السطح

شبكة السطح

شبكات تجميع مبنية على الآبار والمائع أنفسهم، تُحلّ وتُحسَّن معًا. ارسم الشبكة، وحلّها مع الحلقات والتدفق العكسي، ثم وزّع غاز الرفع واضبط الخوانق وفق القيود عند أي عقدة.

موازنة الكتلة عند كل عقدة
10⁻⁹
حساب الغاز مع الرفع بالغاز، من التكوين إلى المبيعات
10⁻⁶
يُحَل مباشرة، مع السماح بالجريان العكسي
الحلقات
جداول نتائج CSV: العقد والفروع والآبار
3
لوحة شبكة السطح في Converge: آبار بالرفع بالغاز والتدفق الطبيعي تلتقي عند المشعبات، وخط رئيسي إلى الفاصل وتصدير الغاز، وتعرض كل عقدة الضغط ومعدلات النفط والغاز والماء.
شبكة التجميع النموذجية: ستة آبار، ومشعبان، وخط رئيسي، والفاصل وتصدير الغاز، محلولة في 18 تكرارًا.

ما الذي يفعله

الآبار والأنابيب والمرافق في حل واحد

تحدّد شبكة السطح الكمية التي تستطيع الآبار تسليمها حين تتشارك خطوط الأنابيب والمشعبات والفاصل. يحلّ Converge الشبكة بحالة مستقرة بطريقة Newton-Raphson على ضغوط العقد ومعدلات الكتلة المؤشَّرة للفروع: موازنة الكتلة عند كل عقدة، ومعادلة ضغط واحدة لكل فرع، مع موازنة توزيع النفط والغاز والماء أيضًا.

لأن معدلات الفروع ذات إشارة، تُحلّ الشبكات الحلقية والتدفق العكسي دون معالجة خاصة. ويحافظ البحث الخطي وحدود الخطوات والحد الأدنى للضغط على ثبات الحل، وحين يُخفق فعلًا يُسمّي Converge أسوأ عقدة وفرع ويقدّم السبب الفيزيائي المرجّح بدلًا من رسالة خطأ مجرّدة.

تستخدم الآبار تدفقها الداخل وأنابيبها الخاصة على مائع المشروع، فيؤثر تغيير ضغط الفاصل في كل بئر. ويُحتسب الغاز من التكوين حتى نقطة البيع، بما في ذلك غاز الرفع المُعاد تدويره من الفاصل، ويوزّع المُحسِّن غاز الرفع بطريقة الميل المتساوي أو يضبط الخوانق وفق القيود التي تضعها على أي عقدة.

نظرة سريعة

  • Newton-Raphson على ضغوط العقد ومعدلات الكتلة في الفروع
  • الشبكات الحلقية والجريان العكسي
  • خطوط أنابيب وفق Beggs وBrill مع تصحيحات Payne
  • مقاطع ارتفاع لتضاريس متموجة
  • خوانق Gilbert وRos وBaxendell وAchong
  • ضواغط متعددة الانضغاط (polytropic) وفق GPSA القسم 13
  • فواصل ومصارف عند ضغط ثابت
  • آبار بمؤشر الإنتاجية وVogel وFetkovich والضغط العكسي
  • فحص سرعة التآكل وفق API RP 14E
  • حساب الغاز من التكوين حتى نقطة البيع
  • توزيع غاز الرفع بالميل المتساوي
  • قيود المعدل والضغط عند أي عقدة

القدرات الرئيسية

المُحلّل والمعدات والمُحسِّن

المُحلّل

حلّ بطريقة Newton يتعامل مع طوبولوجيا الشبكات الحقيقية ويشرح السبب حين يتعذّر التقارب.

  • Newton-Raphson على ضغوط العقد ومعدلات الكتلة المؤشَّرة للفروع
  • موازنة الكتلة عند كل عقدة، ومعادلة ضغط واحدة لكل فرع
  • تقسيم النفط والغاز والماء متوازن عند كل عقدة
  • التراجع بطريقة Armijo، وحدود للخطوات، وحد أدنى للضغط عند 14.7 psia
  • لا تدفق عكسي عبر الضواغط
  • تُسمّي حالات الإخفاق أسوأ عقدة وفرع، مع السبب الفيزيائي

خطوط الأنابيب

جريان متعدد الأطوار على مسارات حقيقية، لا خطوط مستوية.

  • Beggs وBrill (1973) مع خريطة أنماط الجريان المنقّحة
  • تصحيحات Payne اختيارية
  • مقاطع ارتفاع لتضاريس متموجة، مُكامَلة بطريقة RK2
  • درجة حرارة مخرج ثابتة، أو اقتراب أُسّي من درجة الحرارة المحيطة بمعامل انتقال حرارة
  • مقطع الضغط على طول أي مسار

الخوانق والضواغط والفواصل

المعدات الواقعة بين الآبار ونقطة التصدير.

