pipephase化油气管网多相流计算软件

油田设计和生产中常遇到的问题您是如何计算管网的阻力降的？把一定量的油送到目的地，最少需要多大压力？您知道管线中的相态的分布吗？您知道管线的持液量吗？您知道管线流体的您遇到过水合物生您遇到过段塞流的问题吗？段塞的大小如何？您知道蒸汽到达井口的压力吗？管线中的流体离水合物生成区有多远？您知道两相流动的相对速度吗？在清管前后管线中持液量的变化情况如何？您知道管网的热损失是多少吗？您知道流体的粘温变化曲线吗？您的管线有保温层吗？如果没有，需要吗？需要什么材料？多厚？您的油井采用气举采油吗？流态吗？

•

您对油成问题吗？

吗？还是仅限于单井优化？您知道将一个高压井并入现有管网将发生什么情况吗？您的压缩机和泵站的设置是合理的吗？您知道未来5－10年油藏压力的衰减对油田生产的影响吗？PipePhase是帮您解答上述田管网的气举量进行过整体优化IPS

Confidential所有问题的理想工具！内容Invensys上游优化软件包（UOS）介绍PipePhase介绍NetOpt介绍Tacite介绍软件演示问题讨论IPS

ConfidentialInvensys

上游解决方案上游资产的整体建模与优化油气生产油气集输油气处理优化方法离线分析－脱瓶颈分析在线监控－油气生产分配实时优化－经济效益最大化优化效益产量2千万方/天的凝析气田凝析油产量提高23％效益4700万美元/年IPS

Confidential油气生产油气生产油气处理油气集输Upstream

Optimization

Suite

(UOS)PIPEPHASE®油气管网系统的严格稳态多相流模拟计算NETOPT®PipePhase的一个附加模块，非线性优化算法

PipePhase用户能优化其模拟模型。TACITE®PipePhase的另一个附加模块，TACITE能应用于管线和生产操作中多相流、多组分系统的瞬态模拟三者共用一个相同的界面和数据库！IPS

Confidential关于PIPEPHASEIPS

Confidential用于油气管网计算的严格的稳态多相流模拟器应用范围广泛海洋或地面油气集输管网天然气输送和分配管网严格的传热分析管线尺寸设计注水、注蒸汽管网天然气水化物分析井筒分析节点分析气举采油分析油气田的生产规划PIPEPHASE

历史IPS

Confidential1970

年代由Chevron

公司开发的多相流模拟软件SIMSCI

于1980

将其商业化为PipePhase近5年软件更新2005年：PIPEPHASE

version

9.02006年：PIPEPHASE

version

9.12007年：PIPEPHASE

version

9.22008年：PIPEPHASE

version

9.32009年：PIPEPHASE

version

9.4PipePhase主要优势IPS

Confidential组成模型用PRO/II热力学方法和物性库非组分模型气体凝析油模型蒸汽模型自带水化物单元强大的复杂管网处理能力35种压降模型包括OLGAS2000集成的优化模块NetOpt管径优化能严格模拟传热过程能模拟某些特殊现象焦耳-汤姆逊冷却效应支持关键词文件35个管件和设备泵、压缩机等模拟软件的3个特点用户环境学习和使用简单工程计算严格可靠应用集成灵活开放的平台IPS

Confidential用户界面IPS

Confidential友好的用户界面IPS

Confidential计算结果的显示在图形界面显示和自动更新RAS系统Excel报表Output文本格式报告IPS

ConfidentialRAS结果曲线IPS

Confidential特殊性质图（相图）Phase

Envelope

for

Node

S003,

Case

005001000150020002500-300-200-1000100200300Pressure

(psig)InterpolatedBubble

PointDew

Point

Critical

PointMaximum

TMaximum

PTraverse

for

LinkHydrate(II-MEOH)

20.0IPS

Confidential-500Temperature

(F)NOTES:

