《深水油气管道和水下采油树流动保障与OLGA多相流模拟》由会员分享,可在线阅读,更多相关《深水油气管道和水下采油树流动保障与OLGA多相流模拟(32页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、Essca Beijing T The he Transient MultiphaseTransient Multiphase F Flow low S Simulatorimulator 全动态全动态多相流多相流管道模拟系统管道模拟系统 ByBy ESSCAESSCA BeijingBeijing Essca Beijing 可以模拟在油井、输油管线和油气处理设备中的油、气和水的运 动状态 复杂的海上油田开发 陆上油田开发 及其油气集输 OLGA 2000是当今世界领先的全动态多相流模拟计算软件 海底管道回接 使用贯穿整个项目周期 概念 - 可行性研究 - 详细设计 - 操作 世界在运动,多
2、相流也在运动!世界在运动,多相流也在运动! Essca Beijing 主要内容主要内容 OLGA的开发背景 OLGA的应用范围 OLGA的模块简介 OLGA的优点 Essca Beijing 1980: IFE开始程序的开发 1983: SINTEF启用长距离高压试验环路 1984-1992:IFE和SINTEF联合 1989: SCANDPOWER公司获得OLGA软件商业化的专有权 OLGAOLGA的开发背景的开发背景 OLGAOLGA 2000 2000已经成为石油界非稳态多相流模拟计算的标准化程序已经成为石油界非稳态多相流模拟计算的标准化程序 Essca Beijing 环道几何尺寸
3、u 直径:1in到8in,一部分达到30in u 管道长径比可以达到5000 u 管道倾角从-15到90 压力从1到100bar 实验介质可以包括各种流体 实验实验 模型准确性的可靠保证模型准确性的可靠保证 Essca Beijing 最大的多相流数据库 u 来自实验室的10000数据点 u 30个气相/凝析液管道数据 u 15条较低气油比管道数据 u来自不同源的油井数据 参加者: u8-15 石油公司 Statoil, Total, Agip, ExxonMobil uIFE 和Scandpower OVIP OVIP OLGA Verification and Improvement Pr
4、ojectOLGA Verification and Improvement Project 动态三相流动数学和物理模型动态三相流动数学和物理模型 Essca Beijing OLGA 2000OLGA 2000用户列表用户列表 Essca Beijing OLGA 2000OLGA 2000应用应用 油藏与油井(油藏与油井(WellsWells) 管流计算 油井流入动态 完井设计 段塞控制 人工举升设计与优化 气举 电潜泵 启动与关井 井筒及环空积液 传热分析 油井积水 欠平衡钻井培训 Essca Beijing OLGA 2000OLGA 2000应用应用 管线(管线(FlowlinesF
5、lowlines) 管径与路径 操作 段塞 启动,停输,产量变化 管内积液处理与清管 卸压 传热计算 保温层与埋地管 水合物和蜡沉积 管束与复杂立管 管道运行管理 Essca Beijing OLGA 2000应用 工艺设备(工艺设备(Process FacilitiesProcess Facilities) 段塞捕集器设计 海底分离器设计 控制器设计 抑制剂管理 火炬设计 停输分析 有计划停输 紧急停输 自动控制 Essca Beijing OLGA 2000应用 流动安全保障(流动安全保障(SafetySafety) 有害气体跟踪 过载保护 管道迸裂 阀门失效 低温安全分析 压力激动 水击
6、 卸压 热交换器迸裂 Essca Beijing 模拟完整的管网系统模拟完整的管网系统 OLGA 2000可以模拟复杂的 管网系统,包括汇聚型和分流 型的节点,不限制进入节点和 离开节点的管道数目。还可以 模拟封闭的系统,例如有共同 进口和出口的两根平行管道。 这种灵活性为工程师提供计算 复杂管网系统、气举系统、收 油设施或工厂网状系统的可能 性。 Essca Beijing 模拟工艺设备模拟工艺设备 OLGA 2000可以模拟任何复杂形式 的管道网络系统及整套下游工艺设备 系统。例如,一个有几条管线的系统 连接到一个与分离器和压缩机的下游 管道相连的管汇。 OLGA 2000可以模拟的工艺设
7、备有 :两相和三相分离器、临界节流阀和 非临界节流阀,带可控制回流管的空 气压缩机,有回流管和旁通管的单相 流和多相流泵,热交换器,单流阀, 可控制的源和汇,管道泄漏,清管器/ 水合物堵塞及控制器。 Essca Beijing 在线在线/ /离线离线 现场模拟器现场模拟器 通过服务器模块,OLGA 2000可以与管道管理系统相连。 SCANDPOWER已经与其合作公司做了几个成功的项目。 比较典型的应用是: 运行支持 监测管线中通过/滞留的液体 MEG在管线中的分布 清管器的操作 预测管线系统非稳定状态的发展变化 Essca Beijing OLGAOLGA图形用户界面图形用户界面 OLGA图
8、形用户的菜单系 统和可移动窗口可以帮助 用户容易的建立OLGA模型 。关键字窗口为用户提供 所有必要的输入数据。另 外一个有用的工具是参数 研究功能,通过参数研究 功能用户可以设置几个不 同的输入变量进行模拟计 算和比较。 Essca Beijing OLGA 2000OLGA 2000模块介绍模块介绍 水三相模块水三相模块(Water ModuleWater Module) 预测油水之间的滑脱现象速度差,在流量低的情况 下,油水之间会存在很大的滑脱速度。因而水会在管 线低洼处沉积,导致水在局部地段大量聚集,从而具 有产生水段塞的可能。水在局部地段聚集也可能会导 致严重的腐蚀问题。 提供含水三
