremums that influence significantly the physical properties and intensity of exchange processes of heat and mass transfer in multicomponent hydrocarbon media. The authors calculated thermal and physical properties of gas mixture by different methods. The results were compared with the data obtained by the program Aspen HYSYS and with the experimental data

Features of multicomponent hydrocarbon media separation in operating modes of oil preparation apparatus

Optimization of oil preparation apparatus parameters is significant for designing and exploitation of oil and gas equipment. Furthermore, the effective predicting of separation mechanisms accompanied by phase transformation and structural instability of component composition and thermal properties is important. Theoretical approach in this problem is extremely actual, valuable and practically significant due to the absence of experimental data. The main aim of the study is to determine the regularities of multicomponent hydrocarbon media evolution in separation modes in oil preparation apparatus: the temperature is T?0…70 °C and pressure is P?0,1…3,5 MPa. The methods: thermodynamic models in HYSYS software such as Peng-Robinson equation of state, Lee-Kesler-Plocker equation of state, NRTL equation, Grayson-Streed semi;empirical model; similarity theory. The results. The paper introduces the data on the features of changes in similarity criteria in gaseous continuous media characterizing heat, mass and impulse transfer. The authors have studied the features of changes in composition and thermal properties of gas mixture depending on temperature and pressure of oil preparation apparatus. It was determined that the data of calculation of criteria change are successful for predicting the processes in real gases. It was noted that calculation values of Prandtl, Schmidt and Lewis numbers for one component chemically homogeneous systems are correlated well enough with the experimental information. The discussed mathematical model for determining the transfer parameters can be verified by the data of the experimental study of self; diffusion phenomena

Experimental study of water-in-poil emulsion destabilization in nonuniform electric field

The relevance of the research is caused by the necessity to improve the quality of oil preparation and processing, and decrease of water content in crude oil incoming the oil refining factories, as well as by the expediency of expanding the experimental data bank on regularities of water drops dynamics in heterogeneous media, such as water-in-oil emulsions, at their processing by non-uniform electric field. The data are rather relevant at the development of theoretical transfer models in mixtures. They are considerably valuable and useful in issues of improving the intensification techniques for phased and component separation of emulsion composition and at the development of technical decisions about perfection of devices for water-oil emulsion separation. The aim of the research is the experimental study of separate water drops deflection in oil from a vertical surface under the influence of non-uniform electric field at different intensities; and the analysis of water drops spatial distribution in emulsion at such processing. Research techniques: observation and analysis of motion of separate drops in salty and fresh water, and drops as a part of emulsion in the observational mesh affected by the electric field generated by flat electrodes of different linear dimensions. Results. It is shown that the relative deviation of a drop to a short electrode depends nonlinearly on the electric field strength in the center of area between electrodes. So the average relative deviation of drops makes 33-46 % at electric field strength of 2,61-2,93 кV/cm. The rebound of water drops to the opposite side from electrode is observed at the strength of 3,31 kV/cm and the deviation is reduced to 18 %. The rebound and a repeated attraction of drops up to electrode boundary is observed at the strength in 3,5 kV/cm. It gives maximum displacement of drops on the average on 57 %. The content of sodium chloride salts of 3,4 mole/liter concentration in flushing water affects negatively the effectiveness of processing with non-uniform electric field. It is ascertained that deflection of salty drops is at the average 42 % lower, than the one of drops in fresh water. It was determined as well that the drops are accumulated around a short electrode in three zones. The character of drop motion is different in each of them. It may be used for optimization of electrode form in the devices implementing processing in non-uniform electric field

Numerical prediction of flow of viscous drip liquid mixture with solid particles in inlet field of eccentric annular tubes and cleaning them from sludge

