PIPESIM应用操作流程示例

PIPESIM操作流程目目目目录录录录1.2.3.单井建模流程4.管网建模流程5.单井敏感分析及电泵参数优化设计流程6.共立管生产单井产量优化流程1.项目目的及内容项目目的及内容项目目的及内容项目目的及内容2.思路思路思路思路模型建立，单井特性分析，产量优化，电泵优化设计几个部分，具体如下图所示：数据收集整理建立单井模型建立各平台集输模型应用FPT计算配产方案下单井回压应用FPT完成指定约束条件下单井配产电潜泵生产参数优化设计3.单井建模流程单井建模流程单井建模流程单井建模流程3.1建模流程图建模流程图建模流程图建模流程图3.2流程界面演示流程界面演示流程界面演示流程界面演示（（（（1））））流体高压物性方法选择流体高压物性方法选择流体高压物性方法选择流体高压物性方法选择首先选黑油模型：流体高压物性方法选择多相流计算方法选择单井流入动态计算实际生产数据验证单井产量拟合计算根据不同流体计算方法适应范围，选取计算方法，软件将自动根据输入的实际参数对流体高压物性计算公式进行校正在高压物性拟合基础上，根据单井井筒压力温度测试数据，运用多相流计算方法拟合，找出最接近实际压力温度曲线计算方法在前面拟合基础上，计算井底流压，并依此计算单井采液指数根据计算的采液指数，按照单井实际生产压力、含水、气油比等参数计算出单井产量。将符合上述计算拟合的模型，按照最新生产条件计算单井压力、温度指标，验证模型代表性输入基本参数，在PVT物性拟合时设定含水率为0%，选择“ViscosityData”根据已知的地面原油粘度数据选择相应的计算相关式（观察不同方法在选定的计算式下得到的粘度是否与实际测试相近，取最接近的方法）。如果PVT高压物性资料中包含压力与溶解气油比、原油粘度、原油体积系数关系，则使用“AdvancedCalibrationData”PIPESIM根据输入的实测高压物性参数，内部自动将选定的计算相关式进行优化调整，使得计算出的流体高压物性与实测值匹配。但是建议有可能的情况首先拟合溶解气油比与压力的关系。（（（（2））））多相流方法选择多相流方法选择多相流方法选择多相流方法选择在流体高压物性拟合的基础上进行多相流方法选择。该工作实际是进行井筒压力温度剖面拟合，考虑到油田没有进行过井筒流动压力与流动温度剖面测试，在进行拟合时，考虑进行不同时期井下压力计测试温度压力拟合。首先将不同时期压力计测试数据输入到模型文件。运行“FlowCorrelationMatching”输入对应时刻的产量，压力数据，建议计算“InletPressure”。同时选择多个计算相关式进行拟合对比。将不同方法及不同时期计算得到的压力计处压力及井口流温汇集成表，观察每种计算方法误差，选择误差最小的方法。经分析，各井选用“BBR”方法。最后根据选定的多相流方法，设置不同摩擦系数，计算井筒压力温度剖面，调整压力及温度误差尽量小。至此，得到单井井筒多相流计算方法及修正系数。（（（（3））））采液指数拟合计算采液指数拟合计算采液指数拟合计算采液指数拟合计算由于不能直接获得井底流压与产量的关系，因此借助前面建立好的单井模型计算近期内一系列的井底流压与产量的关系。首先将模型改为源模型。运用“系统分析”功能计算一系列产量下入口压力将得到的产量与井底流压关系输入地层完井模型“”回归出单井采液指数。注：在选取数据时要注意该采液指数是代表目前压力和含水情况下同一地层的采液指数。（（（（4））））实际数据验证实际数据验证实际数据验证实际数据验证至此单井模型完成，即PVT高压物性计算方法选定、多相流方法选定、单井采液指数确定。将最近一两个数据点数据代入“压力/温度剖面”计算功能，计算出井口压力与温度，将计算出的井口压力温度与实际值比较，如果误差在允许范围则可用该模型进行下面的计算。否则需要重新进行采液指数计算。4.