1、分享 SimSci PipePhase 9.0 (化工流体模拟分析)介绍流体, 化工, PipePhase, SimSci, 模拟SimSci 是世界著名的化工模拟软件公司，所开发的大量软件产品和独特的工程解决方案为炼油、石油化工、精细化工及环境保护等各个行业所采用。这是管网模拟计算分析软件PipePhase PipePhase 模拟分析软件,应用在油气加工、精细化工、制药等领域；完成设计、装置改造、优化和改进装置产量和效益。软件提供模型有：一般化闪蒸、精馏、热器、反应 器、聚合物、固体和多种热力学模型供用户选择PipePhase 应用于油气管道网络和管道系统中，是精确模拟稳态多相流程的程序。
2、在一个单井中，该软件能适应从主要参数的灵敏度分析中模拟应用并广泛地搜索；对一个完整的领域，它可以实现多年可行性计划研究概 述PIPEPHASE 应用于油气管道网络和管道系统中，是精确模拟稳态多相流程的程序。在一个单井中，该软件能适应从主要参数的灵敏度分析中模拟应用并广泛地搜索；对一个完整的领域，它可以实现多年可行性计划研究。PIPEPHASE 是一个坚固而有效的石油领域设计和计划的工具，具有现代化的生产方法和软件分析技术，这已经被验证。此外，它拥有庞大的物性数据库和基于 WINDOWS 的用户界面。该软件是世界领先的石油和油气生产公司的必备工具。PIPEPHASE 在石油工业，包括单相和黑色石
3、油、合成的混合物，覆盖最全面的流动性混合。该软件可以完成单个蒸气组份或 CO2 注入网络。流体模型PIPEPHASE? 提供的流体模型包括：单相流体（气体和液体）、混合组分、黑油、凝析油、蒸汽、纯组分（例如：注入 CO2）系统。对于定义油、水、气体和油气乳状液等组分的物性，该程序提供所有已验证的方法；对于混合流体模型，则采用 SIMSCIs PRO/II? 的热力学数据库的组分（1700 多种）和结算方法。生产和注入井PIPEPHASE? 对生产或注入井系统提供了一个综合而详细的特性设置，包含详细的油藏向井流动特性（包括用户自定义的 IPR 特性）。在沙层表面的整个模型，井筒几何变量调节生产，
4、注入或人工举升（ESP 或气举）操作，地面管线和装置模型模拟大多数的油田操作。所有的已知关联，无论是经过试验认证的，还是机械学理论上认可的，在流动条件和倾斜角度上都有一个较大的范围。灵敏度分析特性是一个概括的节点分析工具，所分析的节点可以任意指向油层套管，并且输入和输出曲线可以描述多个参数。 集输和分配管网在集输和分配管网 PIPEPHASE? 允许管道和装置综合起来组成一个完整的模型。对任何装置，包括不平衡管网和有多个环的网络，先进的结算方法都能给出精确而有效的结果。PIPEPHASE? 提供灵活而方便的操作，包括井和传输点压力和流率的定义，装置的配置。管道分析工具 PIPEPHASE? 是
5、设计和分析单相和多相管道系统的有力工具。它具有精确的能量平衡和详细的热传递模型，能精确的模拟在绝缘和或热传导油管和蒸汽注入系统的粘性流体，能准确的预测湿气管道中的逆向冷凝。清理模型在设计下游的液体段塞捕集分离器时可以用来估计段塞流的特性。整个油田的生产计划PIPEPHASE? 可以模拟整个油田或气田的变量元素，包括所有的油井、聚集和注入管道、地面装置、相互关联的传输点，也可以对同一个区块的生产组模拟其随时间变化油藏压力下降情况，从而改变井的生产条件（增加油气比和水的百分比）。这些功能已使其成为油田模拟生产、改进装置不可缺少的计划工具。 完备的兼容性PIPEPHASE 程序能运行在 PC 和 U
6、NIX?工作站上。基于 Windows 的图形界面（GUI），直接进行数据输入，通过结点访问系统（RAS）可以用图形的方式来显示模拟的结果。在 PC 机上的图形界面（GUI）可以生成输入文件，并能输出到一个 UXIX 服务器远程执行，结果返回到 PC 机，通过结点访问系统（RAS）就可以浏览结果。PIPEPHASE? 是一个稳态多相流体模拟工具，它精确的模拟油气集输管网。下面新的特性和改进在 PIPEPHASE7.0 版本中都可以看到。用户界面新的结果访问系统（RAS）在同一个图上用户可选多个相关变量从图形界面（GUI）通过动态数据链接输出到 Microsoft? Excel? 上模拟结果存储
