مقدمه
طراحی چاه ها و خطوط لوله برای اطمینان از تولید مایعات و سیالات به صورت امن و اقتصادی به تاسیسات فرآیند پایین دست تبدیل خواهد شد و یک چالش بزرگ برای مهندسین نفت می باشد.
پایه و اساس مدل سازی دقیق این سیستم ها به سه حوزه علمی متکی است:
1- جریان چند مرحله ای
2- انتقال حرارت
3- رفتار سیالات
شبیه ساز PIPSEIM پیشرفته ترین قابلیت های مدل سازی حالت پایدار در صنعت را برای این جنبه های حیاتی ارائه می دهد.
نرم‌افزار PIPESIM یکی از محصولات معروف شرکت سرویس‌دهنده نفتی شلمبرژه می‌باشد که کاربرد عمده آن در زمینه شبیه‌سازی انواع چاه‌ها و تاسیسات سطح‌الارضی در عرصه مهندسی نفت می‌باشد. برای 30 سال است که این نرم افزار به طور مداوم پیشرفت کرده است و هر ساله مدل های جدید به آن اضافه می شود. شبیه ساز PIPESIM شامل پیشرفته ترین مدل های مکانیکی سه فاز، مدل سازی حرارتی دقیق و مدل سازی جامع PVT می باشد.
نقشه GIS که توسط ESRI پشتبانی می شود باعث طراحی بهتر تجهیزات و جاه های نفتی در سطح زمین میشود. شبکه ها را می توان بر روی نقشه GIS و یا به طور خودکار با استفاده از یک شکل فایل GIS ایجاد کرد. ساخت و تجزیه و تحلیل مدل به خوبی با چاه گرافیکی تعاملی انجام می شود. این روش باعث تسریع در محاسبه در همه پردازنده ها می شود و در بهبود کیفیت گزارش کمک می کند.
از طریق مدل سازی پیشرفته شبکه، مهندسان می توانند شبکه های تولید و تزریق پیچیده را برای بهینه سازی، خطوط لوله و طراحی امکانات برای سیستم کامل تجزیه و تحلیل کنند و از این طریق میتوان محدودیت های تولید را شناسایی کنند. مدل سازی کل سیستم به مهندسان اجازه می دهد تا به طور مناسب وابستگی متقابل چاه ها و تجهیزات سطح را حساب کنند و قابلیت انتقال سیستم را به طور کلی تعیین کنند.
شبیه سازی شبکه ها و برنامه های بهینه سازی که با شبیه ساز PIPESIM به دست می آیند شامل:
• عملیات سیستم های جمع آوری نفت و گاز، و در عین حال محدودیت های سیستم چندگانه
• شناسایی سریع مکان هایی که در سیستم بیشتر مستعد مسائل اطمینان جریان، مانند فرسایش، خوردگی، و تشکیل هیدرات
• تعیین مکان های بهینه برای پمپ ها و کمپرسورها
• طراحی و اجرای شبکه های تزریق گاز یا آب
• تجزیه و تحلیل صدها متغیر، از قبیل فشار، دما و پارامترهای اطمینان جریان از طریق مسیرهای پیچیده جریان
این نرم‌افزار در محاسبات افت فشار سیالات تک فازی و چندفازی درون خطوط لوله سطح‌الارضی، لوله‌های جداری، آستری و مغزی درون چاه، ادوات درون چاهی و همچنین طراحی شرایط فرآیندی و سیستم‌های فرازآوری مصنوعی چاه‌ها کاربرد فراوانی داشته و مورد استفاده بسیاری از مهندسین و متخصصین صنایع نفت و گاز خصوصا مهندسین بهره‌برداری قرار دارد.
PIPESIM برای سیستم عامل ویندوز یک شبیه ساز جریان چند مرحله ای برای چاه ها، خطوط لوله و سیستم های خط لوله شامل تجهیزات سطح (مانند چوک ها، جداساز، پمپ ها، کمپرسورها، و غیره) می باشد. خواص سیالات را می تواند از طریق نفت سنگین تصحیح شده یا ترکیبات کامل (fully composition) مدل کرد. مدل های مکانیکی که برای همبستگی جریان های چندفاز در صنعت در نرم افزار وجود دارد عبارت اند از :
• مدل انصاری
• مدل Xiao
• مدل OLGA-S
در کل نرم افزار PIPESIM برای کاربران خود ویژگی های زیر را ارائه می دهد:
• مدل سازی دقیق جریان چند فاز نفت، گاز و گاز معکوس
• PVT پیشرفته و پیش بینی خواص فیزیکی
• بهره برداری با روش GUI
• در اختیار گذاشتن نتایج قدرتمند: گزارش ها و نمودار ها
• بررسی خطوط لوله با استفاده از امکان GIS
ماژول های نرم افزار
ماژول های نرم افزار PIPESIM برای تجزیه و تحلیل در مهندسی نفت عبارت است از:
1- مدلسازی چاه
1-1 ) تجزیه و تحلیل عملکرد چاه نفت (Oil well performance analysis)
1-2 ) افزایش تولید چاه های نفتی با استفاده از تحلیل گره (Enhancing oil well production using nodal analysis)
1-3 ) عملکرد چاه های گازی با استفاده از شرایط مدل سیال(Gas well performance using a conditional fluid model)
