注水管网水力仿真节点模型研究

研究管网水力仿真算法能够提高注水系统的生产运行效率,降低油田注水能耗。油田注水管网系统属于复杂的流体网络系统,常规的算法在计算精度和效率上难以满足实际需求,阻碍了水力仿真技术的发展。为此,提出节点建模理论方法,基于质量和能量守恒定律,建立节点流量和管段压降平衡方程,并且应用矩阵分块计算方法实现各种边界条件下的水力仿真计算。经过算例分析,验证了算法的精度和收敛性。     

多源复杂注水地面系统仿真技术研究及应用

在现有油田的注水管网中,较为复杂的是树状网和环状网相结合的管网结构。这种管网结构可以有效地提高供水可靠性,但管网中各源之间也会产生较大的干扰,影响其供水区域和生产参数,继而影响到系统效率。由于管网系统的多源性和复杂性,也造成分析预测和管理难度增加,采用人工分析和经验管理无法做到准确和及时。根据注水地面系统各节点单元的水力特点,并结合工程实际,提出了相应的数学建模方法,以及符合现场实际的选代系统算法。通过开发相应软件并进行拟合验证,采用该算法进行仿真模拟计算,得到注水系统的拟合相关系数为0.91,这在多源复杂管网或非线性仿真模拟系统领域内均处于较高水平。     

萨中开发区含油污水处理系统适应性分析及优化思路

随着聚合物驱油技术的大规模应用以及三元复合驱工业化推广,油田采出水水质含聚量逐渐升高,水驱与聚驱污水站来水水质处理难度加大,导致地面采出水处理系统出现了不同程度的不适应性。为了满足开发注水水质要求,更好地适应油田开发形式,以油田公司规定的污水站设计参数为依据,结合目前各污水系统处理工艺实际运行情况,对设计参数进行适当调整,重新校核已建污水系统处理能力,并进行系统能力分析。根据分析结果,提出"优先调整原水管网,实现水驱、聚驱污水站能力互用;其次新增污水站处理能力,完善滤后水管网,实现矿区之间污水站能力互补"的优化调整改造思路,为今后污水处理系统平稳高效运行,完成油田公司下达的生产经营指标提供保障。     

基于粒子群算法的油田注水管网摩阻系数反演

注水管网运行多年后,管网内部摩阻系数与原始设计摩阻系数有较大差别,导致计算结果与实际结果不一致。由于在生产中不能对其直接测量,通过模糊聚类方法建立了部分压力未知情况下油田注水管网模型,针对油田注水管网节点压力部分未知情况下管元摩阻系数的反演求解,分别建立了注水管网节点压力仿真数学模型和管元摩阻系数反演的最优化数学模型。通过拟牛顿法对节点压力仿真和粒子群算法对管元摩阻系数反演相结合,对节点压力部分未知的理想管网管元摩阻系数反演,实现了管元摩阻系数部分精确求解和部分预估求解。实例计算结果表明,管网水力计算结果与测试结果误差较小。研究结果可在生产实践中为管网的进一步分析提供指导。     

油田地面工程注水管网模拟评价平台构建

油田开发中后期,地面注水系统能耗较为严重。基于流体力学理论、离散数学图论法和矩阵理论,构建了油田地面注水管网模拟评价平台,可实现注水管网的结构优化、参数监测及能耗评价。论述了注水管网的构建、管网水力计算模型的建立,油田地面注水管网模拟评价平台的架构。以胜利油田某注水管网为例,阐述了油田地面注水管网模拟评价平台在实际生产中的应用,根据油田地面注水管网模拟评价平台给出的改造方案,对注水管网实施改造,能耗较改造前减少了11.4%,管网注水效率明显提高。     

注水管网系统压力分布的反向计算与分析

针对管网系统实际结构,提出了管网系统压力分布的反向计算方法。该算法以油田生产开发数据库为基础数据源,应用压力平衡点的概念将大规模环状管网结构分解成多个呈树状结构的管网子系统,从而实现了管网系统中所有节点和管道单元的运行参数的计算。在此基础上,给出了管网系统压力分布是否合理的判定准则。     

油田集输管网仿真评价及优化研究

喇嘛甸油田进入特高含水期后,集输系统管网的效率普遍降低,能耗升高.为降低集输系统管网运行能耗,通过对集输系统管网结构的分析,建立了管网的矩阵模型,利用连续性方程及能量平衡方程对矩阵模型进行求解,并应用能量平衡模型建立了管网能耗评价系统.通过应用仿真评价系统对集输管网的能耗影响因素进行分析,确定了采用经济管径作为管网评价的方法;并在实际应用中通过将实际管径和经济管径进行对比,确定了需要调整的低效管线;并以能耗最小为目标,提出了集输管网缩小管径及加强保温等优化措施,优化后集输管网能耗大幅降低,实现了集输管网的优化运行     

油田流体管网系统稳态通用仿真模型

油田流体管网系统包括原油集输系统、注水系统、供水系统和天然气集输系统,建立仿真模型是对系统进行仿真模拟的关键.在油田生产许可范围内,应用流体力学和热力学的理论,对油田流体管网系统中的各种管线建立单元模型;根据节点流量平衡原理,应用有限元的思想,将单元矩阵方程拼装成管网系统总体方程组,从而建立油田流体管网系统稳态通用仿真模型,实现仿真模型的统一解算.     