7、在数据库 IV 文件中，以备用户进行宏定义和审查后部工艺增强的图形用户界面（GUI）新的界面更直观，数据输入更方便。支持 6.0x 和 7.0x 文件格式的关键字输入。基于图形界面的 PC 机和 UXIX? 计算服务器，具有远程批执行的功能。增强功能概要流体热力学方法广泛的组分和热力学方法，调用 SIMSCIs PRO/II? 的热力学数据库的组分和计算方法。精确的模拟碳氢化合物、乙二醇抑制剂和水合物模型。纯组分流体例如 CO2 注入模型自定义的油水乳化液数据精确的气液液模拟新的传输方法改进的管网计算方法对复杂管网采用新的单相计算方法强大的初始算法生成器为生产特性应用程序通过结点重构技术可以处
8、理大型管网乃至整个油田子管网逻辑处理部分装置界线定义改进的生产分析特性新的向井流动动态(IPR)数据库从改进的列表中选择内置的向井流动模型用户自定义向井流动曲线关键字支持自定义模型（例如：所有的水平井 IPR）地下管网精确模拟多个完井区和地下井眼管网水平井模型电动潜油泵 提供厂商生产的性能说明井下分离器模型多级压缩机装置联能动装置中的多级压缩机，包括级间冷却和分离 新的随时间变化的生产计划功能基于井组的累计生产数量简易的冷凝气藏损耗模型支持用户自定义贮藏压力下降曲线支持用户自定义井的特性（包括油气比、含水百分比）PIPEPHASE 的优点 稳态多相流动模拟器 网络解算器 灵活的界面状况 综合的
9、热力学与组件工业黄金标准 原油、单相、多相 Windows GUI（图形用户接口） 全范围的单相流动关系 多相流动关系 基于稳态的瞬时分析（要求增加 TACITE? 模块） 用于稳态及瞬态情况的单一的基于 Windows 的 GUI 提高总的产品优化 改善井和流水线的性能 改善管道和可行性设计 完整领域的发展与计划 降低操作费用 降低成本 提高设计效率应用 单根管道分析 井筒分析 区块范围研究 简易管路 输送能力分析 冷凝液析出问题 简易管路 蒸汽注入管网 热油管道热交换器 井筒分析 性能分析 气提分析 区块范围研究 区块范围模拟 规划（时基模拟） 油藏递减 改变设施 缩小过程与图形用户界面（
10、GUI）的关系输入 输入分为七类: 一般数据 组份数据 管网数据 热力学数据 PVT （压力、体积、温度）数据 结构数据 单元操作 特殊计算选项: 气提（只适用于黑油） 灵敏性分析（仅限于单联） 确定道线尺寸（仅限于单联） 实例研究 时间步长数据 输出主要分为以下三部份： 输入重新打印 中间结果的记录及输出 最终结果输出 结果存取系统 多个变量标绘在同一图上 与 Microsoft Excel 5.0 关联 模拟结果存入数据库 输入重新打印 在重复检查输入数据是有用的 错误（误差）总结报告 闪蒸结果报告 分离器计算报告 关联总结 节点总结 装置总结 结构数据总结 速率总结 结果总结 关联装置详
11、细报告 关联特性详细报告 段塞报告 情况总结 敏感性分析 通球报告 每一结点（分离器）的闪蒸报告 物理特性 相的分离 关联总结 关联流量 压降 温度变化 指示流量反向 关联流量为负 节点总结 装置总结 压力 温度 管道直径、长度、高程变化 加热器和冷却器的负荷 泵压缩机动力 关联装置细节 压力、温度报告和绘图 相包络 持液率流速详情报告 压力梯度详细报告 Taitel-Dukler 流态图 关联图 压力与距离 温度与距离 相包络管网类型 树状网（收集或分配） 环状网 有时无法得知流动方向，因而可能收敛有困难过流装置 结构 长度、高程变化、口径 压降 流动代码（过流装置）、粗糙度、流动效率 热传