Актуальность исследования определяется необходимостью: понимания особенностей гидродинамики сдвиговых потоков в геометрических конфигурациях рабочего пространства с изменениями формы поперечного сечения и поверхностей стенок; детализации внутри- и межфазных процессов переноса импульса, массы при течении дисперсных сред со сложной реологией в полях действия специфических внутренних и внешних сил в кольцевых эксцентричных трубах; установления возможностей моделей, подходов, методов прогноза эволюции структуры течения смесей; выработки практических рекомендаций персоналу по эффективной очистке рабочих участков скважины, ее отверстий от шлама. Цель работы состоит в исследовании в рамках методов CFD особенностей пространственного ламинарного и турбулентного течения смеси бурового раствора с твердыми частицами в коаксиальной и эксцентричной входной области скважины, а также в установлении закономерностей сложного сдвигового течения, сопровождающих транспорт шлама по стволу скважины и очистку ее горизонтальных участков. В качестве объекта исследования выбрана скважина с десятиметровой горизонтальной эксцентричной секцией, в которой течение осуществляется в условиях, реально близких к фактическим параметрам бурения (in situ). В методах исследования превалируют подходы комплексного физико-математического и компьютерного моделирования процессов в механике гомогенных и гетерогенных сплошных сред, широко апробированные на классе внутренних сложных сдвиговых течений, а также успешно прошедшие валидацию и верификацию результатов в соответствующих условиях и близких к режимам течений, тепло- и массопереноса, выполненных другими авторами по анализу технологических процессов бурения и очистки скважин. Результаты. Представлен критический анализ современного состояния проблем компьютерного моделирования процессов транспорта шлама в технологиях бурения. Отмечены особенности, эффекты, формируемые наличием вращения бурильной трубы, оказывающие влияние на структуру течения. Детально сформулирована задача о гидродинамике и массопереносе турбулентного развивающегося по пространству дисперсного потока капельной жидкости с твердыми частицами шлама в коаксиальных эксцентричных трубах произвольной реологии, методы ее исследования. Приведены замечания к формализму замыканий определяющих уравнений модели в рамках CFD. Расчетами выявлены закономерности изменений локальных и интегральных параметров течений и массопереноса, связанные с увеличением кольцевых, среднемассовых скоростей, возникающих в результате уменьшения живого сечения потока из-за накопления шлама. Определены тенденции к регуляризации эффектов, формирующих очистку. Раскрыты особенности изменений структуры сложного течения смеси в рамках эйлерово-эйлерова и эйлерово-лагранжевого подходов. В заключение представлены предложения инженерного прогноза течений во входном участке скважины. Прикладная ценность результатов определяется возможностью внесения ряда обобщений, исключающих неопределенности, вызванные учетом деталей геометрической и гидродинамической конфигураций задачи, а также использованием параметров реальных режимов бурения и очистки.The relevance of the research is determined by the need to understand the features of the hydrodynamics of viscous flows in the annular space between drillpipes and wellbore including changes in the shape of the cross section and wall surfaces; to detail intra- and interfacial processes of momentum and mass transfer during the flow of dispersed media with complex rheology in the fields of action of specific internal and external forces in annular eccentric pipes; to establish the capabilities of models, approaches, methods for predicting the evolution of the structure of the flow of mixtures; to develop practical recommendations for personnel on effective wellbore cleaning. The aim of the research is to study, within the framework of CFD methods, the features of the three-dimensional laminar and turbulent flow of a mixture of drilling fluid with solid particles in the coaxial and eccentric inlet area of the well, as well as to establish the patterns of complex viscous flow accompanying the transport of cuttings along the wellbore and cleaning its horizontal sections. Methodology is dominated by the approaches of complex physical-mathematical and computer modeling of processes in the mechanics of homogeneous and heterogeneous continuums, widely tested on internal complex viscous flows, as well as successfully validating and verifying the results under appropriate conditions and close to the flow regimes, heat and mass transfer, performed by other authors on the analysis of technological processes of drilling and cleaning wells. Results. The paper introduces the critical analysis of the current state of the problems of computer modeling of cuttings transport processes in drilling technologies. The features and effects formed by the presence of rotation of the drill pipe, which affect the structure of the flow, are noted. The authors have formulated in detail the problem of hydrodynamics and mass transfer of a turbulent spatially developing dispersed flow of a liquid with solid particles of cuttings in coaxial eccentric pipes of arbitrary rheology, as well as methods for studying it. The paper introduces the remarks on the formalism of the closures of the constitutive equations of the model in the framework of CFD. Calculations revealed the patterns of changes in local and integral parameters of flows and mass transfer associated with an increase in the annular, mass-average velocities resulting from a decrease in the free flow cross section due to the accumulation of cuttings. The trends towards regularization of the effects that create the cleaning are determined. The features of changes in the structure of a complex flow of a mixture in the framework of the Euler-Eulerian and Euler-Lagrangian approaches are disclosed. In conclusion, proposals for engineering prediction of flows in the horizontal section of the well are presented. The applied value of the results is determined by the possibility of making a number of generalizations that eliminate uncertainties caused by taking into account the details of the geometric and hydrodynamic configurations of the problem, as well as using the parameters of real drilling and cleaning modes

