深水油气管道和水下采油树流动保障及OLGA多相流模拟.ppt
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1、The Transient Multiphase Flow Simulator,全动态多相流管道模拟系统,By 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,多相流也在运动!,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,1980: IFE开始程序的开发 1983: SINTEF启用长距离高压试验环路 1984
2、-1992:IFE和SINTEF联合 1989: SCANDPOWER公司获得OLGA软件商业化的专有权,OLGA的开发背景,OLGA 2000已经成为石油界非稳态多相流模拟计算的标准化程序,环道几何尺寸 直径:1in到8in,一部分达到30in 管道长径比可以达到5000 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 模型准确性的可靠保证,最大的多相流数据库 来自实验室的10000数据点 30个气相/凝析液管道数据 15条较低气油比管道数据 来自不同源的油井数据 参加者: 8-15 石油公司 Statoil, Total, Agip, ExxonMobil
3、IFE 和Scandpower,OVIP OLGA Verification and Improvement Project,动态三相流动数学和物理模型,OLGA 2000用户列表,OLGA 2000应用 油藏与油井(Wells),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,OLGA 2000应用 管线(Flowlines),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,OLGA 2000应用 工艺设
4、备(Process 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,OLGA 2000应用 流动安全保障(Safety),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 卸压 热交换器迸裂,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。,模拟工艺设备,OLGA 2000可
5、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。,在线/离线 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
6、非稳定状态的发展变化,OLGA图形用户界面,OLGA图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。,OLGA 2000模块介绍,水三相模块(Water 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
7、水流动状态,应用 指出管道中哪里会由于水的沉积而产生腐蚀 确定变产过程中油水是否会以段塞的方式流出管线 测算随含水率而变化的油水混合物粘度 解释抑制剂 模拟三相分离器,段塞流模块(Slugtracking 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 地形起伏 停输再启动 产量变化 清管,段塞流模块(Slugtracking 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
8、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,组份跟踪模块(Compositional 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(Compositional Tracking Module),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
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