12、递 环境温度（垂直梯度）、传热系数、详细的热传递（在空气、水或土壤） 过流装置管道 长度单管段长度 高程变化高程的相应变化 上升为正值 下降为负值 过流装置立管 长度单段立管长度 高程变化至立管系统顶部的距离 过流装置管线与环空 长度自地面起所测的线缆长度 深度自地面起的真实垂直深度油藏中的油向井筒流动的属性关系（IPR） 采油指数（单相液体） 沃格尔（VOGEL）系数（多相，液体为主） 天然气流动模型（多相，天然气为主） 层流惯性流湍流 水平井 薄层流 线性采油指数 对于泡点压力（BPP）之上的单相流是有效的 由拟稳态方程得出 基准是什么油还是全部液体？ 波形因数: X 溶解气驱动的油藏 F
13、 氏（Fetkovich）气体流动方程 水平井流体性质 PIPEPHASE 流体模型 非组份模型 原油 凝析油 单相液体 单相气体 蒸汽 组份模型 纯库组份 石油组份 分析试验数据 非组份模型 要求有每一相的密度（重力密度） 物理性能的经验相互关系 粘度 压缩因子（Z因子） 黑油模型 输入数据 油、气、水密度（必须要求） 两点液体粘度（可选） 气体杂质: N2, CO2, H2S (可选) 调整出与数据相匹配的固定关系 黑油法 对于下列项目的经验关系选择： 气体可压缩性(Standing-Katz,Hall-Yarborough wet and dry gas) 油地层体积系数(TUFFP V
14、asquez-Beggs,Standing,Glaso) 溶气油比率(TUFFP Vasquez-Beggs, Standing, Lasater, Glaso) 原油粘度 (TUFFP Vasquez-Beggs, Beal-Standing/Chew-Conally, Glaso) 天然气粘度(Lee et al., Katz, Carr et al.) 粘度混合规则(地层体积平均值，API 步骤 14b, Woelfin) 凝析油模型 输入数据 气体、凝析油和水的密度（必须要求） 气体杂质: N2, CO2, H2S (任选) 经验关联（无须选择） 无法调整出与数据相配的固定相互关系 用
15、于轻质油 (API 45) 单相液体模型 输入数据 水或原油液体密度 （必须要求）， 两点液体密度（可选） 热容量（可选） 下面两项经验关系的选择： 原油粘度 水的粘度 无法调整出与数据相配的 固定相互关系 单相气体模型 输入数据 气体密度（必须要求） 气体杂质：N2, CO2, H2S (可选) 热容率（可选） 下面两项经验关系的选择： 气体粘度 气体可压缩性 蒸汽模型 输入数据 要求输入水密度 基于蒸汽表数据的经验关系 维持焓平衡 组分模型 液体定义用： 纯库组份 石油组份 纯库组份 超过 1700 个纯库组份 如果水存在，水即是必须倒出的第一种组份 固定不变的性质数据 密度（重力密度）
16、分子量 正常沸点 临界压力 临界温度 石油组份 至少要求两项物理性能 密度（重力密度） 分子量 正常沸点 分析试验数据 必须要求的数据 沸点曲线 平均密度（比重） 密度曲线（可选） 分子量曲线（可选） 使用纯数据库组份定义轻质烃 热力学方法 选择热力学方法用于 相平衡(K值) 焓 液体密度 蒸汽密度 热力学方法 用于油水系统焓平衡 水在饱和点（简化） 水过冷次冷（严密）焦耳汤姆逊效应 在管线中膨胀冷却加热输送方法 选择输送方法用于： 液体和蒸汽的热传导性 表面张力 液体和蒸汽粘度 选择油水混合规律 体积平均 API 过程 14B Woelflin 乳状液过程 包括用户定义曲线 提供两点液体粘度
17、曲线 用于组份流体的其它输送特性方法可以通过使用关键字插入来定义(Lohrenz-Bray-Clark, Parachor 及 TRAPP 方法)水平流型 离析流 分散流 气团流流动状态关系 曼德汉（Mandhane）流型图 泰特尔（Taitel-Dukler-Barnea ）流型图 图形按照定向角度 Duns 和 Ros 流型图 安沙尔（Ansari ）流型图 多相流 多相流摩擦因数关联 多相流持液关联 流动状态图决定管道如何输送：段塞流、环雾、层流等管道传送物流分析PIPEPHASE 提供了一个广泛的工业标准，利用经验和机械学方法对管道中的多相流现象进行分析。它把广泛的流体模型与严格的能量