Numerical simulation of viscous-inertial laminar swirling flow in a circular tube with an eccentric round core

Актуальность исследования определяется необходимостью понимания особенностей гидродинамики и тепломассообмена в реологически сложных однородных и неоднородных средах при течении в кольцевых областях. Это важно для выработки рекомендаций по управлению бурением, повышения надежности функционирования специального оборудования при высоких динамических и тепловых нагрузках при вращении трубы, заполнения межтрубного пространства шламом, а также установления контроля за изменением состава, структуры, давления, скорости и реофизических свойств (с псевдопластическими, тиксотропными и вязкоэластичными эффектами) бурового раствора на горизонтальных участках скважин. Цель: исследовать гидродинамику вязкого потока в кольцевых трубах с эксцентрично расположенным круглым ядром, полых каналах в условиях прямоточного и закрученного (способом подвижной внутренней стенки/локально на входе) течений; внести понимание эффектов, сопровождающих операции бурения на наклонных и горизонтальных участках скважин с эксцентричными бурильными трубами; установить особенности изменений динамической структуры потока в зонах преимущественного движения вязких сред за счет инерционных сил, а также в моменты торможения потока при загромождении сечения продуктами выработки; выдать рекомендации о благоприятном воздействии инерционных сил на вязкость промывочных жидкостей для поддержания эффективного бурения нефтяных скважин. Методы: инженерный анализ моделей реальности процессов транспорта реологически сложных вязких сплошных сред во внутренних системах (трубах, каналах) и их описание методами физико-математического и численного моделирования в форме систем дифференциальных и алгебраических уравнений, решение которых в важнейших аспектах технологических процессов бурения согласуется с характеристиками элементов специального оборудования. Результаты. Исследованы внутренние течения вязких сред со специфической реологией [ньютоновские и неньютоновские жидкости (типа Гершеля-Балкли)] в геометрических конфигурациях, характерных для эксцентричных бурильных труб с эффектами от изменений их пространственной ориентации, расхода, интенсивности вращения входящего потока/стенки ядра, а также реофизических свойств ([tau]0, k, n). Параметрический анализ динамических эффектов выполнен для диапазона изменений критериев: Россби Ro=0…5, Рейнольдса Re=102…103, Бингама Bi=5…15, эксцентриситета [delta]=0,1…0,9. Оценены и обобщены эффекты от механизмов конвективно-диффузионного взаимодействия процесса переноса импульса в трубах/каналах при сложном движении потока и его контактах со стенками. Расчеты показывают, что любые осложнения течения капельных сред обусловлены изменением полей давления, скорости, внешних и внутренних сил (вследствие реологии). Проанализированы особенности возникновения рециркуляционных зон в закрученном потоке, затухания по длине трубы тангенциальной компоненты скорости. Отмечается, что с ростом эксцентриситета ядра усиливается неоднородность потока, асимметрия распределения осевой компоненты вектора скорости и устанавливаются условия к блокированию течения в нижней части межтрубного пространства. Установлено, что наличие препятствий движению потока в кольцевых областях, например, в виде частиц шлама при бурении, способно интенсифицировать асимметричность процессов переноса, особенно при высоких числах Re, Bi. Этого можно избежать в режимах течения с вращением бурильной трубы методом подвижной стенки/орбитального движения. В заключение приведены рекомендации по моделированию, расчету течений вязких сред, сопровождающих бурение, очистку горизонтальных скважин.Relevance of the research is determined by the need