1-4 ) تکمیل چاه عمودی و افقی (Vertical and Horizontal Completion)
1-5 ) مدل سازی چاه های تزریقی و تولیدی (injection and production wells modeling)
2- فرازآوری مصنوعی
2-1 ) طراحی ESP
2-2 ) طراحی فرازآوری گاز : فاصله محور جدید (New mandrel spacing)
2-3 ) طراحی فرازآوری گاز: فاصله محور کنونی (Current mandrel spacing)
3- مدل سازی شبکه
3-1 ) شبکه جمع آوری حلقه (Looped gathering network)
3-2 ) شبکه انتقال گاز(Gas transmission network)
3-3 ) شبکه تزریق آب (Water injection system)
3-4 ) شبکه محلی تپه دار (Hilly terrain network)
4- خطوط لوله و تجهیزات واحد
4-1 ) خط لوله تک فاز
4-2 ) خط لوله چند فاز
4-3 ) عملکرد چاه نفت
4-4 ) کالیبراسیون نفت سنگین و پیش بینی عملکرد آن
4-5 ) طراحی Tie-back در زیر دریا
تاریخچه پیشرفت و تغییرات اساسی در نرم افزار
1984 توسعه یافتن نرم افزار PIPESIM در پلت فرم یونیکس
1985 بارگیری شده در فرم DOS و Baker Jardine
1990 توسعه یافتن PIPESIM GOAL ( توزیع و فرازآوری مصنوعی گاز)
1993 اضافه شدن ویندوز GUI
1994 راه انداری PIPESIM NET
1996 راه اندازی PIPESIM FPT
1997 مرتبط شده PIPESIM FPT با ECLIPSE
2000 توسعه یافتن PIPESIM 2000 (32-bit GUI)
2001 خرید Baker Jardine توسط Schlumberger
2003 منتشر کردن PIPESIM 2003
2007 منتشر کردن PIPESIM 2007.1 &2007.2
2008 منتشر کردن PIPESIM 2008.1
2009 منتشر کردن PIPESIM 2009.1
2010 منتشر کردن PIPPESIM 2010.1
2011 منتشر کردن PIPESIM 2011.1 &2011.1.2
2012 منتشر کردن PIPESIM 2012.1 &2012.2 &2012.3 &2012.4
2013 منتشر کردن PIPESIM 2013.1
2014 منتشر کردن PIPESIM 2014.1
2015 منتشر کردن&2015.2 PIPESIM 2015.1
2017 منتشر کردن PIPESIM 2017.1 &2017.2
نرم افزارهای متصل با نرم افزار PIPESIM
• ECLIPSE
• PETREL: از شبیه ساز PIPESIM برای تولید جداول VFP و تجزیه و تحلیل گره استفاده می کند
• Avocet: برای مدیریت داده های تولید و رابط با شبیه ساز PIPESIM برای نظارت بر مدل و بهینه سازی استفاده می شود.
• OLGA: نرم افزار PIPESIM به شما اجازه می دهد تا شما مدل هایتان را به نرم افزار OLGAتبدیل کنید. هنگامی که طراحی سیستم در شبیه ساز PIPESIM تکمیل شده است، قابلیت کارکرد سیستم را می توان تحت شرایط گذرا با استفاده از شبیه ساز OLGA تأیید کرد. بعضی از روش های عملیاتی که می توانند در جزئیات بیشتر مورد بررسی قرار گیرند عبارتند از راه اندازی، منحرف شدن و پاکسازی چاه. شبیه سازهای PIPESIM و OLGA ارائه دهنده جامع ترین راه حل مدل سازی برای مطالعه سیستم های جریان چند مرحله و پدیده تضمین جریان است.
• ASPEN HYSYS( شبیه سازی رفتار سیالات)
• Honeywell UniSim ( شبیه سازی رفتار سیالات)
• KBS Petro-SIM
• AsphWax ( شبیه سازی رفتار سیالات)
• ScaleChem ( شبیه سازی رفتار سیالات)
• PVT Sim ( شبیه سازی رفتار سیالات)
• Multiflash ( شبیه سازی رفتار سیالات)
• GUTS ( شبیه سازی رفتار سیالات)
قابلیت های جانبی نرم افزار
برای وارد کردن اطلاعات درون نرم افزار میتوان از فایل های NOTE PAD ، EXCEL، WORD و همچنین MATLAB استفاده کرد. البته همانطور که در قبل گفته شد می توان از خروجی نرم افزار های مربوطه به صورت ورودی استفاده کرد. همچنین می توان اطلاعات تجهیزات مانند پمپ، دیوار جداری و شیر و... را که به صورت پیش فرض در نرم افزار نیستند را وارد نرم افزار کرد و سپس از این اطلاعات جدید در شبیه سازی و طراحی مدل استفاده کرد. هنگامی که یک مدل شبیه سازی شد برای تهیه گزارش میتوان از آن به صورت NOTE PAD، EXCEL و همچنین WORD خروجی گرفت.
از دیگر قابلیت های جانبی نرم افزار به اشتراک گذاری آنلاین اطلاعات با دیگر کاربران در حین انجام شبیه سازی است.
پشتیبانی سریع و آنلاین و آفلاین از نرم افزار
دارای راهنمای آنلاین و آفلاین در کنار هر بخش
از آموزش نرم افزار پایپسیم دیدن فرمایید.
