PDF《PIPESIM 基础功能》

PIPESIM 基础功能 基础功能 基础功能 基础功能 培训及练习教材 培训及练习教材 培训及练习教材 培训及练习教材 版本 版本 版本 版本: : : :2008.

1 斯伦贝谢 SIS

2008 年12 月PIPESIM

2008 基础培训教材

1 Copyright Notice ?

2007 Schlumberger. All rights reserved. No part of this manual may be reproduced, stored in a retrieval system, or translated in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying and recording, without the prior written permission of Schlumberger Information Solutions,

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2 目目目目录录录录前言.4

第一章 管流知识简介.6 练习

1 水管线计算指南.7 练习

2 水管线敏感性分析.22 练习

3 气管线敏感参数分析.25 练习

4 气体流量计算.28 练习

5 多相流动管线模拟计算.31

第二章 油井特性分析.39 练习

1 定义井模型.40 练习

2 评估井底流动条件.43 练习

3 运行节点分析.44 练习

4 高压物性(PVT)校正.45 练习

5 流动相关式拟合.48 练习

6 运行 IPR(流入动态)拟合

49 练习

7 含水率敏感性分析.50 练习

8 气举特性分析.51 练习

9 多层开采计算.52

第三章 气井特性分析.56 练习

1 建立简单井模型.57 练习

2 流入模型校正.61 练习

3 运行井底为节点的节点分析.63 练习

4 模拟管线流动及油嘴特性分析.64 练习

5 预测产量变化.65 练习

6 评价高携液量及流动计算相关式拟合.65 练习

7 油藏至出口压力-温度关系剖面

67

第四章 水平井设计.68 PIPESIM

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3 练习

1 优化水平井长度.70 练习

2 多段射孔水平井模拟.70

第五章 人工举升设计.72 电潜泵设计.72 练习

1 单井建模及节点分析.72 练习

2 选泵及优化设计.74 练习

3 不同生产条件下泵特性分析.76 气举设计 ― 新设计阀距.77 练习

1 单井建模及节点分析.77 练习

2 气举响应计算.79 练习

3 气举优化设计( IPO Surface Close 方法)80 气举设计 ― 已知阀距.82 练习

1 安装井下气举阀系统,最下级阀注气.82 练习

2 生成气举响应曲线.84 练习

3 利用已知阀距进行气举优化设计.85 练习

4 气举诊断.86

第六章 海管设计.88 练习

1 建立组分模型.88 练习

2 海管尺寸选择.89 练习

3 检查严重段塞流.92 练习 4a 选择海管保温层厚度.93 练习 4b 甲醇注入量计算.93 练习

5 计算段塞流捕集器体积.95

第七章 环形输气管线.97 设定管网计算边界条件.102 运行管网计算并确定集输能力.104 管网练习

1 :数据汇总.106

第八章 注水管网系统.109 PIPESIM

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4 前前前前言言言言该培训教材旨在向用户介绍 PIPESIM 应用软件基础功能及操作.PIPESIM 做为 采油及集输工程计算、分析及设计工具,在油气工业中有着广泛的应用. 该教材包括节点分析、气举设计及管网模型. 知识背景 知识背景 知识背景 知识背景要求 要求 要求 要求 为顺利完成 PIPESIM 课程,您必须具备如下知识: ? 熟悉 Windows 基础操作 ? 熟悉微软 Office 办公软件操作 ? 具有基础的采/气油工程及油藏工程知识 ? 了解节点分析(流入及流出特性) ? 基本掌握人工举升概念 课程 课程 课程 课程学习目标 学习目标 学习目标 学习目标 通过下面课程的学习,您将掌握如何使用 PIPESIM 进行计算、分析及设 计. ? 单相流动介绍 ? 井特性分析案例 ? 人工举升案例 ? 单分枝管线及设备计算案例 ? 管网模拟案例 必备软硬件 必备软硬件 必备软硬件 必备软硬件环境 环境 环境 环境 为顺利完成本课程,您需要准备如下软硬件环境: PIPESIM

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5 ? 至少 512MB 内存的个人电脑 ? 安装 PIPESIM

2008 应用软件 ? 训练用数据资料 课程结构 课程结构 课程结构 课程结构 本培训课程材料涵括如下内容: ? 模型简介 ? 学习目标 ? 指导及联系 ? 学习总结 总之 总之 总之 总之 通过本课程学习,您将掌握使用 PIPESIM 完成采油/气工程各项工作,从而对井 特性规律进行评价及预测. PIPESIM

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6

第一章

第一章

第一章

第一章 管流知识 管流知识 管流知识 管流知识简介 简介 简介 简介 本章学习目的是通过建立及运行简单模型,让您熟悉 PIPESIM 单分枝功能模块 界面.首先,您将手工计算一个水管线压降.随后您将会通过建立的简单管线 模型,计算给定入口压力及流量条件下水平管线压降.之后您将学习如何应用 该模型进行敏感性分析. 学习目标 学习目标 学习目标 学习目标 本章中,您将根据下面工作流进行相关操作: ? 建立物理模型 ? 建立流体模型 ? 选择多相流计算相关式 ? 运行功能计算 ? 查看及分析结果 PIPESIM