to understand the features of hydrodynamics and heat exchange in reologically complex homogeneous and heterogeneous media during the flow in coaxial fields. This is important for making recommendations for drilling management, improving the reliability of special equipment at high dynamic and thermal loads during the rotation of the pipe, filling the inter-tube space with sludge, as well as establishing control over changes in composition, structure, pressure, velocity and rheophysical properties (at pseudo plastic, thixotropic and viscoelastic effects) of drilling mixture on horizontal areas of wells. Aims: to investigate the hydrodynamics of the viscous flow in coaxial tubes with eccentrically located round core, hollow channels at the conditions of direct and swirling (by the way of moving inner wall/locally at the entrance) streams; to explain the effects accompanying drilling at the sloping and horizontal sections of wells with eccentric drilling pipes; to establish the features of changes in the dynamic structure of the flow in the zones of motion of viscous media at the expense of inertial forces, as well as at the moments of flow braking when the section is cluttered by production products; to give recommendations on the beneficial effects of inertial forces on the viscosity of washing liquids to support effective oil drilling. Methodology: the engineering analysis of the reality models of transport processes of rheologically complex viscous media in internal systems (pipes, channels) and their description by the methods of physical, mathematical and numerical modeling in the form of systems of differential and algebraic equations, the solution of which in the most important aspects of drilling is consistent with the characteristics of special equipment elements. Results. The internal flows of viscous media with specific rheology (Newtonian and non-Newtonian fluids, such as Herschel-Bulkeley) have been investigated in geometric configurations typical of eccentric drilling pipes with effects from changes in their spatial orientation, flow rate, rotation intensity of the incoming flow/core wall, as well as rheophysical properties ([tau]0, k, n). The parametric analysis of dynamic effects is performed for a range of criteria changes: Rossby Ro=0…5, Reynolds Re=102…103, Bingham Bi=5…15, eccentricity [delta]=0,1…0,9. The effects of the mechanisms of convective-diffusion interaction of the momentum transfer process in pipes/channels at the complex flow movement and its contacts with walls are evaluated and generalized. Calculations show that any complications of the viscous flows are caused by changes in pressure, velocity, external and internal forces (due to the rheology). The features of the occurrence of recirculated zones at the swirling flow, fading along the length of the pipe of tangential velocity component, are analyzed. It is noted that with the growth of the core eccentricity the flow heterogeneity and the velocity vector axial component distribution asymmetry increase and the conditions to block the motion at the bottom of the inter-tube space are set. It was established that the presence of obstacles to flow movement in the coaxial fields, for example, in the form of sludge particles during drilling, can intensify the asymmetry of transfer processes, especially at high Reynolds (Re), Bingham (Bi) numbers. This can be avoided in flow regimes with the rotation of the drill pipe by the method of mobile wall/orbital movement. In conclusion, recommendations are given on modeling, calculating the flows of viscous media accompanying drilling, cleaning horizontal wells

Features of multicomponent hydrocarbon media separation in operating modes of oil preparation apparatus