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     

油田含油污水管道水力计算

采用注水方式开采的油田在生产过程中会产生大量的含油污水。由于油田含油污水比城市自来水温度高 ,粘度低 ,所以 ,用自来水的有关温度、粘度参数来进行油田含油污水管道水力计算 ,不但在理论上是不妥的 ,在实践中也将产生较大误差。本文就油田含油污水水力计算问题做了探讨。文中的vk 值实际是管道水力计算的流速界限。如果既没有温度资料也没有粘度资料 ,则可直接选用vk=0 65m/s来进行计算。     

PIPELINE软件在气田集输实时监控中的应用

PIPELINE软件是一种离线或者在线的集输管网仿真模拟计算软件,不但可以用来测试和评价输气管道的设计或进行实际操作参数的设置,还能与气田集输实时监控系统进行有机结合,为集输管网运行提供辅助专家诊断分析。以大牛地气田集输生产实际为例,进行管网水力、热力计算,天然气调峰正常工况分析和用户中断用气工况模拟分析,结果表明,该仿真模拟软件和实时监控系统有机结合,改变了气田根据人工计算或凭经验来预测天然气集输管网的运行情况和调峰的现状,不但降低了劳动强度,而且使预测效果得到了根本性提升,排除了管网运行管理的安全隐患。PIPELINE软件不仅方便了管网的运营管理,还避免了生产调度上的盲目性,为科学地管理气田集输管网系统提供了专家式的理论指导。     

高凝油掺水管网阻垢工艺现场试验

针对油田高凝油掺水管网系统特定水质,分析了掺水系统污水的水质特点和垢样组成成分,明确其腐蚀结垢原因。通过开展药剂配方的筛选复配,筛选出了具有缓蚀、阻垢和乳化分散功能的高效阻垢剂,为验证其现场应用效果,完成了现场试验工艺设计和加药装置的制造安装,开展了油田掺水管网现场阻垢试验,设计了高凝油掺水管网缓蚀阻垢方案。通过现场试验,减化了管道及加热炉的结构,降低掺水压力1%左右,提高加热炉热效率5%以上。     

油田注水管网系统模型简化技术

油田注水管网属于大规模复杂流体网络系统，按常规的系统模型进行计算需耗费大量的时间。从不同的建模机理出发，可以建立不同类型的注水管网系统数学模型。其种类主要有节点型方程模型、环路型方程模型、管道型方程模型等几种。对于一般的油田水注水管网系统，从方程的阶次、上机前的准备工作量和迭代计算收敛的速度等多方面综合比较分析发现，节点型方程模型最为有效。根据系统实际布局特点，提出了一种模型简化技术，它可以极大地降低系统方程的维数。计算结果表明，在满足计算精度的前提下，系统模型的计算时间明显降低。     

油气混输管网参数优化研究

采用遗传算法对油田地面多相混输管网结构参数进行优化计算,建立了优化计算的目标函数、水力热力学模型及管网分析模型,用并列选择法和权重系数变化法进行求解。对双河油田地面集输管网的结构参数进行了优化计算,可以节省费用15％以上。     

油田注水生产过程仿真系统ISPPS的设计与实现

介绍了油田注水生产过程仿真系统ISPPS的设计和实现。以系统基本水力元件数学模型为基础,应用节点方程模型建立了系统仿真模型。通过系统评价模型,实现对现有注水系统运行状态的定性分析。该仿真系统目前已应用于油田注水系统,效果显著。     

油田供水管网的自动划分技术及计算方法

针对大型、复杂油田供水管网的流体网络系统,建立了油田供水管网系统的仿真数学模型,给出了一种子系统自动划分的算法。通过对该模型特有的系统矩阵进行分析,提出该数学模型的计算方法。该计算方法的计算速度较快,稳定性、适应性较强,对油田供水系统管理具有一定的实用价值。     

油气混输管网参数优化研究

采用遗传算法对油田地面多相混输管网结构参数进行优化计算，建立了优化计算的目标函数、水力热力学模型及管网分析模型，用并列选择法和权重系数变化法进行求解。对双河油田地面集输管网的结构参数进行了优化计算，可以节省费用15％以上。     

油田供水管网系统仿真数学模型及计算方法

针对大型的、复杂油田供水管网的流体网络系统,建立了油田供水管网系统的仿真数学模型,通过对该模型特有的系统矩阵进行分析,提出了数学模型的计算方法。该方法计算速度较快,稳定性、适应性较强,对油田供水系统管理具有一定的实用价值。     

油田供水系统仿真优化运行技术

利用仿真优化理论从全系统的角度研究供水管网 ,可以平衡各污水站的处理量 ,使供水系统在合理状态下运行 ,提高管理水平 ,保证含油污水、含聚污水最大限度地回注。根据仿真结果 ,可以对各站的计算压力和各管线的计算流量进行搜索 ,找出不符合实际生产要求的站和管线。仿真优化成果可适用于其它采油厂和其它油田的供水系统。     

油田污水水质稳定技术的研究

油田污水中存在铁离子给油田生产带来极大的影响,主要表现在对污水水质的影响、注水管网腐蚀、地层污染和堵塞等。为了解决污水中铁离子的影响,使铁离子处于稳定的状态,进行了有关铁离子稳定的一系列研究工作,在多次现场调研、取样、室内实验的基础上,开发出了一种复合的铁离子稳定剂。通过对现河污水的现场应用,取得了较好的水质稳定效果。