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7 练练练练习 习习习1水管线计算指南 水管线计算指南 水管线计算指南 水管线计算指南 该练习假设通过下图所示管线进行水相输送: 通过下面方程计算得到单相流体通过 L 长距离后压力变化: 通常情况下,加速度项会被忽略不计(除非低压、高速气体流动),但PIPESIM 中加速度项也被计算出来.在手工计算时,假设加速度项为零,则压 力梯度公式变为: 其中: 流体密度 重力加速度 Moody 摩擦系数 流体流速 管线内径 PIPESIM

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8 第一部分 第一部分 第一部分 第一部分: : : :手工计算 手工计算 手工计算 手工计算 使用表

1 中的数据同时假设流动为等温过程,应用单相流理论计算管线出口压 力. 表表表表1水相管流计算模型数据 水相管流计算模型数据 水相管流计算模型数据 水相管流计算模型数据 管道数据 管道数据 管道数据 管道数据 直径

3 长度 20,025 高程差

1000 水平产度 20,000 环境温度

60 倾斜角 2.866 粗糙度 0.0015 相对粗糙度 0.0005 流体参数 流体参数 流体参数 流体参数 水相粘度 1.2 水相密度 63.7 常量 常量 常量 常量 重力加速度 32.2 1.计算水相流速: PIPESIM

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9 2.计算雷诺数: 流态为层流(laminar)或紊流 (turbulent)?(见图 1) 3.使用 Colebrook―White 方程计算紊流情况下摩擦系数. 注:该方程中摩擦系数 f 为隐式变量,需要迭代求解(可使用 Excel 中的 Goalseek 功能求解).同时也可以使用图

1 给出的 Moody 图版查找摩擦系数. 图1Moody 图版 PIPESIM

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10 4.计算摩擦压降项, : 对于给定的管线长度 可得, 5.计算重力压降项, : 对于给定的管线长度 可得, 6.将摩擦压降与重力压降相加得到总压力降: 对于给定的管线长度 可得, 7.根据给定入口压力计算出口压力: PIPESIM

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11 第二部分 第二部分 第二部分 第二部分: : : :PIPESIM 计算 计算 计算 计算 在本部分,您将学习如何使用 PIPESIM 建立水管线模型. 建模开始 建模开始 建模开始 建模开始 1.从开始 开始 开始 开始菜单启动 PIPESIM(开始 开始 开始 开始>

程序 程序 程序 程序>

Schlumberger>

PIPESIM). 2.选择新建单分枝模型(从 Select a PIPESIM option 选择界面) 3.通过 Setup>

Umits 菜单选择工程单位制(Eng). 4.通过Setup>

Define Output选项选择输出 Primary Output 及 Auxiliary Output ,其它选项均取消. 建立物理模型 建立物理模型 建立物理模型 建立物理模型( ( ( (水管线模型 水管线模型 水管线模型 水管线模型) ) ) ) 步骤 步骤 步骤 步骤 1. 定义模型中物理 定义模型中物理 定义模型中物理 定义模型中物理组件 组件 组件 组件 PIPESIM 单分枝模型工具栏包含如下物理模型组件: PIPESIM

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12 节点组件 节点组件 节点组件 节点组件 节点 油嘴 边界节点 注气点 源点 设备 垂直完井段 乘法器/加法器 水平完井段 汇报 泵 引擎关键字工具 多相混输泵 节点分析点 分离器 膨胀机 压缩机 热交换器 连接组件 连接线 水平管道 油管 垂直管道 1.选择源点图标 并通过在绘图区单击鼠标将其摆放在合适位置.选择边界 节点图标 ,同时将其摆放在绘图区合适位置.具体如下图所示. PIPESIM

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13 2.通过选中水平管道组件 ,按住鼠标左键并从 Source_1 拖至终点节点 S1 完成 Source_1 组件及终点节点 S1 连接. 注注注注意 意意意: Source_1 及 Flowline_1 上的红色边框表示该组件重要参数缺失. 3.双击 Source_1 弹出用户源点数据输入界面.输入界面如下图所示: 4.单击 OK 完成数据输入. PIPESIM

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14 5.双击 Flowline_1 弹出用户数据输入界面.数据输入界面如下图所示,在 此确保起伏率(the rate of undulations = 0)为零,表示无地形起伏影响. 6.点击 Heat Transfer 项,输入绝热计算参数(如:系统与外界环境无热交 换).数据输入界面如下所示: 7.点击 OK 完成数据输入. PIPESIM

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15 步骤 步骤 步骤 步骤 2. 建立流体模型 建立流体模型 建立流体模型 建立流体模型( ( ( (水相 水相 水相 水相) ) ) ) 1.选择 Setup>

Black Oil ,打开黑油流体属性菜单.输入用户黑油物性数 据,并点击 OK 完成数据输入.界面如下图所示: 2.选择 File >

SaveAs ,保存模型为 Excercise1_WaterPipe.bps . PIPESIM

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16 步骤 步骤 步骤 步骤 3. 选择流动相关式 选择流动相关式 选择流动相关式 选择流动相关式 通过........