熱度 2|
PipePhase是用于油氣生產網絡和管道傳輸、分布系統計算的嚴格的穩態多相流模擬器,其前身是1970 年代由雪弗龍(Chevron)公司開發的多相流模擬軟件,SimSci于1980年將其商業化,取名為PipePhase,目前最新版本為9.2版。
PipePhase具有廣泛的適用性,可用于從單井中關鍵參數的靈敏度分析,到整個油氣田跨年度設施規劃的分析等各種工作。同時,通過對井下和井筒特征與地面設施進行集成,PipePhase成為全面生產分析工具的終結者。
PipePhase整合了現代油氣生產方法和軟件分析技術,形成了魯棒的、高效的油田設計和規劃工具。PipePhase擁有詳盡的物性數據庫和友好的用戶界面,可處理單相氣液體、黑油、組成混合物和蒸汽、CO2等各種流體類型,是全球油氣生產和設計公司首選的解決方案。
嚴格的多相流分析和詳盡的熱力學計算使得PipePhase適合于各種應用,如:
- 油氣生產和地面管網
- 天然氣集輸和分配管網
- 工藝管線兩相流計算(如:轉油線)
- 公用工程管網(水、蒸汽、儀表風、消防水)
- 管線的傳熱分析
- 管線尺寸設計
- 節點分析
- 水合物生成分析
- 油氣田的生產規劃和資產管理研究
- 注蒸汽(水)網絡
- 氣舉分析
PipePhase效益:
- 提高總體產量
- 改善油氣井和流動管線的性能
- 改善管線和設備設計
- 整合油田開發和規劃
- 減少操作費用
- 減少投資費用
- 提高工程設計的效率
PipePhase特點:
1. 用戶界面
(1)PipePhase有十分友好的用戶輸入和運行界面,如圖1所示。
圖1 PipePhase操作界面
(2)PipePhase有方便的輸出報表
一方面可在圖形界面直接顯示壓力、溫度、流量等數據,并能自動更新(如圖1),另外,報告數據可方便地輸出到Excel(圖2-6)或系統自帶地RAS系統中,當然,也可以輸出為Text形式的報告文件。
圖2 PipePhase圖形報表輸出-1
圖3 PipePhase圖形報表輸出-2
圖4 PipePhase圖形報表輸出-3
圖5 PipePhase的Excel數據報表輸出
2. 工程計算能力
PipePhase擁有相關行業領先的技術,采用工業標準的方法庫與數據庫,有先進的網絡求解算法,能處理任意復雜度的網絡計算。PipePhase正在為全球各地從事管線管網設計、油氣生產等工程師廣為采用,幾大油氣生產企業均PipePhase視為標準工具,用于提高效率、減少投資、降低操作費用、提高油氣產量等。
(1) 物系計算
在組分流體(定義純組分及其組成的流體)處理方面,PipePhase組分庫有2000多種純組分及其全面的物系參數,且這些參數允許用戶調整,同時可處理油品評價數據和石油餾分數據。在熱力學方面,PipePhase采用SimSci的工業標準熱力學模型,包括:一般關聯式、狀態方程、液相活度系數方程、改進的狀態方程、特殊物系處理包、Henry法則等,均與PRO/II相同,因而能準確計算各種工藝流體的熱力學性質。
而對非組成流體,即根據給定的密度等數據和相應的關聯式預測流體物性,可處理黑油 (API<=45)、氣體凝析液(API>45)、單相氣體、單相液體、蒸汽等類型的流體。
PipePhase用工業標準的算法計算流體的傳遞性質,包括:熱傳導率、表面張力和粘度等。對大多用戶關心的粘度計算,可允許用戶自定義粘度數據。對油水混合物,有三種方法處理,即體積平均、API 14B、油水乳化(Woelflin模型、轉化點、乳化曲線)等。
(2) 壓降(持液量)計算
PipePhase包含32種工業標準的壓降(和持液量)計算模型,適合于各種類型的水平、垂直或傾斜管內的單相流和多相流計算,部分模型如下:
American Gas Association | Eaton-Flannigan |
Angel – Welchon – Ross | Gray - Moody |
Ansari | Gray |
Aziz | Hagedorn & Brown |
Beggs & Brill | Hagedorn & Brown - Beggs & Brill |
Beggs & Brill – Moody | Hazen-Williams |
Beggs & Brill - Moody high velocity | Lockhart & Martinelli |
Beggs & Brill - Moody-Dukler | Moody |
Beggs & Brill - Moody-Eaton | Mukherjee & Brill |