При проектировании и эксплуатации аппаратов и устройств нефтегазового комплекса важным является оптимизация параметров работы оборудования. При этом эффективное прогнозирование механизмов сепарации, обусловленных фазовыми переходами и структурной нестабильностью компонентного состава, и переменностью теплофизических свойств, является немаловажным. В силу дороговизны проведения экспериментальных работ по предсказанию таких явлений и процессов теоретический подход в решении данных вопросов является актуальным, ценным и практически значимым. Цель работы: выявление закономерностей эволюции многокомпонентных углеводородных сред в режимах сепарации в аппаратах подготовки нефти в рабочем диапазоне температуры Т~0…70 °C и давления P~0,1…3,5 МПа. Методы исследования: термодинамические модели в программном комплексе Aspen HYSYS: уравнения состояния Пенга-Робинсона, Ли-Кеслера-Плокера, уравнение NRTL (non;random two;liquid), полуэмпирическая модель Грейсона-Стрида; теория подобия. Результаты. Представлены сведения об особенностях изменений критериев подобия в газообразных сплошных средах, характеризующих процессы переноса импульса, тепла и массы. Изучены особенности изменений состава смеси и теплофизических свойств выходящего потока газа в отдельных режимах изменений поля температуры и давления, характерных для функционирования промышленных аппаратов подготовки нефти. Установлено, что данные расчета изменений критериев успешны для прогноза процессов в реальных газах. Отмечается, что рассчитанные значения чисел Прандтля, Шмидта и Льюиса для однокомпонентных химически однородных систем достаточно хорошо коррелируют с экспериментальной информацией. Обсуждаемая математическая модель по определению параметров процессов переноса, в частности, числа Шмидта, для смеси может быть верифицирована данными экспериментальных исследований явлений самодиффузии в газообразных системах.Optimization of oil preparation apparatus parameters is significant for designing and exploitation of oil and gas equipment. Furthermore, the effective predicting of separation mechanisms accompanied by phase transformation and structural instability of component composition and thermal properties is important. Theoretical approach in this problem is extremely actual, valuable and practically significant due to the absence of experimental data. The main aim of the study is to determine the regularities of multicomponent hydrocarbon media evolution in separation modes in oil preparation apparatus: the temperature is T?0…70 °C and pressure is P?0,1…3,5 MPa. The methods: thermodynamic models in HYSYS software such as Peng-Robinson equation of state, Lee-Kesler-Plocker equation of state, NRTL equation, Grayson-Streed semi;empirical model; similarity theory. The results. The paper introduces the data on the features of changes in similarity criteria in gaseous continuous media characterizing heat, mass and impulse transfer. The authors have studied the features of changes in composition and thermal properties of gas mixture depending on temperature and pressure of oil preparation apparatus. It was determined that the data of calculation of criteria change are successful for predicting the processes in real gases. It was noted that calculation values of Prandtl, Schmidt and Lewis numbers for one component chemically homogeneous systems are correlated well enough with the experimental information. The discussed mathematical model for determining the transfer parameters can be verified by the data of the experimental study of self; diffusion phenomena

On the issue of hydrodynamic modelling of upward migration of rheologically complex inhomogeneous fluids from deep underground reservoirs

