pipesim软件技术交流

.,PIPESIM,技术交流,.,Pipesim常用功能介绍,目录,案例介绍,.,第一部分,PIPESIM介绍,.,PIPESIM常用对象的介绍,一个简单的模型建立演示,压力温度剖面计算演示,节点分析计算演示（气嘴、多层、水平井）,流动相关式拟和应用演示,系统分析应用演示,气举应用演示,.,第二部分,案例介绍,.,案例1,判断起伏管线中管线液堵和冰堵的原因？,.,气体-液体两相水平管流流型分布,气液两相管流的流动规律远比单相管流的流动规律复杂得多，它不仅受气液两相的物性、流量等因素影响，而且与气液两相在管子中的分布状态有这密切的关系。通常将气液两相在管线中的分布状态称为气液两相的流动形态。,.,一、按介质分布外型进行流型划分目前在流型划分方面有按两相介质分布的外形划分和按数学模型划分的两类划分方法。为直观起间，采用按两相介质分布的外型进行划分，划分结果如图所示：1泡状流此时气相流量很小，而液相流量很大。气相为分散相，液相为连续相。气相以小气泡的形式分散于液相之中，并与液相一同作等速运动，气液相之间无滑脱存在。2团状流随着气相流量的增加小气泡合并成较大的气团，气团与液相一同流动。此时气相仍是分相，液相仍是连续相。,.,3冲击流当气相流量和液相流量都较大时，被气体吹起的液浪不时达到管壁的顶部，低速的液流阻挡着高速气流的通过，于是形成一段气体一段液体流动的冲击流液体段塞不断地在其前部收集液体并把它加速成段塞流速，同时在尾部排出同样多的液体。4层状流和波状流当液体流量很小时，气体在管内贯通而形成连续相液相亦为连续相，气体与液体各自成层，在它们之间有明显的光滑界面，此流动型态即为层状流。当气相流量增加到一定程度时，气液界面产生波动，形成波状流。层状流与波状流形成于液相流量相对气相流量较小的情况下。,.,5、环状流当液相流量很小而气相流量很大时，气体流速会很高，随着气相流量的增加，气体要求有更大的断面通过，迫使液体在靠近管壁处形成液环，而在管子中心形成气芯，此流动型态即为环状流此时气芯携带液滴向前流动，同时由于重力的作用，液膜沿管壁向底部流动，形成明显的波纹状液膜。,.,.,二、按气液两相的折算速度进行流型划分流动型态的转变机理十分复杂，在影响流动型态转变的诸多因素中，气液各相的相对体积是最主要的。因此，为了使流型分布图能够正确地反映出影响流型的主要因素，同时又具有直观性和便于应用，采用以气相折算速度vsg为横坐标，以液相折算速度Vgf为纵坐标的双对数坐标描绘流型分布图。,.,.,三、PIPESIM中出现的流态划分SEGREGATED（分层流）,层状流StratifiedFlow,波状流WavyFlow,INTERMITTENT（间隔流）,柱塞流plugFlow,段塞流slugFlow,DISTRIBUTED（分散流）,泡流bubbleFlow,环雾流AnnularMist,TRANSITION（过渡流）,.,四、水平井中多相流动,1、水平井的轨迹在多相流的结构形成中起着决定性作用。在一定的井筒倾角条件下，上升段出现液相反向运动区。2、在拐弯处形成滞流区，在开井(有液体运动)和关井(液体运动停止)时，滞流区的位置几乎不发生变化。3、由于各相的重力分层作用，多相流的组成不仅沿垂直线变化，而且也沿水平井长度方向变化。,.,案例1,判断起伏管线中管线液堵和冰堵的原因？,.,总里程3057m,起伏地面管线模拟示意图,1、思路根据大牛地气田实际情况。建立如下的模型：1、建立6个起伏，每个起伏高10米，上坡倾斜角依次为3、5、10、30、45、60度，下坡倾斜角均为-14度。通过气液两相流体通过不同倾角的坡峰时，观察下是否有滑脱现象发生，严重情况如何，分析出各种参数下的携液效果。同时通过观察，段塞频率，段塞体积，分析出段塞流的严重情况。