Compositionfrom

upstream

Node

S003.IPS

ConfidentialExcel输出报告140120100806040200PhaseEnvelope

forL005

-

Base

Case160-200-150-10050100150-50

0Temperature,

DEG

CPressure,

BARFluidCrit

ical

PointFluid

TraverseHydrate:

MEOH

0Hydrate:

MEOH

20Hydrate:

MEOH

30工程计算IPS

Confidential工程计算-领先的技术IPS

Confidential工业标准的模型库经验和机理压降模型计算两相流支持多种流体类型严格的能量平衡计算、详细的传热分析联立方程法压力平衡、流量分配计算将大型复杂网络作为一个整体进行求解PVT数据–组分物流组分处理2000多种纯组分库库组份物性参数可调整油品评价数据石油馏分数据SIMSCI的工业标准热力学模型:一般关联式状态方程液相活度系数方程改进的状态方程特殊物系处理包Henry法则IPS

ConfidentialPVT数据－非组分物流给定：密度等数据根据：相应关联式计算：其它物性处理：–黑油(API<=45)气体凝析油(API>45)单相气体单相液体蒸汽IPS

Confidential传递性质计算与温度关联的物性数据:热传导率表面张力粘度用户自定义粘温曲线油水混合方法体积平均API

14B油水乳化Woelflin模型转相点乳化曲线IPS

Confidential自定义乳化物粘度曲线转相点，超过该点后用水的粘度。IPS

Confidential自定义粘度曲线，Multiplier为乳化物粘度/纯油粘度。覆盖Woelflin模型水合物和相包图预测水合物和相图预测计算–天然气管线Phase

Envelope

for

L005

-

Base

Case140120100806040200160-200-150-10050100150-50

0Temperature,

DEG

CPressure,

BARFluid Critical

Point

Fluid

Traverse Hydrate:

MEOH

0 Hydrate:

MEOH

20 Hydrate:

MEOH

30IPS

Confidential管段（Segment）计算方法一段接一段的计算方法用户指定管段的长度对组成模型，需要的时候管道长度可自动调小在计算的平均温度压力下计算流体性质流体和热量出口POut,TOutPIn,TIn流体和热量进入倾角IPS

Confidential压降计算30多种压降（持液量）计算模型：水平(Dukler)、倾斜(BBM-noslip)、竖直管(Ansari,

Duns-Ros)单相(Moody)、多相流(BBM)理论(Xiao)、经验、半经验(BBM)大管径(BBM)、小管径(Lockhart-Martinelli)OLGASIPS

Confidential单元设备单元设备计算：管线、井筒、弯管、三通、大小头、阀门、换热、压缩、膨胀、孔板流量计、文丘里管、气液分离、油嘴油藏模型,IPR曲线高程变化非标准设备自定义IPS

Confidential从无限大空间进入管道从管道进入无限大空间传热计算严格的传热计算通过管线的热流给定总传热系数K程序计算K内膜管壁环境（土壤、空气、水）f

A-T

L

Q

=Upd

TU

=

1

Resistances保温材料IPS

ConfidentialIPS

Confidential流型预测流态的预测：TDB、MADHANE、DUNS-ROS等多种流态图环状波状层状雾状泡状段塞1.000.100.0175.0900.0100.0IntermittentAnnularStratifiedWavyStratifiedSmooth0.1

1.0BubblySL10.0v

(ft/sec)10.0vSG

(ft/sec)LiquidSuperficialVelocityGasSuperficialVelocityMixtureVelocitySonic

FlowVelocity

RegimeCorr

/

T-DM/SECM/SECM/SECM/SEC0.0000.0010.0020.0040.0060.0070.0090.0100.0110.0110.0150.0200.0200.0233.8873.9003.9213.9453.9724.0004.0294.0604.0864.0864.1364.2274.2274.2823.8873.9003.9233.9493.9774.0074.0384.0704.0974.0974.1514.2474.2474.305335.636 1-PH

