ReO软件是一款针对油气田生产系统进行整体模拟和优化的软件。它是一种从油藏始,直至下游炼油厂的地上、地下一体化的系统模拟和优化能力的软件(其油藏与井筒部分由WellFlo 软件模拟,井口至下游处理厂部分由ReO 模拟,二者具备无缝接口)。它满足了将单纯的油藏模拟软件和单纯的设备、管网模拟优化软件结合起来的需求,并将这些环节有机地联系在一起。它既可以用于新建油气田生产系统的开发方案设计和详细设计,也可以用于现有生产系统的实时或离线优化。ReO技术的开发采用的是有别于传统的节点分析方法的全新方法—顺序线性规划方法。
典型用途
开发ReO的目的,首先是要为上游石油工业提供这样一个软件工具,它可以满足从油气田规划、开发方案制定直至生产系统运行的油气田开发的各个阶段的需求;同时使油藏、采油工程师与设备等其他专业的工程师一起,共用同一个油气田模型,来完成各种各样的分析和设计目标:
• 新开发油气田概念设计
• 设备选型、评价
• 已投产油气田的在线或离线日常生产优化
• 产量分配和预测
• 人工举升设计
• 工艺设备设计
• 油气生产系统故障检测诊断以及系统瓶颈效应的检测诊断
• 油藏管理及数据管理
关键技术
ReO软件的开发,是建立在流体建模、模拟、优化和软件设计等诸多专业领域内的领先技术的基础上,来为用户提供最精确的工程和经济方面的解决方案。其灵活性可允许工程师模拟小到一口井或一条管线,大到上千口井的油气田的动态,同时仍然保持容易使用的特点。
• 流体模型
生产系统建模中的一个很重要的方面是流体高压物性的正确计算。提供给工程师使用的高压物性数据通常在其参数的细节和数据的质量方面参差不齐。在进行ReO的高压物性建模时,如果用户有完整的组分分析结果,则可以直接输入;如没有组分分析结果,而只有黑油数据,则ReO可将其转化为组分数据。这种方法意味着,不同特性的流体,尽管其特性的详细表述方法不一,但可以用同一基准组分组来描述。当各井中产出的流体的组分不一时,ReO可以精确地模拟这些不同特性流体的混合情况。计算后,可以在系统的任意节点上显示出组分变化情况。这个特点在各井产出的流体特性有差异的油气田的应用上,尤为有用。
ReO的全组分建模功能为进行进一步的生产系统化学分析打下了良好的基础。ReO的组分数据库包含了45种烃类和无机组分。用户可以使用这个数据库中的现有的组分,也可以通过拟合测量的数据来编辑该数据库。用户从该数据库中挑选出的组分组便构成了该系统中所有流体共用的基本特性描述。所挑选组分的数目取决于数据的质量和数据详细与否。该数目也影响到软件计算时间的长短。这些定义的组分描述将用于通过 Peng Robinson, Soave Redlich, Kwong, Patel Teja, Valderrama-Patel Teja 等状态方程来精确地计算贯穿整个系统的流体的相态变化和流体特性。
• 单井的详细建模
ReO使用的WellFlo软件提供详细、精确的单井模型。WellFlo是一个广泛使用的单井建模软件,ReO可以利用WellFlo现成的计算结果。 WellFlo可以处理所有类型的生产井和注入井,利用它可以创建并校准详细的单井模型,从而形成整个生产系统模型的基础。
• 求解技术
ReO的求解应用的是顺序线性规划技术。该技术有别于其他生产优化软件的地方是,其他大部分此类软件只能做模拟,不能做优化。因为ReO技术是全系统同时求解,而不像节点分析技术那样是逐步求解,这样它可以根据在系统任一点上设置的目标值和约束条件对全系统同时进行模拟和优化。作为对生产系统同时进行模拟和优化的软件工具,其模拟部分决定了生产系统中的压力、温度和流量,而优化部分则决定了在工程和经济约束条件下的最经济的生产策略。ReO内部的经济评价模型同时考虑了从碳氢化合物(油、气)销售中取得的收益和生产的成本,从而优化从油气田的生产得到的总收益。
该求解技术的其他优点包括:
• 模型的可扩展性—ReO能快速、有效地求解数千口井规模的网络系统
• 管网结构的灵活性–能处理任意复杂性的管网结构,包括环路、分支结构,以及配水、配气和注入管网等。
• 全系统建模—注入和生产网络同时求解。
• 面向对象的软件设计
ReO的开发采用了面向对象的程序设计技术。其内置的面向对象的数据库存储了所有生产系统和管网结构的信息以及计算结果的信息。它允许用户在一个项目中创建不同的方案,进行分析评价,并方便地进行相互对比。界面和工程模型也是按照面向对象设计的。这个方法提供了快速有效的工程建模手段,可以很方便快捷的将模型扩展到更大规模。
• 图形用户界面
ReO的一个很重要的功能是,所有的建模和分析是通过图形用户界面来进行的。对图形用户界面的编辑可采用大家熟悉鼠标拖动功能。利用这种图形用户界面功能,可以很快地建造生产系统模型,也可以实现信息的可视化。其电子表格功能允许快速地数据输入。建模中的子菜单功能使工程师们能够将大规模复杂生产系统按多级子菜单方式建模,从而避免了画面过度复杂。输入的数据和结果可以表格的方式集中显示,也可以在系统模型中的每个对象上显示。单位制可以随意切换。建模时,用户可以调入地图或其它图形作为模型背景图,以便将模型放置在画面的某个位置。
• 工程模型
ReO建模时,对生产系统的复杂性毫无限制,只要它是在实际条件下是能够实现的,并且在逻辑上是合理的。这样,所有复杂的管网结构诸如环路、分支、交叉、平行管线,以及循环回路等都可以方便地在ReO中建模,无任何限制,也无需额外的计算时间。软件中有一系列设备或装置的模型可选,对某些设备,既有需要输入数据较少的工业标准模型,也有建立在厂商提供的特性数据基础上的复杂模型。这可以使工程师们在建模时灵活的根据要解决的问题的复杂程度来选择合适的模型。生产管网整体模型中的单个设备的模型可以单独进行分析或校准,然后再放回管网模型中去。ReO利用其热力学的温度压力耦合模型,可以在生产系统的每一点上计算并显示压力、流量和温度等。