9、相管流计算的功能 用来计算与通常的油气二相混输的游离水流动状态 应用 p 指出管道中哪里会由于水的沉积而产生腐蚀 p 确定变产过程中油水是否会以段塞的方式流 出管线 p 测算随含水率而变化的油水混合物粘度 p 解释抑制剂 p 模拟三相分离器 Essca Beijing 段塞流模块段塞流模块(Slugtracking ModuleSlugtracking Module) 与单相管路不同,混输管道内气液两相常以长气泡和段塞交替流过 管道截面,在管道终点流出的气、液瞬时流量有很大波动,对管道下游 油气加工设备的工作产生不利影响,在管道终点都设有段塞捕集器。 产生段塞流的不同机理: 水力段塞流态 地形
10、起伏 停输再启动 产量变化 清管 段塞流模块段塞流模块(Slugtracking ModuleSlugtracking Module ) 跟踪每个段塞 从生成到从管线流出或在管线里消失的独 特功能 考虑段塞形成、合并、增长和缩短的各种 机理 模拟水力段塞 标准OLGA 2000会忽略掉形状尖锐的液塞 前沿 标准OLGA 2000将水力段塞处理为平均值 设计集输装置方面具有很高的使用价值 确定管线下游设备(如分离器、压缩机) 能否合理地处理段塞 段塞捕集器/分离器的尺寸 控制系统设计 制定操作指南和程序 Essca Beijing 组份跟踪模块组份跟踪模块(Compositional Track
11、ing ModuleCompositional Tracking Module) X X X X X X X 能确定流体组分的动态变化及每个组分沿管线的分布(时间和空间) 组份跟踪模块组份跟踪模块(Compositional Tracking ModuleCompositional Tracking Module) 沿管线的流体组分由于如下原因可能会发生变化沿管线的流体组分由于如下原因可能会发生变化 滑脱影响(相间速度差)滑脱影响(相间速度差) 界面质量传输传递界面质量传输传递 不同流体汇合入管网不同流体汇合入管网 入口处流体组分的改变入口处流体组分的改变 组分模型通过求解每一成分分布在气相、
12、油层、水层组分模型通过求解每一成分分布在气相、油层、水层 、油珠、水珠里的物质守恒方程,跟踪组分随时间和、油珠、水珠里的物质守恒方程,跟踪组分随时间和 位置的变化。位置的变化。 组分相关的典型情况组分相关的典型情况 管网输送不同流体管网输送不同流体 停产再启动过程停产再启动过程 注气注气/ /气举气举/ /气体质量跟踪气体质量跟踪 入口和源的组分变化入口和源的组分变化 卸压过程卸压过程 地形段塞地形段塞/ /安全分析安全分析 Stardard OLGAStardard OLGA Compositional Tracking ModuleCompositional Tracking Module
13、 Essca Beijing 三维热传导模块三维热传导模块(FEMtherm ModuleFEMtherm Module) 应用 计算管束横切面温度分布,分析隔热介质 的作用 研究同一管束里各个管之间的热交换,例 如分析关井期间和启动时加热 研究埋地管外部土壤里的温度场 计算下列过程的瞬变温度分布 正常生产 关井 驱替 投产 采用有限元法模拟管束,埋地管,复杂立管中的流体和传热介质之间的瞬变传热 水合物抑制剂追踪模块水合物抑制剂追踪模块(MEG TrackingMEG Tracking ) 跟踪MEG沿管道的聚集和分布 确定管道中MEG的总量 MEG随产量变化 管道中需要的MEG量 到达处理设
14、备时的MEG量 装置在此流量下能否运行? 确定是否有足够的MEG存在来防 止水合物形成 Essca Beijing 多相泵模块多相泵模块(Multiphase Pump ModuleMultiphase Pump Module) 该模块使我们能详细地模拟离心泵或体积泵 。泵的特性以表格的方式给定。用户可以输 入泵特性表。如果缺少所要泵的特性,可以 用程序内含的典型泵特性。 可以用控制器调节泵速和回流流量,用户可 以选择的回流为气、液体、水或所有多相混 合液 优化多相增压,设计和操作分析 Essca Beijing 蜡沉积模块蜡沉积模块(Wax ModuleWax Module) OLGA 20
15、00的蜡沉积模块具有计算蜡质成分沿管线传输 和沉积过程的功能。当内管壁温度低于结蜡点时,蜡质 通过分子扩散沉积到管壁上。当油温低于结蜡点时,蜡 质从油中析出。 影响 增加管壁粗糙度 管径减小 由于固体蜡颗粒的沉积油相表观粘度增加 预测是否需要 隔热/加热 注化学剂 清管器清蜡 PVTsim Wax 生成蜡组分的表格 油/蜡沉积粘度调整 动态预测管线及海底油井里蜡沉积的独特工具 Essca Beijing 油井增强模块油井增强模块(Advanced Well ModuleAdvanced Well Module) 油井增强模块是专门为油气井流动分析而开发的。该 模块特别适用于模拟油藏参数和流动关系密切的系统 。油藏流动关系由渗透率、液体物性、油藏大小来确 定;也可以从对油井实施压降/压力恢复试井得到。 该模块含有模拟钻井的选项。可用该选项进行钻井过 程中传热和流动计算。钻井选项能计算同心管或附管 内的流动(如气举)。采用移动网格法计算钻井过程 中在钻杆中的流动。 典型场合 钻井过程的传热和流动计算 环形空间流动,气举 生产和测试井的停产启动过程 注入井(水、气交替注入) 钻井过程中压力控制(如非平衡钻井) 井喷模拟 该模块模拟井筒内瞬态多相流 复杂流体模型模块复杂流体模