油田供水管网管径反演求解

在对油田供水管网进行系统仿真计算时 ,采用的数学模型都涉及到管网中各管段的内径、粗糙度等参数 ,这类参数的选取直接影响管网平差计算的精度。在管网运行多年后 ,上述参数大都和原始设计参数相差较大。由于实际生产过程中不允许也不可能对管网中的管道管径进行测量 ,导致管网仿真计算数学模型与实际不符 ,使得仿真计算失去本来意义。为解决此问题 ,提出了一种运用部分测试数据对管网管道内径进行反演求解的方法 ,并从数学角度证明了这种求解方法的可行性。实际算例计算结果表明 ,用该方法计算的管网平差结果与测试结果吻合     

埕岛油田原油集输管网仿真及平台回压预测研究

按照埕岛油田"十三五"规划的提液要求,油田三个中心平台存在处理规模不足、末端平台回压较高等问题,因此需对各平台所辖管网进行调整,提升平台的现有液量处理能力。通过对生产数据进行分析,利用PIPEPHASE软件对埕岛油田三个中心平台集输管网进行了仿真计算。用现阶段生产数据对仿真模型进行精度验证和调整优化,得到了精度较高的管网仿真模型。用优化后的高精度仿真模型对三个中心平台2025年的井口回压进行了预测,发现中心一号、三号平台的CB701和CB22D卫星平台的井口回压分别达到了2.41和2.42 MPa,逼近生产临界值2.5 MPa,因此未来生产过程中需对这两个卫星平台进行严密监控,防止超压,保障油田正常生产。     

FLUENT在液动冲击器使用配置研究中的应用

针对双作用射吸式液动冲击器现场应用前配置过程复杂的问题,利用FLUENT软件建立了冲击器内部流域模型与数学模型,采用与试验环境相同的工况参数,通过ICEM软件划分网格,仿真得到冲击器内部上下腔压力分布云图、流体通过射吸元件速度云图以及速度矢量流线图。采用FLUENT进行了双作用射吸式液动冲击器的应用仿真研究,通过确定与实际相同的输入参数,并且确定其流动状态,可以实现设备的运行情况预测。通过更改射吸元件的规格尺寸,以及调节输入输出参数,可以对更多规格的冲击器的实际情况进行仿真预分析,可以根据其内部的压力以及速度云图分布计算出相应的输出参数的数值大小。研究结果可为冲击器在不同地层以及不同岩性的选配提供参考。     

塔河油田原油管网能效分析及优化

针对塔河油田滚动开发过程中出现的部分站场运行负荷不均、集输设备工艺运行参数偏离设计工况等导致的生产能耗高、效率低等问题,开展了塔河油田原油管网能效分析研究。基于现场数据,利用PIPEPHASE仿真计算软件建立原油管网仿真计算模型,详细分析管网系统中管线、计转站等环节的运行参数规律及能耗。通过对仿真结果进行分析,发现塔河油田原油集输管网的热能损耗占管网总能耗的96.5%,因此降低管网能耗应以降低热能损耗为主。原油管网中部分管线存在压降、温降较大或管线效率较低等问题,针对这些管线采取串接管线或增加副管等措施进行优化,优化后管线效率最高可提高约7.5%。针对部分计转站出站温度进行调整分析,优化后计转站运行费用最大可降低30.44%,说明本优化方案具有非常明显的节能降耗效果,可在现场推广实施。     

LNG接收站外输管网充压和泄压的动态模拟计算

以LNG接收站外输管网为研究对象,应用动态流程模拟软件HYSYS Dynamic,建立外输管网充压和泄压过程的动态计算模型,分别计算天然气外输管网充压过程中管道内储存气体质量、操作压力随着充压时间、充压天然气小时流量及天然气管道初始压力的变化趋势;并研究事故或检维修工况天然气管道泄压阶段天然气操作压力、操作温度和泄放质量流量的变化趋势。研究结果表明,建立的动态模型可仿真模拟天然气管道的充压和泄压过程,较为准确地计算充压时间、泄压时间、最大泄放质量流量及泄放设施的流量系数。     

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天然气管道系统在运行过程中，由于供气量和用气量的变化、阀门的开关、压缩机的启停等，往往会使管网系统处于不稳定的运行状态，加上目前管网运行中存在着区域供用气不平衡、管网服役时间长、运行环境恶劣、管线破漏频繁、事故隐患严重等问题。因此对管道系统进行动态分析是很有必要的。文章通过建立管道数学微分模型以及管网中非管元件数学微分模型，并用隐式差分法将偏微分模型转换为有限的差分方程，然后用牛顿迭代法求解有限差分方程组，最后通过自制软件对某气田管网进行了仿真。仿真结果表明：各管道中的压力没有超过管道允许压力，管网内压降较小。因此，可以适当增加输气量；而部分管段流量很小，利用率很低，则需要调整输气方案。仿真结果与实际情况对比表明，该方法具有仿真精度高、求解速度快的优点。     