18、平衡结合在一起，具有详细的热传递分析能力。PIPEPHASE 是一个灵活的评估工具，可以评估单相和多相传输管道中的流体流动现象的完整范围。油田网络模型能精确的模拟具有井、管道等连接设备的巨大的网络模型，这是已被证实的。它能描述井孔模型，具有巨大的 IPR 数据库，并有完善的设备模件界面，用户可以设定油田的油气的聚集（注入）系统的必需设备，从钻开的沙层表面到下游分离装置中合并所有的相互关联的组份。生产计划在 PIPEPHASE 中的时间步长特性，使它成为油田一个灵活的计划工具。利用衰减曲线可以模拟油田贮量下降情况，通过简单的操作可以改变油田的发展策略。一旦建立油田的网络模型，就可以方便的利用这个
19、计划工具，通过衰减曲线来设定和调整开发方案。结合衰减曲线和在新设备中的投资，对油藏用完整的模型提供了一个独特的预测能力。 工业领先技术PIPEPHASE 软件是世界知名品牌软件，全世界的管道设计者、油气生产工艺专家、贮量计划专家都在使用 PIPEPHASE 软件。世界上顶尖的油气生产公司用 PIPEPHASE 作为工业生产标准工具，提高工程效率，降低成本，减少操作费用，提高生产率。自八十年代末该软件进入中国后，先后已被大庆院、辽河院、胜利院、河南院、华北院、大港院、青海院等多家单位引进，应用效果非常显著。 运行环境PIPEPHASE 软件为满足不同用户需求，可 PC 机、工作站和超级计算机上运
20、行，移植性好，均可保持一致的结果。l WIN98、2000 系统和 NT 系统l 486 或者奔腾处理器l 32MB 可用随机存储器l 64MB 内存l VGA 显卡l 兼容鼠标关于 PIPEPHASE-TACITE:TACITE 软件由 IFP France，Elf Aquitaine 和 TOTAL 开发，该软件属于组份瞬态多相流模拟工具，用于设计和控制油气生产管线和油井。其集成商用产品 TACITE 软件对流经单联流系统的流体的瞬态行为进行模拟。源流率和汇压表示为依赖于时间的边界条件。 PIPEPHASE-TACITE 支持双组份流体模型。因此，基于一个完全推测纯净组份的组成，采用来自
21、Elf Aquitaine 的最新集总技术，用户对管线中流体的定义就转化为双组份（二元）混合物。用于原油流体的等效计算是根据 PIPEPHASE 具有的与经验相关法一致的方法进行的。 PIPEPHASETACITE 允许用户输入数据，并且对 PIPEPHASE 环境之内 TACITE 瞬态模拟的输出结果进行评估。由于 PIPEPHASE 属于静态模拟软件，所以，两者结合即 PPTC 结合后，因为两者运行在同一环境下而具有优越性，所以就为用户顾客提供了特别方便的工具。TACITE 进行多相模拟的功能非常强。PPTC 复合软件的主要特性：属于集成的热力学模型，能够计算流体物理特性。属于复杂的水力学
22、模型，能够计算相间滑脱。属于特性数值曲线，在每一时间步长、在每一段管线完成平缓（保守）的变量计算。PIPEPHASE-TACITE 的应用领域如下：对操作运行提供辅助管线充填去充填方案运行条件变化以及系统响应长输管线的停输启输管线出口阀门闭合恶劣流态预测特殊瞬态运行，例如：减压确定管线受到的极端工艺条件优化管网设计帮助正确设计生产网络输送网络确定接收装置尺寸 拟定管线和设备的设计条件预测未来需求并进行规划帮助预测固体沉积和管线堵塞的危险态预测紧急操作的后果用于操作控制系统鉴定用于操作人员培训用于生产调度 NEPOPT?油气田模拟优化软件包NEPOPT? 是一个功能强大的软件工具，它能方便的对整