1-PH331.197 SEGR

ANNU354.499 SEGR

ANNU366.991 SEGR

ANNU375.627 SEGR

ANNU382.168 SEGR

ANNU387.283 SEGR

ANNU391.357 SEGR

ANNU394.218 SEGR

ANNU394.218 SEGR

ANNU400.043 SEGR

ANNU405.983 SEGR

ANNU405.983 SEGR

ANNU408.125 SEGR

ANNU计算性能闪蒸计算–与PROII一致Flash

Report

for

Node

S001

-

Base

CaseVaporLiquid1Vap+Liq1Liquid2TotalTemp

DEG

CPressure

KG/CM2COMPONENT408.000.60Mole

FractionH2O0.1773830.0003310.0441121.0000000.044112C10.0010150.0000020.0002530.0000000.000253C20.0029180.0000090.0007290.0000000.000729C30.0107150.0000450.0026840.0000000.002684IC40.0031970.0000170.0008030.0000000.000803NC40.0079470.0000450.0019990.0000000.001999IC50.0023950.0000170.0006050.0000000.000605NC50.0031530.0000230.0007970.0000000.000797CP0.0001020.0000010.0000260.0000000.0000261690.0005630.0000140.0001500.0000000.0001501830.0007710.0000210.0002070.0000000.0002076690.0001070.0418640.0315380.0000000.0315387150.0000170.0301330.0226860.0000000.0226867660.0000020.0254070.0191250.0000000.0191258880.0000000.0541510.0407610.0000000.040761TOTAL

RATESWeight

RateKG/HR10,165.6964,834.4675,000.150.0075,000.15Molar

RateKG-M/HR36.50111.10147.590.00147.59PHASE

PROPERTIESMass

Fraction0.1355420.8644581.0000000.0000001.000000Volume

Fraction0.9752760.0247241.0000000.0000001.000000DensityKG/M32.95743.220.00Actual

SPGR9.61420.74400.0000ViscosityCP0.01040.49560.0000EnthalpyKCAL/KG287.864229.3310.000237.265Surface

TensionNEWTON/M0.0130.000Molecular

Wt278.544583.586508.1570.000508.157IPS

Confidential清管分析Sphering(Pigging)后的流动方向续的两相流段塞区未受干扰两相流区Improved

McDonald-Baker模型预测清管过程流动方向正常两相流动（层流）IPS

Confidential井筒分析(油、水、气)IPS

Confidential地表油藏气举分析油藏条件压力=149

Kg/cm2温度=83

C气举阀气举用气压力=68

Kg/cm2温度=38

C流量=?井口压力=13

Kg/cm2流量?QLQG

(注气最佳点)QL

(产量最大)QGIPS

Confidential先进的网络求解算法典型网络结构SourceSink分配管网集输管网环状管网??????IPS

Confidential先进的网络求解算法qEqCBqBCEDqDHAPIPS

ConfidentialSpur

Links压力和物料平衡计算应用Newton-Raphson算法和矩阵求解器，将大型复杂网络作为一个整体进行求解!网络的边界条件压力驱动型计算模型Source

P,QSource

P,

Q?Sink

P?,

Q?JunctionP?JunctionP?JunctionP?Sink

P,

Q?Source

P?,

QIPS

Confidential注入管网水/蒸汽/CO2/N2注入管网P

?600

PSIA

蒸汽注蒸汽注水IPS

Confidential应用集成IPS

Confidential应用集成瞬态网络优化多相流管网分析油气处理PRO/IIPIPEPHASENETOPTTACITEMS

Office油气藏模拟器APICOM/PortalIPS

ConfidentialExcel兼容性和MS

Excel/Access兼容，如：从Excel中导入某些设备的特征数据将结果数据导出到Excel将计算结果导出到Access数据库中保存基于COM的API使用户可自行开发第三方应用程序在Excel中运行PIPEPHASEIPS