Beggs & Brill - Moody-Hagedorn & Brown | Mukherjee & Brill-Eaton |
Beggs & Brill - No slip | OLGA-S 2000 2-Phase |
Beggs & Brill - No slip high velocity | OLGA-S 2000 3-Phase |
Beggs & Brill high velocity | Olimens |
Dukler | Orkiszewski |
Dukler-Eaton-Flannigan | Panhandle B |
Dukler-Flannigan | TACITE-S |
Duns & Ros | Weymouth |
Eaton | Xiao |
PipePhase采用T-D-B的方法根據氣液相的折算流速預測流體的流型,用戶可以非常方便地獲得管線中每個管段(Segment)的流型(泡狀流、波狀流、段塞流、霧狀流、環狀流等)。
(3) 傳熱計算
PipePhase能對管線進行嚴格的傳熱計算,考慮有保溫層,管線在地面管線、水下管線、埋地管線等的傳熱情況。熱量傳遞取決于流體的溫度、壓力、物性、流量和周圍介質溫度、流量等性質以及傳熱系數等。PipePhase將考慮所有這些因素并執行嚴格的傳熱計算,并由此計算出整個管網的溫度分布。
(4) 設備計算
PipePhase可以進行各種管線和管件設備的計算,包括:
管線和管件:管線、入口和出口、彎管、三通、管嘴、大小頭、文丘里、孔板等;
閥門:球閥、閘閥、角閥、堞閥、底閥、止回閥等;
設備:泵、壓縮機、節流閥、加熱冷卻、調節閥、分離器等;
(5) 先進的網絡算法
PipePhase采用聯立方程法并結合先進的Newton-Raphson算法和矩陣求解器算法對整個管網進行壓力和流量平衡計算,可處理任意復雜度的管網。PipePhase具有極強的網絡解算能力,能很好地解算任意結構和大小的管網系統,無論是簡單的前饋型網絡或復雜的回路、復雜環狀網絡都有能很好地收斂。如:純聚集和分配的樹狀管網、支狀管網、多個Source和Sink、有些段流向不能確定、帶復雜環狀結構且流向不確定,并隨邊界條件而改變等網絡結構。
3. 應用集成
PipePhase和MS Excel/Access兼容,可實現如:從Excel中導入設備的特征數據,將結果數據導出到Excel,將計算結果導出到Access數據庫中保存等等功能。
PipePhase擁有非常開放的接口,其基于COM的API接口技術使用戶可自行開發第三方應用程序,如在Excel或其它第三方程序中運行或調用PIPEPHASE模型等。
PipePhase配備有Portal模塊,用戶可以通過Excel創建自己的界面,并從Excel操作和控制PipePhase的模型而無需寫任何代碼,用戶只需簡單地將所需的模型從Excel樹狀列表中將參數拖拽到Excel表單中即可完成操作。
NETOPT®-網絡優化模塊
NETOPT是SimSci與Mobile合作開發的一個功能強大的、對油氣網絡的生產操作進行優化的工具。NETOPT基于最先進的非線性SQP算法并和PIPEPHASE完全集成。同時還提供了一個接口,使第三方的儲層模擬器和PIPEPHASE地面網絡分析功能進行耦合,這也是對整個油氣田進行集成化建模所需的。
NETOPT可以定義油氣田生產操作的全方位優化戰略,如生產企業常見的優化目標就是產量的最大化或在油田生命周期內的資本消耗最小化等。
效益:
u 整個油氣田范圍內的生產最大化
u 工廠生命周期內資本消耗的優化
u 操作費用最小化
u 模擬模型的有效調整
u 整合的儲層和地面設施的建模
應用:
u 生產網絡中地面設施的設計
u 使模型參數和實際生產數據吻合
u 氣舉分配
u 蒸汽和CO2注入網絡的優化
u 管線、壓縮機和泵的設計
u 油氣田規劃研究
特征:
u 優化目標以PIPEPHASE模型為基礎
u 優化相關的設計和操作局限以約束的形式指定
u 決策變量從可調整的參數中選擇
u 內置的計算器功能使定義規定具有很大的靈活性
u 與時間相關的收益和費用參數使經濟模型的建立更容易
|關于我們|網站地圖|油氣儲運網
( 魯ICP備11007657號-3 )
GMT+8, 2025-9-4 19:38 , Processed in 0.020994 second(s), 9 queries , Gzip On, MemCached On.
Powered by Discuz! X3.5
Copyright © 2001-2023, Tencent Cloud.