23、个油田油与气的生产对进行模拟和优化。NEPOPT 是基于 SQP 非线性的模拟工具，它集成了 SIMSCI 对油与气生产计划和传输的多相管网模拟技术，具有 Mobil 研究的 MOPT 优化技术。NEPOPT 对典型的油田生产问题提供多种灵活的优化方案，结合油田随时间变化的生产和油藏计划，从一个单井的分析中预测整个油田的复杂情况。例如计划应用，NEPOPT 可以结合 ECLIPSE? Geoquest 油藏技术模拟器。综合内部和其它工业上的油藏模拟器，可以提供合适的链环供。NEPOPT 提供给用户所有定制油、气田优化方案的工具，对于特殊的用户，可以定义优化对象的函数以及对其它生产的约束。NEP
24、OPT 对油气生产的应用主要在以下几方面：气举配置这个功能广泛的应用在油田气举技术中，利用生产过程的有限注气量，实现生产过程中最佳合理分配。对单个井来说，最佳注气比就是通过注入气体，从摩擦力损失中平衡增加气体而提高浮力，从而提高整口井的流率。在聚集管网中，最佳注气比依赖于公用出油管的反压，它依次是来自于关联井的生产函数。该功能可以恰当分配注入井中的可用到的气体，最大限度的提高整个油田的出油率。 整个油田的压缩机运转策略在一个气田（或带有压缩泵送分离装置的油田）中，附加的压缩装置具有重要作用，它可以从上游井提高生产率。NEPOPT 根据投资费用、操作费用、油气价格、贮量下降特性以及其它因素来定义
25、最佳的压缩机位置和功率要求，从而提高整个油田的效益。时间步进的生产计划通过时间步进函数，可以提供油田产量下降特性，也可以通过贮量降曲线或者精确的油藏模拟，把 NEPOPT 作为油田生产和或油藏计划的工具，对整个油田的采油期进行经济评估。 管道应用管道优化应用包括选择压缩机或泵的调整点，在非峰值时泵的最小操作费用的产品移动表，以及适合传输表的管线填充管理。在管道设计应用中，NEPOPT 可以用来选择理想的方案，比如通过最佳目标函数，根据投资总额和生产费用，为了增加绝缘而对稠油或生产管线安装热容器。应用数据调整一个有用的优化应用是对可调变量的调整，如管道的粗糙度、环境温度，以适合实际数据。NEPO
26、PT 可以优化每一个测量值和相应的模拟值之间的误差，使当前的目标函数最小化。 上游优化软件包 UOS 简介上游优化软件包 UOS（Upstream Optimization Suite）是一套集成化的、技术先进的决策支持工具，包括了设计、操作和管理从油气储层表面一直到集输网络和地面设备的整个油气生产操作所需的所有模拟工具。UOS 领先的技术是基于严格的热力学和流体力学模型、先进的网络算法和创新性的非线性优化器等先进技术。开放性的 API 接口使得 UOS 和第三方程序能实现有效的整合，包括储层模拟器、工艺模拟器等，因而为您提供了一个完全严格的解决方案，让您轻松应对哪怕是最复杂的系统。UOP 由
27、三部分构成：PIPEPHASE稳态多相流模拟器TACITE-管线瞬态条件模拟器NETOPT网络优化器PIPEPHASE稳态多相流模拟器PIPEPHASE 是用于油气生产网络和管道传输、分布系统计算的严格的稳态多相流模拟器，其前身是1970 年代由雪弗龙（Chevron）公司开发的多相流模拟软件，SimSci 于 1980 年将其商业化，取名为 PIPEPHASE。PIPEPHASE 具有广泛的适用性，可用于从单井中关键参数的灵敏度分析，到整个油气田跨年度设施规划的分析等各种工作。同时，通过对井下和井筒特征与地面设施进行集成，PIPEPHASE 成为全面生产分析工具的终结者。PIPEPHASE
28、整合了现代油气生产方法和软件分析技术，形成了鲁棒的、高效的油田设计和规划工具。PIPEPHASE 拥有详尽的物性数据库和友好的用户界面，可处理单相气液体、黑油、组成混合物和蒸汽、CO2 等各种流体类型，是全球油气生产和设计公司首选的解决方案。严格的多相流分析和详尽的热力学计算使得 PIPEPHASE 适合于各种应用，如： 油气生产和输送系统 天然气传输和分配管线 化工流体管道网络 传输管线的传热分析 管线尺寸设计 节点分析 水合物生成分析 油气田的生产规划和资产管理研究 注蒸汽（水）网络 气举分析 公用工程网络PipePhase 效益： 提高总体产量 改善油气井和流动管线的性能 改善管线和设备