Актуальность вызвана необходимостью разработок новых математических моделей, методов, экспериментальных подходов при исследовании проблем миграции глубинных углеводородных флюидов из подземных коллекторов нефтегазового бассейна. Цель: разработать универсальную физическую и математическую модель детального прогноза миграции по ограниченному пространству подземного коллектора произвольной геометрии; выдать рекомендации в практику исследования задач гидродинамики и тепломассообмена в данных условиях; сопоставить относительные величины сил, являющихся причиной миграционных процессов глубинных флюидов в вертикальном и латеральном направлениях. Методы исследования базируются на общих принципах механики сплошных гомогенных и гетерогенных сред, гидродинамики и тепломассопереноса. Результаты. Представлены данные анализа эффектов, сопровождающих гидрогазодинамику и тепломассоперенос при течениях гомогенных и гетерогенных реологически простых и сложных вязких смесей в полях действия внешних сил из подземных областей с произвольной геометрией щелевого и порового пространства. Проведен анализ корректности положений физического моделирования задачи о миграции подземных углеводородов и установления определяющих механизмов их подъема. Установлено, что восходящая миграция формируется под определяющим влиянием в результирующей силе: выталкивающей силы (FB), учитывающей особенности изменений полей термодинамических параметров (состава (Ci), температуры (T), давления (P)); силы тяжести (FG); фазовых явлений и процессов на границах исследуемого объема текущей углеводородной среды, а также силы градиента давления (FPR), поведение которой осложняется распределением всего спектра внешних и внутренних сил в сопряженной системе. Даны заключения о деталях моделирования движения флюида, формулировках определяющих чисел и критериев в рамках теории подобия рассматриваемых задач, полезных для уяснения и уточнения сути эффектов, процессов, сил, механизмов, сопровождающих миграцию. Результаты могут быть использованы для прогноза миграции, особенно в условиях, осложненных: аномальными фазовыми и реологическими мелкомасштабными диффузионными изменениями состава; сопряженным тепломассопереносом между породой и смесью; нестабильностью режимов в локальных областях течений флюида при произвольной термодинамической и геометрической конфигурациях подземного коллектора.The relevance of the article is caused by the need to develop new mathematical models, methods, experimental approaches when investigating migration problems of deep hydrocarbon fluids from underground reservoirs of the oil and gas basin. The aim of the research is to develop a universal physical and mathematical model of a detailed forecast of migration over a limited space of a ground collector of arbitrary geometry; make recommendations to the practice of studying the problems of hydrodynamics and heatand mass transfer in these conditions and to compare the relative values of forces that cause the migration of deep fluids in vertical and lateral directions. Methods of the research are based on general principles of mechanics of continuous homogeneous and heterogeneous media, hydrodynamics and heat and mass transfer. Results. The paper introduces the data of analysis of effects accompanying hydro- and gas dynamics, and heat- and mass transfer at flows of homogeneous and heterogeneous rheologically simple and complex viscous mixtures in fields of action of external forces from underground regions with arbitrary geometry of slot and pore space. The authors have carried out the analysis of the correctness of the physical modeling of the problem on underground hydrocarbons migration and establishment of determining mechanisms for their lifting from large depths. It was found that upward migration is formed under the defining influence in the resulting force: floating force (FB), which takes into account the features of changes in the fields of thermodynamic parameters (composition (ci), temperature (T), pressure (P)); gravity (FG): phase phenomena and processes at the boundaries of the analysed volume of the hydrocarbon medium, as well as pressure gradient force (FPR), the behavior of which is complicated by the distribution of the entire spectrum of external and internal forces in the conjugated system. The paper introduces the conclusions on details of fluid flow modeling, formulations of defining numbers and criteria within the framework of the theory of similarity of the considered problems, useful for understanding and clarifying the essence of effects, processes, forces, mechanisms accompanying migration. The results can be used to predict migration especially at the conditions complicated by: abnormal phase and rheological small-scale diffusion changes in composition; conjugated heat and mass transfer between rock and mixture; instability of modes in local areas of fluid flow at arbitrary thermodynamic and geometric configurations of underground collector

Regularities of changes in parameters of multicomponent hydrocarbon media transfer in separation conditions

