Pipesim 2019 Моделирование стационарного многофазного потока Техническое описание 2019 г. 2 Pipesim моделирование стационарного многофазного потока pipesim моделирование стационарного многофазного потока 3 содержание
 Скачать 1.33 Mb.
|
|
PIPESIM позволяет: • Проектировать лучшую конструкцию скважины, трубопровода и оборудования для всей системы • Выявлять узкие места и ограничения • Оптимизировать добычу в сложных сетях PIPESIM МОДЕЛИРОВАНИЕ СТАЦИОНАРНОГО МНОГОФАЗНОГО ПОТОКА 29 Типичные примеры сетевого моделирования • Проектирование и управление системами сбора нефти и газа с учетом ограничений системы • Быстрое определение мест в системе, которые наиболее подвержены проблемам обеспечения бесперебойности потока, таким как эрозия, коррозия и образование гидратов • Определение преимуществ добавления новых скважин, компрессоров, трубопроводов и т.д. • Определение оптимального размещения насосов и компрессоров • Проектирование и контроль за сетями закачки газа или воды • Анализ сотен переменных, таких как давление, температура и параметры обеспечения бесперебойного потока в сложных траекториях течения • Оценка преимуществ кольцевых трубопроводов и пересечений для уменьшения противодавления • Расчет полной пропускной способности месторождения для обеспечения заданных уровней добычи Сетевое моделирование и оптимизация в PIPESIM Ключевые особенности • Решение для неопределённых граничных условий (давление и/или расход) • Масштабируемость сети до 10,000 скважин и источников • Алгоритм оптимизации добычи частично распараллелен для расчёта на нескольких ядрах процессора • Поддержка множественных ограничений дебита • Гибкая функциональность построения графиков с возможностью выбора сотен потенциальных переменных и нескольких осей Y • Интерактивные таблицы результатов моделирования сети • Цветовая градация результатов вычислений на GIS-картах • Сводные и подробные выходные отчеты • Оптимайзер сети 30 PIPESIM МОДЕЛИРОВАНИЕ СТАЦИОНАРНОГО МНОГОФАЗНОГО ПОТОКА Быстрое сетевое моделирование с использованием GIS-карт; данные о возвышении легко получить из веб-сервисов в рамках PIPESIM. Расширение возможностей Начиная с версии PIPESIM 2017.1, представлена возможность использования набора инструментов разработчика Python Toolkit. Использование скриптов Python через SDK (комплект разработки программного обеспечения) позволяет автоматизировать рабочие процессы PIPESIM. Такой подход позволяет быстро выполнять множество функций, начиная от построения модели и калибровки до запуска моделирования, не открывая пользовательский интерфейс PIPESIM. Особенный эффект виден при выполнении повторяющихся действий, например, обновление множества моделей и пакетного запуска расчётов. Набор инструментов Python заменяет API на базе Microsoft COM под названием Open Link, присутствующий в PIPESIM 2012 и более ранних версиях. Кроме того, используя свободно распространяемые пакеты Python, инженеры могут использовать последние достижения в областях обработки и анализа данных, машинного обучения и других областях, интегрируя эти решения в PIPESIM. PIPESIM МОДЕЛИРОВАНИЕ СТАЦИОНАРНОГО МНОГОФАЗНОГО ПОТОКА 31 Набор инструментов Python Toolkit включает дистрибутив Enthought Canopy Python 3.5 со множеством инженерных библиотек. Эта интегрированная среда разработки (IDE) позволит быстро создавать и отлаживать скрипты Python, в то время как Canopy Package Manager упростит установку дополнительных пакетов. Python Toolkit включает интеграцию с Microsoft Excel. С помощью вкладки ленты «PIPESIM» в Excel возможно встроить и редактировать сценарии Python, которые обеспечивают функциональность аналогичную скриптам VBА. Интеграция с Excel также поддерживает определенные пользователем функции и отладочные сообщения. Python Toolkit может быть использован для автоматического расчета сети, профиля Температуры/Давления и Узлового анализа. Оптимайзер Сети PIPESIM 2019 – первая версия нового поколения, имеющая оптимизатор сети. Оптимизатор способен выполнять подбор газлифта, рабочей частоты ЭЦН или винтовых насосов и подбор диаметров штуцеров в процессе поиска максимума или минимума целевой функции. Решение задачи может выполняться с учётом различных глобальных и/или локальных ограничений, таких как: ограничения на скважины, трубопроводы, терминальные узлы. При этом ограничения могут иметь как индивидуальный характер, так и применяться к группе объектов. Алгоритм оптимизации разработан исследовательским центром Schlumberger Doll-Research (Cambridge, MA) и успешно применён для оптимизации сети с ограничениями на тысячи скважин. 