29、设计 整合油田开发和规划 减少操作费用 减少投资费用 提高工程设计的效率PipePhase 特点：1. 用户界面（1）Pipephase 有十分友好的用户输入和运行界面，如图 1 所示。图 1 Pipephase 操作界面（2）Pipephase 有方便的输出报表一方面可在图形界面直接显示压力、温度、流量等数据，并能自动更新（如图 1），另外，报告数据可方便地输出到 Excel（图 26）或系统自带地 RAS 系统中，当然，也可以输出为 Text 形式的报告文件。图 2 Pipephase 图形报表输出1图 3 Pipephase 图形报表输出22. 工程计算能力Pipephase 拥有相关行
30、业领先的技术，采用工业标准的方法库与数据库，有先进的网络求解算法，能处理任意复杂度的网络计算。Pipephase 正在为全球各地从事管线管网设计、油气生产等工程师广为采用，几大油气生产企业均 PIPEPHASE 视为标准工具，用于提高效率、减少投资、降低操作费用、提高油气产量等。（1） 物性计算方面：在组分流体（定义纯组分及其组成的流体）处理方面，Pipephase 组分库有 1800 多种纯组分及其全面的物系参数，且这些参数允许用户调整，同时可处理油品评价数据和石油馏分数据。在热力学方面，Pipephase 采用 SimSci 的工业标准热力学模型，包括：一般关联式、状态方程、液相活度系数方
31、程、改进的状态方程、特殊物系处理包、Henry 法则等，均与 PRO/II 相同，因而能准确计算各种工艺流体的热力学性质。而对非组成流体，即根据给定的密度等数据和相应的关联式预测流体物性，可处理黑油 (API45)、单相气体、单相液体、蒸汽等类型的流体。Pipephase 用工业标准的算法计算流体的传递性质，包括：热传导率、表面张力和粘度等。对大多用户关心的粘度计算，可允许用户自定义粘度数据。对油水混合物，有三种方法处理，即体积平均、API 14B、油水乳化（Woelflin 模型、转化点、乳化曲线）等。（2） 压降计算方面：Pipephase 包含 32 种工业标准的压降计算模型，适合于各种
32、类型的水平、垂直或倾斜管内的单相流和多相流计算，并能预测流体的流型。如处理单相流的有： Hazen-Williams (liquid) Panhandle-B Weymouth American Gas Association处理多相流的有： Beggs & Brill Dukler-Eaton Eaton-Flanigan Gray (condensates) Hagedorn & Brown Lockhart & Martinelli Mukherjee & Brill Chisholm (fittings) 同时，Pipephase 能对管线进行严格的传热计算，如计算管线有保温层、在空气
33、中、在水中、在土壤中等各种情况下的传热情况。（3） 设备处理Pipephase 不仅可以计算弯管、三通管、缩放头等配件，还可对工艺中的设备如泵、阀门、压缩机、膨胀机、加热器、冷却器、气液分离器、止回阀等进行计算。（4） 先进的网络算法Pipephase 进行严格的压力和物料平衡计算，可处理任意复杂度的网络如：a) 纯聚集和分配的树状管网b) 树状管网、多个 Source 和 Sink、有些段流向不能确定c) 带复杂回路结果且流向不确定，并随边界条件而改变3. 应用集成Pipephase 和 MS Excel/Access 兼容，可实现如：从 Excel 中导入设备的特征数据，将结果数据导出到
34、Excel，将计算结果导出到 Access 数据库中保存等等功能。PipePhase 拥有非常开放的接口，其基于 COM 的 API 接口技术使用户可自行开发第三方应用程序，如在 Excel 或其它第三方程序中运行或调用 PIPEPHASE 模型等。NETOPT网络优化器NETOPT 是 SimSci 与 Mobile 合作开发的一个功能强大的、对油气网络的生产操作进行优化的工具。NETOPT 基于最先进的非线性 SQP 算法并和 PIPEPHASE 完全集成。同时还提供了一个接口，使第三方的储层模拟器和 PIPEPHASE 地面网络分析功能进行耦合，这也是对整个油气田进行集成化建模所需的。N
