Pipephase9.5培训讲义.pptx
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Pipephase9.5培训讲义.pptx
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1,PipePhase9.5,关于管网收敛问题,软件运行及结果输出,模型介绍,流体压降及热力学计算,实例分析,软件概述及应用,培训目录,2,第1章软件概述及应用,PipePhase9.5,3,PipePhase9.5,软件介绍:
PIPEPHASE软件是世界知的稳态多相流模拟软件,包括PipePhase、NetOpt、Tacite三部分。
该软件包括35个油田常用的各种管件(管线、入口和出口、弯管、三通、管嘴、大小头、文丘里、孔板等)、阀门(球阀、闸阀、角阀、碟阀、底阀、止回阀等)和设备(泵、压缩机、节流阀、加热冷却、调节阀、分离器等),可以对油气生产、油气集输和油气处理的全过程进行模拟和优化。
主要应用:
油气生产和输送系统;天然气传输和分配管线;化工流体管道网络;传输管线的传热分析;管线尺寸设计;节点分析;水合物生成分析;油气田的生产规划和资产管理研究;注蒸汽(水)网络;气举分析;公用工程网络。
应用单位:
自八十年代末该软件进入中国后,先后已被大庆院、辽河院、胜利院、河南院、华北院、大港院、青海院等多家单位引进,应用效果非常显著。
1.1软件简介,4,PipePhase9.5,油井模拟计算,气体管线计算,近海管线模拟计算,长输管线计算,1.1软件简介,5,PipePhase9.5,天然气-凝析油管网模拟计算,地面汇流管网模拟计算,1.1软件简介,6,PipePhase9.5,水合物模拟计算,改变管网布局,采油模拟计算,1.1软件简介,7,1.2软件结构和界面,PipePhase9.5,8,PipePhase9.5,1.2软件结构和界面,9,PipePhase9.5,1.2软件结构和界面,10,PipePhase9.5,1.2软件结构和界面,11,PipePhase9.5,1.2软件结构和界面,12,PipePhase9.5,1.3修改/自定义单位集,软件中包括四种单位制,分别为石油单位制、英标、米制单位制和国际标准单位制。
且在使用中可以按使用要求对个别单位进行更改。
13,PipePhase9.5,1.3修改/自定义单位集,14,PipePhase9.5,第2章模型介绍,15,PipePhase9.5,2.1流体模型分类,非组分模型和组分模型,16,PipePhase9.5,2.1流体模型分类,计算组分模型时软件将其当作已知组分的化学混合物处理。
PIPEPHASE将自动计算相态分离的问题。
非组分模型气体和液体是单相的,黑油是液体占主体的两相模型,凝析油是气体占主体的两相模型,水蒸气的单一组分的两相模型。
17,PipePhase9.5,2.2非组分流体模型,非组分流体模型,黑油单相液体单相气体凝析油蒸汽,每个相需要定义密度,Requiresdensity(gravity)ofeachphase,其它物性通过经验方程计算,粘度Viscosity压缩因子Cornpre臼ibilityfactor(z-factor),18,PipePhase9.5,黑油模型是行业常用的多相流模型一通过油气水比重和在标况下气液相体积比来计算流体性质,实际工况下的气液相比则通过关联模型计算。
黑油模型,黑油模型假设条件:
一在标况下的液相在所有条件下均保持液相一标况下分离出的气相则可以气相和溶解在液相两种方式存在一通常对API45的原油适用,2.2非组分流体模型,19,PipePhase9.5,两点粘度Two-pointliquidviscosity(optional)气相杂质Gascontaminants:
屿,C02,H2S(optional),,适用范围:
油气水三相油气两相Cwatercut=O)油水两相(气油比0),输入数据Inputdata,油气水三相密度,2.2非组分流体模型,20,PipePhase9.5,单相液体模型,2.2非组分流体模型,21,PipePhase9.5,单相液体模型需要输入的数据,2.2非组分流体模型,22,PipePhase9.5,单相气体模型,2.2非组分流体模型,23,PipePhase9.5,气体凝析油模型,2.2非组分流体模型,什么是气体凝析油模型?