32 PIPESIM МОДЕЛИРОВАНИЕ СТАЦИОНАРНОГО МНОГОФАЗНОГО ПОТОКА Оптимизатор сети Network Optimizer Task является частью PIPESIM Network Analysis (NET) и использует лицензии NETENGINE/PIPESIM-NET. Таким образом данный функционал не требует отдельного лицензирования. Планирование разработки месторождений IAM* - программное обеспечение для планирования разработки месторождений и управления добычей. Является наиболее полной и гибкой платформой для принятия решений по модернизации производственных активов и их эксплуатации на протяжении всего жизненного цикла. ПО IAM позволяет интегрировать отдельные узкоспециализированные модели (пласта, сети сбора, переработки и экономики) в единую модель для принятия решений на уровне предприятия. Объединение моделей PIPESIM и IAM позволяет: • Получать более точные прогнозы, учитывая взаимодействие ФЕС свойств подземной части с ограничениями противодавлений наземной инфраструктуры. • Оптимизировать использование механизированной добычи, вторичных методов добычи (EOR), коэффициента извлечения нефти заводнением (IOR). • Планировать объемы газохранилищ на основе прогноза производительности и оптимизации установки компрессора. • Формировать стратегии разработки месторождения для оптимизации прибыли с учетом капитальных затрат и операционных расходов. • Обеспечивать мультидисциплинарный рабочий процесс за счет применения современных целевых моделей, охватывающих весь путь углеводородов- от пласта до системы подготовки. Типичные примеры использования IAM* • Динамическое соединение с моделями пласта, включая отраслевой стандарт гидродинамический симулятор ECLIPSE*, гидродинамический симулятор высокого разрешения INTERSECT*, модель материального баланса MBX и кривые снижения добычи, для прогноза дальнейшей разработки месторождения. • Динамическое соединение с моделями подготовки (Symmetry*, HYSYS, UniSim, PetroSim) для учета ограничений объекта. • Связь с экономическими моделями, включая Microsoft Excel, Merak* Peep, для расчета базовых экономических параметров, таких как финансовый поток и NPV. • Контроль расписания прогнозных событий с использованием правил и логических ограничений (например, если дебит газа меньше целевого, то бурим новую скважину) • Управление объёмом добычи на уровне скважин и объектов наземной инфраструктуры на протяжении всего временного цикла. • Задание плана бурения скважин для достижения целевого дебита. • Оценка рисков, связанных с обеспечением стабильности потока со временем. • Применение экономических пределов (например, если обводненность >95%, то закрыть скважину). • Контроль оборудования наземной сети, включая компрессоры и насосы для оптимизации добычи со временем. IAM 2017 поддерживает MBX – модель материального баланса от компании Schlumberger. MBX позволяет быстро и упрощённо смоделировать пласт для случаев, когда детальное моделирование не требуется или невозможно. PIPESIM МОДЕЛИРОВАНИЕ СТАЦИОНАРНОГО МНОГОФАЗНОГО ПОТОКА 33 Функциональные возможности MBX: • Прогнозирование нефтяных или газовых пластов без/с водопритока/ом • Настройка модели на историю разработки. • Модель черной нефти или композиционный флюид. • Модель нагнетания газа и воды. • Расчет вытеснения за счет вторичных методов увеличения нефтеотдачи, таких как заводнение. • Описание геометрии пласта (цилиндрической или по глубине). • Расчет запасов на основе аналитического метода Havlena-Odeh. • Оценка глубин контактов фаз на протяжении всего расчетного периода. • Анализ механизмов вытеснения (например, с помощью графиков природы энергии вытеснения). • Моделирование связи между моделями пласта MBX для учета разломов и перетоков. • Расчет газо-нефтяного отношения (GOR) и обводненности на основе нескольких моделей относительных фазовых проницаемостей. 34 PIPESIM МОДЕЛИРОВАНИЕ СТАЦИОНАРНОГО МНОГОФАЗНОГО ПОТОКА ИНТЕГРАЦИЯ Через интеграцию PIPESIM* с другим программным обеспечением компании Schlumberger (например, ECLIPSE*, Symmetry*) или со сторонним софтом (например, HYSYS, UniSim) возможно создание полностью интегрированной модели всего актива, объединяющей пласт и процесс разработки, в том числе в режиме реального времени. - Модуль Petrel* Well Deliverability использует PIPESIM* для создания таблиц VFP и выполнения узлового анализа на платформе Petrel*. - Программное обеспечение Avocet* – платформа по учету продукции и управления эксплуатационными данными компании Schlumberger. Использует модель PIPESIM для мониторинга и оптимизации. Модели скважин, созданные в PIPESIM, могут быть запущены в среде Avocet*. - IAM* - интеграционная платформа, объединяющая симулятор установившегося многофазного потока PIPESIM*, гидродинамические симуляторы ECLIPSE* и INTERSECT*, модель материального баланса MBX*, Symmetry*, HYSYS, симуляторы UniSim, PetroSim и программы, предназначенные для экономического анализа, такие как Merak* Peep или Microsoft Excel, для моделирования и оптимизации всех активов, включая ограничения на каждом уровне. - OLGA* является лидером в моделировании неустановившегося