35、ETOPT 可以定义油气田生产操作的全方位优化战略，如生产企业常见的优化目标就是产量的最大化或在油田生命周期内的资本消耗最小化等。效益： 整个油气田范围内的生产最大化 工厂生命周期内资本消耗的优化 操作费用最小化 模拟模型的有效调整 整合的储层和地面设施的建模应用： 生产网络中地面设施的设计 使模型参数和实际生产数据吻合 气举分配 蒸汽和 CO2 注入网络的优化 管线、压缩机和泵的设计 油气田规划研究特征： 优化目标以 PIPEPHASE 模型为基础 优化相关的设计和操作局限以约束的形式指定 决策变量从可调整的参数中选择 内置的计算器功能使定义规定具有很大的灵活性 与时间相关的收益和费用参数使
36、经济模型的建立更容易TACITE-管线瞬态条件模拟器TACITE 由 IFP 和 SimSci 合作开发，是一个基于组成的、多相流瞬态模拟器，用于油气生产管线和油气井的设计和控制。TACITE 是完全整合在 PIPEPHASE 中的模块，能准确预测许多流动情景。TACITE 支持多组分流体模型，因而基于纯组分的流体物系，可通过先进的集束（Lumping）技术转化为一个集束化的混合物。组分跟踪则允许对流体组成进行局部测定，因而可以对流体性质和当前的平衡条件进行很好的预估。TACITE 模块使您能在 PIPEPHASE 环境中输入数据并查看由 TACITE 动态模型计算的输出结果。TACITE 包
37、括以下三个主要的模块： 整合的热力学模型，计算流体物性； 复杂的水力学模型，计算气液相间滑移； 高性能的数值算法，计算在每个时间元和每个管线元的守恒变量。TACITE 的独特优势：TACITE 的组分跟踪方法允许对流体组成进行局部测定，主要的优势在于： 更好地预估当前的相态、流体性质和当前流。 能考虑到那些描述入口组成随时间变化情况等有价值的信息。 预测的管道出口气液相组成对生产分配、下游工艺计算、工厂操作和设计等均十分有用。 内置闪蒸计算确保了模拟的鲁棒性和准确性，尤其是在那些接近相边界的条件下。 对很多典型的现象可以进行准确的预测，如管线低洼处重组分的累积等，同时还能预测由此带来的流体性质
38、的变化。TACITE 主要应用领域油气生产企业的主要目标就是降低费用、提高产能。TACITE 能预测任何操作可能遇到的瞬态条件，通过更高的安全性和更好的控制帮助您优化操作效率。1管线设计的优化：TACITE 能帮助您： 预防操作问题 预防输送能力的下降 预防油气生产损失 旋转设备的最优操作这些预测技术将给您带来总产量的提高，同时减少投资和操作费用。如下列典型的例题：设计生产网络和输送系统在可接受的流态下，TACITE 使您能避免不希望的流动条件，这些往往会产生很不寻常的输出状态。您还可以在一定的限制下控制压力的波动。在可接受的流速下，TACITE 能使您预测和防止腐蚀的发生。设计接收设备对于管
39、线和接收设备的特定设计参数，瞬态流动条件是很常用的设计条件。TACITE 能预测： 液塞捕集器的容量（输气管线） 分离装置的容量（输油管线） 进出口管线、管口、阀门的设计，避免在动态流动条件下的瓶颈问题管线和设备设计条件的定义TACITE 能让您对由于所谓的“初始值触动设备”产生的瞬态条件进行建模，如：注入设备、泄压阀、PID 控制器等等。依靠这些信息，您就能确定弯管、三通管等的机械压力和管线支柱的放置位置等。固体沉积和管线堵塞等危险状态的预测固体沉积和管线堵塞大多是由于低温或低流量等造成的。TACITE 计算结果能用于有效降低水合物生成、蜡沉积和沙石沉积等危险。2协助操作：TACITE 使您