集输管网建模流程集输管网建模流程集输管网建模流程集输管网建模流程根据实际集输管网建立集输管网模型，首先建立源模型，及单井井口处以源代替，这样可以简化建模难度。同时标记出各个压力、温度测试点的值，以便下面拟合使用。在这个模型中，我们需要拟合单井的产量、压力及各个测试点，因为需要拟合的点相对较多，我们采取分段拟合的策略，从FPSO出发逐段向单井过度。在进行拟合之前，需要对各段管柱及管线流量进行计算，即根据各井产量和FPSO的产量指标计算出分离器的分离效率（分离效率=分离出的水量/流体中总的水量）4.1FPSO至至至至平台出口端管线拟合平台出口端管线拟合平台出口端管线拟合平台出口端管线拟合可以通过两种方式来拟合该单支管线流动，（1）将该段管线单独拿出来拟合其摩擦系数、传热系数或（2）在管网模型中通过试错法计算该段管线两头压力温度值。方法一的好处是可以在PIPESIM单分枝模型中进行各种敏感分析，但是缺点是黑油模型的各项物性指标不能反应混合流体的指标；方法二的好处是可以很好的模拟混合流体物性。此处用方法二用试错法拟合，为保证计算的准确性，设定通过热交换器输出温度，使得平台出口温度为测试温度，在FPSO输入参数为压力，单井输入参数为流量和各自井口温度。右键点击该段海管，出现下面界面，选择“FlowCorrelations”同时试错法调整海管传热系数双击管线进入参数输入界面经过试错法输入不同摩擦系数和传热系数，最终使得计算得到的FPSO端的温度与实测一致，平台出口处的压力与实测一致。至此该段管柱拟合完成。4.2分离器至平台出口端集输设备模拟分离器至平台出口端集输设备模拟分离器至平台出口端集输设备模拟分离器至平台出口端集输设备模拟如前所述，分离器效率已经经计算得知，此时各泵增压幅度大致范围已知，同时在前面平台后压力拟合完毕，计算得到平台出口处压力与实测数据一致，通过调整热交换器换热大小和外输泵增压幅度来确定分离器处压力，使得分离器压力与实际测试值一致。注：此段管线较短，而且弯头等节流不多，可以不用通过调整摩阻系数来校正，仅需调整增压泵增压幅度以达到压力及温度计算拟合成功。4.3生产管汇至分离器入口模拟生产管汇至分离器入口模拟生产管汇至分离器入口模拟生产管汇至分离器入口模拟该段管线较为简单，而且较短，当使用默认属性（摩擦系数为1.0，传热系数为涂层效果）计算得到的压力与实测已经接近，不需过多拟合。4.4单井井口单井井口单井井口单井井口至至至至生产管汇生产管汇生产管汇生产管汇模拟模拟模拟模拟可以看出该段管线包含油嘴，因此首先分析过油嘴可能产生的节流效应，即过油嘴节流的压差是多少。因此可以应用PIPESIM单分枝功能建立油嘴分析模型如下：应用系统分析功能，分析不同流量下，不同含水率下，已知嘴后压力计算嘴前压力，进而计算处过油嘴压差（=嘴前压力–最后压力）。分析得到过油嘴（以38.1mm油嘴为例）压力节流远小于实际井口压力与生产管汇压力之差，说明过油嘴后的生产管线存在较大的节流效应。通过实际管线流程对比也可知，该处管线弯头多，阀门或变径也多，因此附加阻力大。在实际拟合时通过调整该段管线摩阻系数完成压力校正。右键点击嘴后至生产管汇调整各嘴后管线摩擦系数，直至计算得到井口油压与实际测试值基本一致4.5集输管网单井产量拟合集输管网单井产量拟合集输管网单井产量拟合集输管网单井产量拟合经过如上拟合，各段管线压力、温度计算与实际测试相一致，然后应用上面建立的集输管网，对于单井（源）输入数据由输入产量改为输入井口油压，计算得到单井井口流量及各处的压力温度等指标，与实际值比较，若误差小，则认为模型具有代表性。5.单井敏感分析及电泵参数优化设计流程单井敏感分析及电泵参数优化设计流程单井敏感分析及电泵参数优化设计流程单井敏感分析及电泵参数优化设计流程5.1单井敏感分析单井敏感分析单井敏感分析单井敏感分析对于单井敏感分析，在此主要是使用PIPESIM的“SystemAnalysis”功能，选择计算值（一般选择产量），确定X轴参数，确定敏感参数以电机频率和油藏米采液指数为分析对象，计算得到如下结果实际工作中根据自己的需要分析不同敏感参数。