многофазного потока. PIPESIM* содержит утилиты, позволяющие конвертировать модель в формат OLGA*. PIPESIM МОДЕЛИРОВАНИЕ СТАЦИОНАРНОГО МНОГОФАЗНОГО ПОТОКА 35 Модули PIPESIM 1 уровень модулей 2 уровень модулей 3 уровень модулей (требуется подключение (требуется подключение уровня 1) уровней 1 и 2) † версия Multiflash Linux предполагает наличие модуля Linux Computation Engines 36 PIPESIM МОДЕЛИРОВАНИЕ СТАЦИОНАРНОГО МНОГОФАЗНОГО ПОТОКА 1 уровень модулей Краткое описание Требования PIPESIM Network Analysis (NET) Предназначен для расчетов сетей сбора и нагнетания, включая добывающие и нагнетательные скважины, источники, кольцевые участки. Позволяет выполнять: • детальные расчеты по гидравлическому распределению в сети с учетом свойств флюида; • детальный расчет теплообмена; • подбор различного оборудования в условиях работы сети сбора и нагнетания; • расчет сложных сетей сбора, включая лупинги, параллельные трубопроводы. • оптимизацию сети. Оптимизатор выполняет подбор газлифта, рабочей частоты ЭЦН или винтовых насосов и подбор диаметров штуцеров в процессе поиска максимума или минимума целевой функции. Решение задачи может выполняться с учётом различных глобальных и/или локальных ограничений, таких как: ограничения на скважины, трубопроводы, терминальные узлы. При этом ограничения могут иметь как индивидуальный характер, так и применяться к группе объектов. Работа со всеми параметрами задачи оптимизации происходит из одного окна. Базовая система PIPESIM ECLIPSE 300 Flash Package Базовый модуль для моделирования композиционного состава флюида. Включает следующие пакеты: • Schlumberger E300 flash с уравнениями Peng Robinson Corrected (1978) и Soave- Redlich-Kwong (1972) • GERG с уравнением GERG-2008 В отличии от Multiflash не включает уравнения Peng-Robinson advanced (1976), CSMA, Cubic Plus Association (CPA) и Benedict-Webb-Rubin-Starling (BWRS), а также не позволяет строить фазовые диаграммы и не предполагает расчётов рисков гидратообразования и образования парафинов. Данные опции доступны только в пакете Multiflash. Базовая система PIPESIM PIPESIM Multiflash Package Данный пакет позволяет создать фазовую диаграмму (ФД), отображать линии качества на ФД, моделировать тяжелые фракции как нефтей, так и газов, и конденсатов. Multiflash может использовать для расчета фазового состояния (ФС) как кубические, так и некубические уравнения Базовая система PIPESIM PIPESIM МОДЕЛИРОВАНИЕ СТАЦИОНАРНОГО МНОГОФАЗНОГО ПОТОКА 37 состояния. Дополнительно данный модуль содержит некубические уравнения состояния – модель CSMA (Corresponding States Model Advanced). Данная модель включает набор точных уравнений состояния для распространенных веществ (аммиак, гелий, аргон, изобутан, CO, CO2, этан, этилен и др.). Плотность, тепловые свойства, состояние парожидкостного равновесия рассчитываются из экспериментально полученных уравнений. Данная модель может применяться для описания свойств флюида при моделировании процесса закачки кислот, транспортировки природного газа, транспортировки CO2 и подземного хранения CO2. OLGAS Steady-State Flow Model Версия установившегося потока трёхфазной механистической модели потока, используемой в симуляторе неустановившихся режимов течения OLGA (включает двухфазный вариант) Базовая система PIPESIM Leda Flow Point Model Версия установившегося потока трёхфазной механистической модели от Kongsberg (стороннего производителя), разработчиков симулятора неустановившегося потока LedaFlow (включает двухфазный вариант) Базовая система PIPESIM 38 PIPESIM МОДЕЛИРОВАНИЕ СТАЦИОНАРНОГО МНОГОФАЗНОГО ПОТОКА 2 уровень модулей Краткое описание Требования LINUX Computation Engines Дополнительный модуль для PIPESIM Network analysis, включающий вычислительные алгоритмы для сетей и одиночных ветвей для работы в Linux (используется только с IAM* для объединения модели PIPESIM и ECLIPSE, запущенных на платформе Linux). - Базовая система PIPESIM - Уровень 1: PIPESIM Network Analysis (NET) Multiflash Hydrates Дополнительный модуль для пакета Multiflash, позволяющий проводить анализ гидратов. - Базовая система PIPESIM - Уровень 1: пакет PIPESIM Multiflash Multiflash Wax Thermodynamics Дополнительный модуль для пакета Multiflash package для термодинамического прогнозирования парафинов. - Базовая система PIPESIM - Уровень 1: пакет PIPESIM Multiflash Multiflash Asphaltene Дополнительный модуль для пакета Multiflash для прогнозирования образования асфальтенов. - Базовая система PIPESIM - Уровень 1: пакет PIPESIM Multiflash 3 уровень модулей Краткое описание Требования Multiflash Package LINUX Engine Пакет PVT анализа MultiFlash для LINUX. Используется только для расчётов PIPESIM на ОС LINUX. - Базовая система PIPESIM - Уровень 1: PIPESIM Network Analysis (NET) - Уровень 2: пакет PIPESIM Multiflash |