制氢装置脱碳单元工艺设计参数的选取

在满足产品指标的前提下,为了使脱碳装置能耗最低、投资最省,需对各参数进行详细的模拟分析。运用ASPEN软件对MDEA脱碳系统进行了模拟计算。详细列出了塔盘数、塔压及贫液循环量等各工艺参数变化时对净化气中CO2摩尔分率的影响。分析得出了最优的工艺参数。选取的工艺参数比较忠实的反应了MDEA脱碳系统过程中的设计要求。     

Aspen Flare System Analyzer在火炬管网设计与分析中的具体应用

火炬气的排放系统设计是一个非常复杂的过程,涉及到各泄放点的背压与管路马赫数的计算。介绍了Aspen Flare System Analyzer模拟软件的特点及应用方法,该软件遵循API的规范要求,通过计算火炬管网中各管段始末点的压力、温度、流速等参数,可有效发现设计中的不合理管径并进行修改。以中东某油田地面工程项目为例,阐述了在工程实际中如何通过该软件进行火炬管网核算。高压火炬管网的核算结果显示,部分安全阀尾管背压和马赫数过大,经软件修改后的尺寸在实际运行中可满足火炬气的排放要求,保证了系统安全。表明了该软件在安全阀的选型和火炬管网的设计工作中的应用价值。     

计算机仿真在异常高压气井生产中的应用

通过分析异常高压气井（藏）地层流动、井筒流动及井口气嘴流动的压降过程,建立了气井流动动态数学模型;利用计算机仿真技术对气井流动动态数学模型进行了模拟（仿真）,并在计算机上运行实现了对异常高压气井生产动态的检验和修正,从而达到了对异常高压气井生产流动过程可视化和预测的目的;计算机仿真还预测了气井生产动态流动参数,为下步异常高压气井优化配产提供了基础数据。并通过实例分析将计算机仿真预测出的异常高压气井流动参数代入优化配产模型计算出最大可采出量,可明显提高实际可采储量,表明利用异常高压气井动态仿真对气井的实际生产具有重要的指导意义。     

用于处理深水浅层气的动力压井方法研究

深水海底常常潜伏着大量的高压浅层气,而深水钻井过程中钻遇浅层气是十分危险的。结合动力压井方法对如何处理浅层气问题进行了研究。首先根据海上钻井工艺的技术特点,结合动力压井工艺进行了探讨,得到了深水钻井过程中处理浅层气的工艺技术。然后以此为基础,考虑有隔水管情况下井筒内的多相流动情况,建立了动力压井参数计算多相流方程,并进行了求解。计算结果表明,动力压井初期阶段,伴随着浅层气体积膨胀,动力压井排量会有所增加,当浅层气逐渐排出井筒后,钻井液排量会有所下降,直至达到稳定值。在实际的动力压井过程中,为了保证井壁的稳定性,应适时对压井排量进行调整。      

变压吸附装置均压阀密封片易损原因分析及解决办法

针对变压吸附装置中均压阀密封片易损寿命短的问题,选取碟阀进行详细分析其失效原因。根据多年对阀门的研究以及变压吸附工程经验,对此提出解决办法。     

热集成变压精馏分离苯-异丙醇的工艺模拟

利用Aspen Plus流程模拟软件对苯-异丙醇共沸体系进行了热集成变压精馏工艺的分离模拟,采用NRTL-RK活度系数方程作为物性计算模型.确定了热集成变压精馏的压力、工艺流程,分析了进料板位置、回流比等操作参数对分离过程的影响.最佳工艺参数为:常压塔压强采用压强为101.3 kPa,30块理论板数,第15块板进料,回...     

地下储气库注气过程一体化压力及地层参数计算方法

为了掌握地下储气库注气过程中的压力动态变化情况,解决持续注气导致的地层参数难以确定的问题,依据现场静、动态资料,基于一种改进粒子群优化算法,综合储层压力、井底压力和井口压力的计算方法,建立了一种地下储气库注气过程一体化压力及地层参数计算方法。首先,利用计算储层压力、井底压力和井口压力的方法计算出井口压力;然后,应用改进粒子群优化算法,不断调整、优化压力和地层参数,使计算的井口压力与实测井口压力达到最优拟合,进而得到储层压力、井底压力,以及储层平均渗透率、探测半径等地层参数。利用该方法计算了呼图壁储气库3口注采井的井口压力和储层的平均渗透率,3口注采井计算井口压力与实测井口压力的决定系数分别为0.988 9,0.989 3和0.978 4,计算出的储层渗透率与试井解释的渗透率基本一致,说明该计算方法的计算结果可靠。研究结果表明,利用地下储气库注气过程一体化压力及地层参数计算方法,可以了解地下储气库注气过程中的压力变化情况,有助于指导地下储气库的安全运行。      