6.共立管生产单井产量优化流程共立管生产单井产量优化流程共立管生产单井产量优化流程共立管生产单井产量优化流程共立管生产或者各自一套生产集输系统生产实际操作过程是一样的，不同之处仅在模型内容。操作步骤如下：（1）建立管网模型，单井使用源形式。如下图示：使用Fold表示各自平台内部集输系统，点击fold可展开各平台模型。fold内容仅包括平台出口以前部分。（2）建立单井流量与井口油压关系曲线之所以要建立单井Pt~Ql曲线是因为如果对单井使用完整的油藏到井筒至井口模型，在处理电泵举升能力上收到限制，主要是模型中要确定电泵级数及电机频率，而实际工作中可已通过调整频率来达到调整电泵举升能力。在生成单井PQ曲线时，应用PIPESIM单分枝计算模型，计算起点是油藏，计算终点是生产管汇。其中假设：（a）油嘴完全打开；（b）生产管汇处压力已知为目前确定值。实际上由于分离器压力限制，生产管汇处压力可以说已经确定下来。（i）应用“SystemAnalysis”计算不同电机频率，已知生产管汇压力下单井能举升的液量。选择“系统分析”指定出口压力为生产管汇压力，计算产液量，X轴为电泵频率，敏感参数可不输入从计算结果中归纳处不同频率与产液量关系（ii）将模型另存，计算终点改为井口油嘴前如下。同时也应用系统分析计算不同频率，产量下井口压力运行后，可以归纳得到如下结果：PY5-1-A02频率产量油压4011740.1154.84984212466.69159.96884413211.85164.06684613957.91168.43514814703.58173.21885015452.53178.09765216197.47183.72265416951.22188.87245617701.2194.73945818453.32200.73916019206.78206.92476219961.93213.25636420716.41219.97466621471.67226.91296822222.92234.67587022986.62241.1156（iii）将生成的各井的PQ曲线输入前面建立的管网模型双击源模型得到;选择PQCurve并将前面产生的油压与产量关系输入。至此完成为单井配产管网模型。（3）建立FPT模型（i）首先建立“CASE”模型，同时假设多个case，每个设置压力为FPSO压力（7barg）。点击：或者在下面界面选择“Case”和“Pressure”，并点击“Savetable”然后点击“Edittable”进入编辑界面。输入多个Case及相同的压力值（7barg）保存后，再重新打开该case文件，如下：（ii）加载地面管网模型点击或。选择需要加载的管网模型，对于共立管生产选择建立好的模型之后点击“Edit”，进入PIPESIM-Net编辑界面，查看是否为需要的模型，同时运行导出FPT模型工具“”，并保存为默认值（*.tnt）。（iii）建立关联回到FPT主界面，点击或将FPSO与TABLE表格关联，单井不关联（MAP）。（iV）建立流动条件限制点击先选中井号，之后输入每口井的产量限制（最大或最小产量），并点击“Apply”。（V）建立计划表点击出现如下界面。首先定义当case=1时打开所有井，并点击“Add”。之后点击“OK”，同时运行。运行结束，观察计算结果，点击。可以观察到某些井产量过小，因为产量设置时没有设置最小产量，如果认为该产量不合适，可以从新进入设置计划表。假定CASE=2时这些不合适井的新产量直至所有井产量均符合要求，这时即可得到在给定限制条件，每口井的合适配产。接下来将这些产量代入之前建立的共立管生产PIPESIM-Net模型，进而确定单井合理井口油压及平台出口压力