ConfidentialPortal工具用户可以通过用户自定义的Excel表驱动和操作

PipePhase模型，用户无需编写任何代码，而只需要通过拖拽式操作即可。IPS

Confidential网络优化模块－NetOptIPS

ConfidentialCAPEX和OPEX，最佳管径应是多少？气举量多大时，油井产量最大？NetOpt由Mobil

Technology和SimSci联合开发ExxonMobil公司上游优化的标准工具当前市场上技术最先进、最灵活的非线性优化器优化PipePhase模型、决定最优的操作条件自动调整PipePhase模型以拟合现场数据和PipePhase完全集成，无需重新建模！NetOpt–优化PipePhase模型IPS

ConfidentialField

contained

30

Production

WellsGASINJECTION[MMSCFD]OILPRODUCTION[BOPD]WATERPRODUCTION[BWPD]GASPRODUCTION[MMSCFD]INITIALOPERATIONS1162,8084,705**17,662UNCONSTRAINEDOPTIMISATION4.6771,1285,31012,199CONSTRAINEDOPTIMISATION8.2166,4594,66415,318IPS

Confidential气举优化－NetOpt项目**开始油田最大水处理能力为4,700

桶/天瞬态多相流模块－TACITEIPS

Confidential如何预测管线中段塞流的长度和发生频率？如果动态预测清管过程及段塞量？Tacite是一个动态、多相流管线模拟器。能用于动态分析在PipePhase中创建的管线和油井模型。PipePhase计算的稳态结果可用于初始化Tacite，Tacite能发现和诊断操作问题并预测流体流动的动态特性。和PIPEPHASE完全集成，无需重新建模！IPS

ConfidentialPipePhase成功案例－Sincor内容Sincor背景用PipePhase建立集输网络模型模型的整合和自动化运行案例分析进一步的工作IPS

Confidential背景Total

of

France-PDVSA

ofVenezuela-Statoil

of

Norway联合成立开发Orinoco地区的超重原油（

13.6亿桶储量，世界上最大的超重原油储藏区）任务是：将该地区6-8°API的超重原油提升品质，生产32°API

的原油产品利用PipePhase建模！IPS

ConfidentialPipePhase建立集输网络模型模型内容–管线布置图–严格传热计算–乳化液的粘度曲线和油相密度设计值（SINCOR）–管线压力低于48bargIPS

Conf–iden管tial

线温度低于50CIPS

Confidential管线布置图从Sincor工程设计文档中收集数据管线布置PFD图在PipePhase中建立网络模型140

Links900

pipesIPS

Confidential管线布置图T21T22T3T4T11MST12管线布置图IA

PipelineEngineeringDocumentPipePhaseLinkIPS

Confidential考虑环境温度的影响严格传热计算TambTin,

P1Tout,

P2TfixedTsimTtol

(DT)Tamb

&

TinTout

(MS)Tout

-

TD3001IPS

ConfidentialMS:

Main

Station乳化液粘度和API度Viscosidad

vs.

Corte

de

Agua

con

Crudo

12

y

16

°API

en

todo

el

rango

deCaudales0100200300400500600700010203040

5060708090100Corte

de

Agua

(%)Viscosidad

aparente

(cP)16

°API 12

°API水含量和API度对乳化液粘度的影响IPS

ConfidentialPipePhase

API应用PipePhase:模拟多相流管网手动数据输入IPS

Confidential-每次模拟数据输入：160个值-所需时间：1小时PipePhase

API应用PipePhase

API:

从Excel中运行PipePhase.数据输入完全实时自动进行！每次模拟数据输入：

160个值所需时间：1分钟Interface

PI

;

ECExcelPipePhase

APIExcelIPS

Confidential自动化的实时应用PIECPotencialPIPEPHASEMODELFIELDOPTIMIZATIONIPS

ConfidentialComparación

Caída

de

Presión

Real

y

SimulaciónCampo

Estable

05/06/04454035302520151050HCIAICIDIFJAJBJCJDKALALBLCLDMCRARCSASCSDSEVBV