在工作的温度压力下气体会发生凝析,管道中是气液两相流动,该模型假设在低于露点压力时没有液相,凝析油密度恒等于其在标况下的密度,凝析油的露点压力,气油相质量分率,表面张力通过经验公式计算。
适用范围:
轻油API45,24,PipePhase9.5,2.2非组分流体模型,25,PipePhase9.5,蒸汽模型,2.2非组分流体模型,26,PipePhase9.5,组分模型,明确知道各组分的性质时采用,2.3组分流体模型,27,PipePhase9.5,2.3组分流体模型,自定义流体性质,28,PipePhase9.5,2.3组分流体模型,29,PipePhase9.5,2.3组分流体模型,输入流体组分参数,30,PipePhase9.5,2.3组分流体模型,31,PipePhase9.5,第3章流体压降及热力学计算,32,PipePhase9.5,3.1压降计算式的选择,压降相关式的选择在GlobalDefaults中设置,33,PipePhase9.5,3.1压降计算式的选择,水平管:
BB、BBM、BBMHB、MB、MBE、EF、DF、DEF、OLIM,上倾管:
BB、BBM、BBMHB、MB、MBE、ANSA、EF、DF、DEF、OLIM,下倾管:
BB、BBM、BBMHB、MB、MBE、EF、DF、DEF、OLIM,立管:
ORK、HB、HBBB、AZIZ、ANGEL、GRYM、GRAY,多相流计算中水平管、上倾管、下倾管和立管都有自己合适的压降计算公式,34,PipePhase9.5,3.1压降计算式的选择,35,PipePhase9.5,3.1压降计算式的选择,36,PipePhase9.5,3.1压降计算式的选择,37,PipePhase9.5,3.1压降计算式的选择,38,PipePhase9.5,3.2热力学计算方法选择,热力学计算方法的选择,注:
只有组分模型才需要选择热力学计算状态方程,39,PipePhase9.5,3.2热力学计算方法选择,压降公式的选择,40,PipePhase9.5,第4章软件运行及结果输出,41,PipePhase9.5,4.1模拟环境介绍,该软件中包括众多设备,通过设备的选择和参数的设置可以满足各种计算要求。
42,PipePhase9.5,4.1模拟环境介绍,43,PipePhase9.5,4.2结果输出,查阅输出报告主要包括以下两种:
(1)运行完成后点击菜单栏中的ViewPFDOutput;
(2)EXCEL输出并进行查看,44,PipePhase9.5,4.2结果输出,45,PipePhase9.5,4.2结果输出,46,PipePhase9.5,4.2结果输出,47,PipePhase9.5,第5章实例分析,48,PipePhase9.5,例1组分模型计算20km管道的温降与压降,单位使用metric制压降计算选用全局缺省里的BBM内径缺省值选用圆整值20寸热传递缺省设置热导系数缺省设置土壤热传递设置热动力学方法选用SRK方程起点压力7400kpa,74高程变化400m,要求:
49,例2近海天然气凝析油传输管线,PipePhase9.5,问题描述:
近海生产的湿天然气通过32in管子输送至海岸,天然气通过调压平台,使之分离和压缩,然后重新和凝析油混合输送到目的地。
完成目标:
(1)计算海岸流体温度、压力、气液比和总的液体持液量。
(2)产生相包络线图和水合物曲线,假设海底平均温度为10,通过软件点到点的水合物预测来确定是否形成水合物。
50,PipePhase9.5,例2近海天然气凝析油传输管线,51,PipePhase9.5,备注:
(1)为了压降和持液率的计算,选择Beggs和Brill-Moody关系式;
(2)因垂直管路没有保温,对空气和水的热损失传递系数分别为0.25Btu/fthF和1.6Btu/fthF。
例2近海天然气凝析油传输管线,52,PipePhase9.5,例3近海凝析油收集网络,多相近海集气网络输送凝析油到海岸处理设备,见下图,有四个气体收集平台(A,B,C,D)和一个调压平台(E),一个5000马力的压缩机安装在调压平台上。
ABC平台的天然气要经过E,两条平行的管线连接调压平台和岸上设备。
D点的凝析油直接流向平行管线,距离海岸32KM。
所有平台的流量等情况见下表。
1.确定每一个平台的操作压力,设定岸上气体处理的压力是35.5bar。
2.确定每一部分的液体持液量,问题描述:
需完成的目标:
53,PipePhase9.5,例3近海凝析油收集网络,54,PipePhase9.5,备注:
(1)Dukler-Eaton-Flannigan压降计算方法和此关系式适合这个低凝析油系统;
(2)使用Taitel-Dukel-Dukler-Barnea估计流体流态,注意Dukler-Eaton-Flannigan不能预测压降。
例3近海凝析油收集网络,55,例4凝析油集输管网,PipePhase9.5,问题描述:
一凝析油区块共有4口井(A、B、C、D),建立集气管网如图1所示,输送气体到集气站,集气站入口压力要求是600psig。
现增加5口新井,需要评估新增井对已存在的管网系统的影响。
新管网示意图如图1,表1中给出了其他信息。
需要确定:
(1)确定新加入井之前,原来每口井的产量;
(2)确定加入新井后,原来井流量的变化情况;(3)确定增加的总产量。
提示:
(1)采用凝析油模型;
(2)Gray-Moody方程适用于凝析井,所以井中使用这个方程,地面管线使用Taitel-Dukler-Barnea方法,此为默认值。
56,PipePhase9.5,例4凝析油集输管网,57,PipePhase9.5,
(1)储油层和IPR数据是可靠的,设置的值为固定边界条件;
(2)Taitel-Dukler-Barnea图用来检测地面管流流态,Gray-Moody不预测流态。
例4凝析油集输管网,58,PipePhase9.5,第6章关于管网收敛问题,59,PipePhase9.5,什么原因可能导致产生不收敛?
变量超出有物理意义的范畴压力为负值压力或温度过高物性计算失效初始值不好步长设置不合理过大:
发散过小:
收敛慢,6.1导致不收敛的原因,60,PipePhase9.5,6.2一般建议,压降和流量的估算值,Source和Sink的压力或流量必须给估算值,估算值应该来自实际数据或者经验数据,压力估算值应该改考虑实际流动方向高压力点底压力点,流量估算应考虑物料平衡,61,PipePhase9.5,管网结构,注意流动方向的定义避免形成封闭环状,对管网,多固定流量比多固定压力容易收敛尤其是对环状管网,6.2一般建议,62,PipePhase9.5,6.2一般建议,Junction的应用,什么时候应用Junction网络结构中需要汇集或者分流时需要生成相图,流态图或Flash报告时,除此之外无需再用Junction增大方程矩阵,63,PipePhase9.5,6.2一般建议,避免环状管网高程不一致,连接到同一个节点的Pipe相对高程不一致,避免Jump-Over管网,一根短管连接两根更长的、平行的管道,直接建模将造成计算不稳定,应进行左图所示的处理,即保证了计算的稳定性也不损失计算的准确性,64,PipePhase9.5,环状网中流动方向,流动方向已知,NoReversalFlow,流动方向未知,加Regulator,6.2一般建议,65,PipePhase9.5,谢谢!
祝大家身体健康,工作顺利,
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