地层上覆压力下物性参数特征研究

由于净上覆压力在油田开发过程中变化幅度较大,因此对净上覆压力下物性参数特征的研究就显得尤为重要。利用CMS-300岩心自动分析仪模拟地层上覆压力的变化过程,研究油藏岩石渗透率、孔隙度和孔隙体积压缩系数随净上覆压力的变化关系,得出了各参数的变化规律,给出了它们之间的回归表达式,并从岩石孔隙结构特征和岩石骨架特征等方面进行了机理性分析。研究表明,在净上覆压力作用下,岩石渗透率和孔隙度变化程度不同,低渗透岩石的渗透率比其孔隙度的变化率更大,而低孔隙度岩石的孔隙体积压缩系数变化幅度较大;同时,幂律关系能较好地描述上述变化特征。     

致密油藏水平井不稳定渗流压力分布

致密砂岩油藏水平井生产过程中的流体渗流过程具有明显的非达西流特征。在考虑启动压力梯度和应力敏感性的基础上,应用平均质量守恒定律和压降叠加原理推导出了致密砂岩油藏水平井的三维不稳定渗流压力分布公式。应用镜像反映理论可以得到该模型在不同边界条件下的水平井渗流过程描述和各有关参数的解,具有很强的实用性。同时,分析了启动压力梯度和应力敏感性对储集层中流体渗流的影响,给出了不同启动压力梯度和渗透率变形系数下的水平井压力分布。     

抽汲井测试资料数值试井分析

抽汲井极容易出现段塞流而导致井底压力变化非常复杂,采用的抽汲生产将进一步加剧井底压力的不可预见性。对这类井,若采用以往根据自喷井建立的数学模型进行解释,难以准确地描述整个地层压力变化过程,而且试井解释率低,可靠性差。本文建立了圆形封闭地层中心一口抽汲井的定产量试井模型,在考虑井筒储集效应和表皮系数的情况下,建立块中心网格并应用Crank-Nicholson格式对定解问题离散后编写软件求解。对克拉玛依芳3井进行了解释,得到的地层参数与试井软件得到的参数值拟合非常好。数值模型最大的优点是不需停产恢复也可以计算出抽汲过程中任一时刻的地层压力、井底压力,具有十分重要的理论和现实意义。     

随钻测压工具在崖城13-1气田A9井的应用

为获得崖城13-1气田目前的地层压力数据,验证该区块陵水组3段储层动用程度,规避常规电缆测井风险,该气田A9井在完钻后,使用StethoScope 675型随钻测压工具进行了压力测试。根据测试所获得的数据,可确定地层压力及地层物性参数,增加对气藏的了解,对后续的生产作业有指导作用。简要介绍了StethoScope 675型随钻测压工具的原理、技术特点、测试流程及A9井测试过程。     

磨料射流射孔增产技术研究与应用

介绍了磨料射流射孔机理、参数影响规律室内试验和油井射孔现场试验结果。研究表明，磨料射流射孔过程可分为脆性和延展性材料切割两个不同阶段，并得出了主要参数(包括压力、排量、磨料类别、磨料粒度、磨料体积分数、围压和岩石性质等)对射孔深度的影响规律和合理的参数范围。在地面模拟试验井，24～27MPa压力条件下射孔和割缝深度达0.50m以上；10口井11井次现场施工证明，磨料射流射孔工艺技术降低破裂压力5～10MPa，油井增产效果明显。     

下部钻具组合造斜能力的预测方法研究

预测下部钻具组合(BHA)的造斜能力对准确控制井眼轨迹十分重要。在现有BHA造斜能力预测方法的基础上,探讨了一种更能为现场广泛应用的新型预测方法。通过确定一个区块不同地层中的稳斜钻具组合,可以求得该地层中特定条件下的平衡侧向力。以此为基础,可以确定给定BHA的造斜能力。结果表明,这种方法既考虑了井眼轨迹、施工参数的影响,也能很好的考虑地层参数的影响。文中利用长庆油田某区块上的资料,给出了这种方法的计算实例。     

利用ASPEN-ADSIM模拟变压吸附分离过程

参照变压吸附气固相平衡图,利用ASPEN ADSIM流程模拟软件建立一个虚拟的三组分体系单塔变压吸附分离模拟模型。模型模拟得到了塔内气相组成、出口浓度、塔的压力状态等的动态结果,揭示了在升压、吸附、降压、冲洗等步骤中吸附塔内气相的变化过程,很好的描述了变压吸附分离过程。该模型通过结合具体物性参数,能够为实际工程分离方案选择、步骤设计提供模拟和预测。