При решении прикладных задач по установлению особенностей изменений параметров в газообразных сплошных средах при конвективном тепло- и массообмене, сопротивлении трения в аппаратах и устройствах, обеспечивающих функционирование технологических процессов в нефтегазовой отрасли, ценным является представление о механизмах и интенсивности процессов переноса тепла, массы и импульса. Такие задачи нетривиальны из-за выраженной нелинейности эффектов, нестабильности и разнообразия компонентного состава смесей как рабочего тела аппаратов и требуют большой априорной информации при моделировании, получение которой ограничено спецификой процессов и их экспериментального анализа. В силу сказанного, исследования, направленные на уяснение и прогноз закономерностей изменений локальных и интегральных свойств гомогенных и гетерогенных углеводородных систем в аппаратах топливно-энергетического комплекса являются актуальными и ценными для практики. Цель: выявление особенностей и установление закономерностей эволюции локальных параметров и процессов конвективного тепло- и массообмена в нефтегазовых аппаратах (таких как коэффициенты динамической и кинематической вязкости, тепло- и температуропроводности, диффузионности, а также их безразмерных аналогов - чисел Прандтля, Шмидта и Льюиса), ориентированных на использование в качестве рабочего тела многокомпонентных углеводородных газовых сред в диапазоне термобарических условий, характерных для функционирования оборудования подготовки нефти при сепарации - Т ≅ 0-70 °C и P ≅ 0,1-3,5 МПа. Методы: термодинамическая модель в программном комплексе Aspen HYSYS - уравнение состояния реальных газовых смесей Пенга-Робинсона; положения статистической механики, подходы соответственных состояний, методы Чепмена-Энскога, Голубева, теории подобия и анализа размерностей. Результаты. В рамках положений равновесной термодинамики выполнено детальное исследование эволюции локальных и интегральных параметров процессов переноса импульса, тепла и массы в углеводородных газовых смесях в условиях сепарации при заданных температурах и давлениях в рабочих телах. Установлены границы применимости практического использования метода подобия в количественных оценках и качественных прогнозах механизмов и конфигураций конвективного тепло- и массообмена в устройствах подготовки нефти. Обсуждаются результаты использования метода аналогий в моделировании процесса сепарации в общих задачах процессов переноса импульса, тепла и массы в задачах нефтегазовой отрасли. В практику проектирования оборудования рекомендуются заключения об особенностях изменений свойств в сложных по структуре смесях и интенсивности механизмов тепло- и массообмена при сепарации, нарушающих тройную аналогию в неизотермических гомогенных и гетерогенных средах.In solving applied tasks of determining the characteristics of parameters changes in gaseous continuous media during convective heat and mass transfer, friction resistance in devices and equipment ensuring the operation of technological processes in the oil and gas industry, the understanding of mechanisms and intensity of heat, mass and momentum transfer processes is valuable. Such tasks are non- trivial because of the pronounced nonlinearity of effects, instability and diversity of the composition of mixtures, as the working medium of the apparatus, and require large a priori information in modeling, the obtaining of which is limited by specifics of the processes and their experimental analysis. The studies aimed at clarifying and predicting the patterns of changes in the local and integral properties of homogeneous and heterogeneous hydrocarbon systems in the apparatuses of fuel and energy complex are relevant and valuable for practice. The main aim of the study is to identify features and establish patterns of local parameters evolution of convective heat and mass transfer in oil and gas devices (such as the coefficients of dynamic and kinematic viscosity, heat and thermal diffusivity, diffusion, and their dimensionless analogs - Prandtl, Schmidt and Lewis numbers), focused on the use as working fluid of multicomponent hydrocarbon gas media in the range of temperature and pressure conditions typical for operation of oil preparation equipment at separation - T@0-70 °C and P@0,1-3,5 MPa. The methods: thermodynamic model in HYSYS software - Peng-Robinson equation of state, statistical mechanics, the principle of corresponding states, the Chapman-Enskog, Golubev methods, similarity theory and dimension analysis. Results. Within the framework of equilibrium thermodynamics the authors have carried out the detailed study of the evolution of local and integral parameters of momentum, heat and mass transfer in hydrocarbon gas mixtures under separation conditions at given tem- peratures and pressures in the working media. The limits of applicability of the practical use of the similarity method in quantitative estimates and qualitative predictions of the mechanisms and configurations of convective heat and mass transfer in oil preparation devices are established. The results of using the method of analogies in modeling separation in general issues of the momentum, heat and mass transfer in the problems of the oil and gas industry are discussed. The authors recommend in practice of designing equipment the conclusions on the peculiarities of properties changes in mixtures that are complex in structure and intensity of heat and mass transfer mechanisms during separation, violating the triple analogy in non-isothermal homogeneous and heterogeneous media