40、： 对管线动态行为更好的理解； 对瞬态操作更好的控制策略； 为生产制定特殊的操作规程和计划，如：提高/降低流量、停车、开车和泄压等； 预防性的行为指导以消除生产和安全中的问题与困难。TACITE 能有效预测操作变化的原因和由此带来的影响，如下列几例：管线阻塞（packing）/管线抽吸（drafting）当管线的压力或进口流量上升时，管线中则会淤积更多的油气量这就是管线阻塞。相反，则是抽吸。这些情况下会发生很多问题： 由于很大的压降，可能出现低温（焦耳汤姆逊效应），并伴随着与环境（空气或海上等）间的传热。 持液量可能发生变化；由于管线剖面、流体流动或流态发生变化，可能产生大规模的液塞。TACI
41、TE 能用于预测或反馈传输需求。它能很好地预测管线中的存留的气液流体，因而对预测响应需求变化的管线行为是非常有帮助的。操作条件的改变管线操作条件的模拟包括进口流量和出口压力的变化。通过 TACITE 进行的瞬态流的模拟使您能预测动态影响、反应操作条件的变化以及使操作更顺利，防止不希望的事故发生。管线的停输和启动在管线的停输和再启动情况下，由于液体沿管线的累积就可能造成问题，主要是在低洼处，这样在重新启动时就会产生大量的液塞和很高的压降需求。TACITE 的模拟计算能帮助您定义操作规程，使人们不希望的负面影响最小化，避免发生操作问题。出口阀门的关闭阀门的关闭是经常发生的，往往和采取紧急措施有关。
42、然而，在一段连接中，这也是很常见的操作。TACITE 的模拟能根据压力、温度和液体累积等，预测管线随时间将会发生的情况。预测强烈段塞流和地形导致的段塞流在某些特殊的操作条件或管线走向条件下，为制定预防性的措施，了解流态情况是非常有用的。例如：TACITE 在预测强烈段塞流和地形导致的段塞流的流态方面十分有帮助，在这些流态中有周期性的前向和逆向流。这些通常发生在斜坡、提升管或在粗糙的、拓扑剖面不规则的管线中，这些管线含有低洼处，液相容易累积。同时，低流速和低流体能使得保持稳定的流动条件变得十分困难，也是造成这一现象的原因。特殊的瞬态操作：泄压对于管线中的泄压操作，TACITE 模拟与环境的传热，
43、准确计算流体的热力学状态。TACITE 还能预测管线流体的真实热力学行为并预测潜在的问题，如： 由于焦耳汤姆逊效益产生的低温和因此可能发生的结冰情况 与环境的传热效应 液塞这样的研究能允许您定义泄压操作规程（序列、时间和不同的步骤等）以确保安全。操作情景的模拟TACITE 允许您模拟多种操作情景，包括阀门、侧线进料和多个井等。3预测紧急措施产生的后果在已有的系统中，TACITE 能帮助您评价安全系统。在设计中，TACITE 能用于为管线（温度和压力）和在线设备（流量、灵活度、需要的输出压力和温度）设计操作规程，因而能帮助您对紧急/安全系统进行合理的设计。在某些时间点，可能还需要采取多个不同的紧
44、急措施，如： 管线下游阀门的关闭 生产的停止 管线下游旋转设备的停止 紧急泄压目的是为了控制： 压力波 超压 低温 液塞 危险事故（如：管线破裂）TACITE 的计算结果能帮助您预测这些事件的可能性和后果。在多相流管线中这些尤为重要和有用。它能应用于可能出现气相的液体管线（如泄压装置），或不正常的流动条件，它也能应用于可能出现凝析液的气相管线中。4操作控制系统的规定应用 TACITE，您将可以设计与实际管线行为一致的操作控制系统。对管线网络的任意新情况的预测，增强了操作的安全性。TACITE 能用于： 评价 PID 控制器的充足性或用于设计 PID 控制器 设置紧急逻辑系统/报警系统控制点 计划生产、输送网络 开发实时模拟器以观察：1、下几个小时管线行为的趋势2、操作参数控制点发生变化后将出现什么现象 计划操作策略或培训5操作员培训该培训涉及油气生产和集输系统的操作员。目的就是更易于控制管线和上下游设备间的交互作用，而同时又尽量以更安全的方式操作生产和集输系统。操作员必须知道很广范围内操作条件的管线的动态特征。TACITE 能通过结合模拟计算和屏幕互动而成为培训工具。同时它也能用于研究管线行为对不同参数的灵敏度，即：流量、下游压力、进口压力，油气比等的变化。