最后做水合物生成线，求出不同压力下的水合物生成温度，对比地面管线中的温度剖面，分析是否会形成水合物。,.,表1-1起伏管道模型基础数据,.,地面管线压力、温度剖面、持液率变化、平均段塞频率、流态图,模拟参数1：计算平均气量、平均井口压力下的情况：基础数据：产量1万方/天，液量2方/天，入口压力12MPA，入口温度4度，48mm*5.5mm,.,.,.,流态数据表1,.,模拟参数2：计算高气量、高井口压力下的情况：基础数据：产量3万方/天，液量3方/天，入口压力20MPa，入口温度10度，48mm*5.5mm。,2-1压力剖面图,.,2-2温度剖面图,2-3段塞频率图,.,2-4持液率图,.,流态数据表2,.,模拟参数3：计算低气量、低井口压力下的情况：基础数据：产量0.2万方/天，液量4方/天，入口压力6MPa，入口温度4度，48mm*5.5mm。,3-1压力剖面图,.,3-2温度剖面图,3-3段塞频率图,.,3-4持液率图,.,流态数据表3,.,模拟参数4：计算平均气量，平均井口压力下，地面管径加大后的情况基础数据：产量1万方/天，液量2方/天，入口压力12MPA，入口温度4度，76mm*6mm,4-4持液率图,.,水合物计算,.,.,上面是所给的各气藏的组分数据，不难看出：前三个组分C2以内（C1和C2）组分占的总比例基本一致，而且各单项组分相差不大，在形成2-型水合物时应该曲线接近。,.,水合物生成压力-温度对照表5-1,.,结论：,1、最主要的原因是上坡段的坡度大小，水平倾角越大，滑脱现象越严重，越容易在低洼处形成液体暂聚集区，这是通过改变入口压力和气量无法避免的。2、气量和入口压力的大小为另一主要条件，但随气量和压力的增加，持液率相对减小，携液效果变好，但段塞流出现的机会、频率也加大，会对管壁造成冲击加大，腐蚀穿孔的机会加大。3、加大管径不能改善管线积液。4、结合水合物生成的表5-1看，在满足外输压力情况下，尽量降低入口压力和增加入口气量，同时尽量减小管线水平倾角以减小压力波动，这样既能降低水合物生成的临界温度，避免管线生成水合物，又可以通过增加气量提高携液能力，避免液堵的机会。,.,案例2,OLGA瞬态流临界携液模型研究？,.,1、OLGA瞬态流临界携液模型研究1）技术手段OLGA软件是国际上最著名的瞬态流模拟软件之一，它能模拟井筒中凝析油析出的复杂多相流流动变化过程，不同于以往的稳态流计算软件，是一种基于瞬态变化的模拟软件，它考虑的因素更复杂和计算准确度更高，更能真实的模拟现实情况。因此选用OLGA作为研究白庙凝析气田临界模型的技术手段。,2）模型设计思路因凝析气藏地层渗流情况复杂及现有的测试资料较少，地层产能方程难于给出，故井底流入动态不好描述，因此采用改变井底的产气量和产液量的方法，代表该井某一段时期的地层流入动态，然后进行瞬态的多相流井筒流动模拟，来研究该井临界携液气量，积液周期等。,.,3）模型设计,Source1：井底气流入源；模型可以变化不同的产气量，来研究临界携液产量，积液周期等。Source2：井底液流入源；1120Kg/天（1.3m3/d）；为了使模型简化，在模型中液流入产量固定不变。初始条件，为空井开始生产。（模拟气井积液卸载后的工况）,.,5）模拟结果总结（1）第一组数据：井底产量为：Source1：30,50,70,90单位：Kg/h。为了便于井底模拟采用质量流量，换算关系见表1。,表1标况下井口气体产量,.,（2）气组分列表：如下图所示气体组分借鉴白20井的天然气组分。,.,（3）井底产量：由下图所示，从下而上四跟曲线分别代表气量为30，50，70，单位：Kg/h。从图中可以看出在到1800分钟，即30小时后，井底气量才处于相对稳定状态。,.,（4）临界携液气量如