esim软件技术交.ppt

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1、pPipesimPipesim常用功能介绍常用功能介绍目目 录录 p案例介绍案例介绍PIPESIMPIPESIM常用对象的介绍常用对象的介绍一个简单的模型建立演示一个简单的模型建立演示压力温度剖面计算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）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流动相关式拟和应用演示系统分析应用演示系统分析应用演示气举应用演示气举应用演示p判断起伏管线中管线液堵和冰堵的原因判断起伏管线中管线液堵和冰堵的原因？p气体气体-液体两相水平管流流型分布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

2、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

3、冲击流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、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

4、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、三、PIPESIM中出现的流态划分中出现的流态划分 SEGREGATED（分层

5、流）（分层流）层状流 Stratified Flow波状流 Wavy FlowINTERMITTENT（间隔流）（间隔流）柱塞流 plug Flow段塞流 slug Flow DISTRIBUTED（分散流）（分散流）泡流 bubble Flow环雾流 Annular MistTRANSITION（过渡流）（过渡流）四、水平井中四、水平井中多相流动多相流动 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

6、不仅沿垂直线变化，而且也沿水平井长度方向变化。p判断起伏管线中管线液堵和冰堵的原因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、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。起伏序列水平里程

7、(m)高程（m）水平倾角（）备注120000水平段200103上坡40-10-14下坡20000水平段220000水平段125105上坡40-10-14下坡200100水平段320000水平段591010上坡40-10-14下坡20000水平段420000水平段171030上坡40-10-14下坡20000水平段520000水平段101045上坡40-10-14下坡20000水平段620000水平段61060上坡40-10-14下坡20000水平段表1-1 起伏管道模型基础数据n地面管线压力、温度剖面、持液率变化、平均段塞频率、地面管线压力、温度剖面、持液率变化、平均段塞频率、流态图流态图模拟

8、参数模拟参数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 起伏序列水平里程(m)高程（m）水平倾角（）备注流态120000水平段SEGREGATED200103上坡SEGREGATED40-10-14下坡SEGREGATED20000水平段SEGREGATED220000水平段SEGREGATED125105上坡SEGREGATED40-10-14下坡SEGREGATED200100水平段SEGREGATED320000水平段SEGREGATED591010上坡SEGREGATED40-10-1

9、4下坡SEGREGATED20000水平段SEGREGATED420000水平段SEGREGATED171030上坡SEGREGATED40-10-14下坡SEGREGATED20000水平段SEGREGATED520000水平段SEGREGATED101045上坡SLUG40-10-14下坡SEGREGATED20000水平段SEGREGATED620000水平段SEGREGATED61060上坡SLUG40-10-14下坡SEGREGATED20000水平段SEGREGATED流态数据表1 模拟参数模拟参数2：计算高气量、高井口压力下的情况：基础数据基础数据：产量3万方/天 ，液量3方/天

10、，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持液率图起伏序列水平里程(m)高程（m）水平倾角（）备注流态120000水平段SEGREGATED200103上坡SEGREGATED40-10-14下坡SEGREGATED20000水平段SEGREGATED220000水平段SEGREGATED125105上坡SEGREGATED40-10-14下坡SEGREGATED200100水平段SEGREGATED320000水平段SEGREGATED591010上坡SEGREGATED40-10-14下坡SEGREGATED2000

11、0水平段SEGREGATED420000水平段SEGREGATED171030上坡SEGREGATED40-10-14下坡SEGREGATED20000水平段SEGREGATED520000水平段SEGREGATED101045上坡SLUG40-10-14下坡SEGREGATED20000水平段SEGREGATED620000水平段SEGREGATED61060上坡SLUG40-10-14下坡SEGREGATED20000水平段SEGREGATED流态数据表2 模拟参数模拟参数3：计算低气量、低井口压力下的情况：基础数据基础数据：产量0.2万方/天 ，液量4方/天，入口压力6MPa，入口温度4

12、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持液率图起伏序列水平里程(m)高程（m）水平倾角（）备注流态120000水平段TRANSITION 200103上坡TRANSITION40-10-14下坡TRANSITION20000水平段TRANSITION220000水平段TRANSITION125105上坡TRANSITION40-10-14下坡TRANSITION200100水平段TRANSITION320000水平段TRANSITION591010上坡TRANSITION40-10-14下坡TRANSITION20000水平段TRANSITION42

13、0000水平段TRANSITION171030上坡TRANSITION40-10-14下坡TRANSITION20000水平段TRANSITION520000水平段TRANSITION101045上坡SLUG40-10-14下坡TRANSITION20000水平段TRANSITION620000水平段TRANSITION61060上坡SLUG40-10-14下坡TRANSITION20000水平段TRANSITION流态数据表3 模拟参数模拟参数4：计算平均气量，平均井口压力下，地面管径加大计算平均气量，平均井口压力下，地面管径加大 后的情况后的情况 基础数据基础数据：产量1万方/天 ，液量2

14、方/天，入口压力12MPA，入口温度4度，76mm*6mm 4-4持液率图p水合物计算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。压力（MPa）温度()压力（MPa）温度()压力（MPa）温度()2.10 5.80 9.59 17.09 16.38 19.97 2.80 8.20 10.12 17.40 16.89 20.13 3.46 9.93 10.65 17.68 17.41 20.29 4.08 11.22 11.17 17.95 17.92 20.44 4.

15、67 12.25 11.70 18.20 18.44 20.59 5.24 13.11 12.22 18.44 18.95 20.73 5.81 13.84 12.74 18.66 19.47 20.87 6.36 14.47 13.27 18.87 19.98 21.01 6.91 15.03 13.79 19.08 20.49 21.15 7.45 15.53 14.31 19.27 21.01 21.28 7.99 15.98 14.82 19.45 21.52 21.41 8.53 16.38 15.34 19.63 22.03 21.54 9.06 16.75 15.86 19.80

16、 22.54 21.67 水合物生成压力-温度对照表5-1结论：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

17、提高携液能力，避免液堵的机会。pOLGAOLGA瞬态流临界携液模型研究？瞬态流临界携液模型研究？1、OLGA瞬态流临界携液模型研究瞬态流临界携液模型研究1）技术手段）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）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

18、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）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 质量流量（Kg/h）体积

19、流量（SM3/天）30652501264702692903116（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）临界携液气量如下图所示，为了找到临界气量通过观察井筒液量及执液率变化规律来判断。1、好的软件犹如一把宝刀，但使用的好坏还在于个人功力的高低。2、PIPESIM涉及知识面广，需要相互协作才可能应用自如。3、软件是个学习新知识的线索，可以很大程度节约时间和提高学习效率。4、利用专业软件进行工作，思路是否正确？