  • خوانق Gilbert وRos وBaxendell وAchong في التدفق الحرج
  • هبوط ضغط ثابت أو خوانق مفتوحة بالكامل
  • ضاغط طارد مركزي متعدد الانضغاط (polytropic) وفق GPSA القسم 13
  • زيادة ثابتة، أو نسبة، أو قدرة، مع تبريد بيني متعدد المراحل
  • فواصل ومصبّات عند ضغط ثابت، مع مخارج للغاز والسائل والنفط والماء

الآبار في الشبكة

لكل بئر تدفقها الداخل وأنابيب إنتاجها على مائع المشروع.

  • تدفق داخل بمؤشر الإنتاجية، أو Vogel المركّب، أو Fetkovich، أو الضغط العكسي للغاز
  • أنابيب Beggs وBrill أو جدول VLP مستورد
  • الرفع بالغاز عند عمق حقن محدد
  • خانق رأس البئر على كل بئر

حساب الغاز وسلامته

أين تذهب كل قدم مكعبة قياسية من الغاز، وأين تكون السرعة مرتفعة أكثر من اللازم.

  • غاز التكوين والرفع والواصل والمُعاد تدويره والبيع، متوازنة
  • سرعة التآكل وفق API RP 14E على كل خط، مع C = 100 افتراضيًا
  • قيود على أقصى معدل للنفط أو الغاز أو الماء أو السائل، أو على أدنى ضغط، عند أي عقدة

التحسين الأمثل

وزّع غاز الرفع واضبط الخوانق وفق القيود.

  • توزيع غاز الرفع بالميل المتساوي (Kanu وMach وBrown 1981) على الغلاف المقعّر لكل بئر
  • مُتحقَّق منه مقابل بحث شبكي شامل
  • ضغوط المشعب تُعاد عبر حلقة الشبكة
  • هدف اختياري بالقيمة الصافية: صافي عائد النفط مطروحًا منه تكلفة معالجة الماء وتكلفة غاز الرفع
  • تخفيض الخوانق وفق قواعد بطريقة التنصيف، وأسعار الظل على القيود الفعّالة

سير العمل

من رسم تخطيطي إلى شبكة مُحسَّنة

  1. ارسم الشبكة

    أضف آبارًا ومصادر ووصلات وفواصل ومصارف ومشعب رفع بالغاز، واسحب لربطها.

  2. حدّد الآبار

    التدفق الداخل وأنابيب الإنتاج والخانق والرفع لكل بئر، انطلاقًا من مائع المشروع.

  3. حدّد المرافق والقيود

    ضغوط الفواصل والضواغط والحدود على المعدلات أو الضغوط عند أي عقدة.

  4. حُلّ

    حلّ تلقائي أثناء التعديل أو حلّ عند الطلب، واقرأ الضغوط والمعدلات على لوحة الرسم.

  5. التحسين الأمثل

    وزّع غاز الرفع لتحقيق أقصى إنتاج للنفط أو أعلى قيمة صافية، أو اضبط الخوانق لاحترام القيود.

  6. التصدير

    نزّل نتائج العقد والفروع والآبار بصيغة CSV.

التحقق

موازنات تُغلق بدقة

يُتحقق من الحفظ في كل حل: الكتلة عند كل عقدة، والغاز من التكوين إلى المبيعات عند إعادة تدوير غاز الرفع عبر الفاصل.

الاختبارالمرجعConvergeالسماحية
موازنة الكتلة عند كل عقدة (V29)الكتلة الداخلة تساوي الكتلة الخارجةيُغلق10⁻⁹
حساب الغاز مع الرفع بالغاز (V30)غاز التكوين زائد غاز الرفع يساوي الغاز الواصل؛ وغاز البيع يساوي غاز التكوينيُغلق10⁻⁶

لا توجد للشبكة بعدُ مقارنة خارجية مع أداة شبكات أخرى، وتذكر صفحة المعايير المرجعية ذلك. ودون التدفق الحرج يستخدم الخانق تصحيحًا تنعيميًا يَسِمه التطبيق بأنه غير مُتحقَّق منه.

المدخلات والمخرجات

ما يدخل وما يخرج

المدخلات

  • طوبولوجيا الشبكة: الآبار، والوصلات، والفواصل، والمصبّات، والضواغط
  • أطوال الأنابيب وأقطارها وخشونتها ومقاطع ارتفاعها
  • التدفق الداخل للبئر، وأنابيب الإنتاج، والخوانق، والرفع بالغاز
  • ضغوط الفواصل والقيود
  • مائع المشروع

المخرجات

  • الضغط ودرجة الحرارة والمعدلات عند كل عقدة وفرع
  • مقطع الضغط على طول أي مسار
  • نسبة سرعة التآكل لكل خط
  • حساب الغاز من التكوين حتى نقطة البيع
  • توزيع غاز الرفع وإعدادات الخوانق

التصدير

  • network-nodes.csv
  • network-branches.csv
  • network-wells.csv
  • network.solve عبر REST API وMCP

الأسئلة الشائعة

شبكة السطح: أسئلة شائعة

هل يتعامل حلّال الشبكة مع الحلقات؟

نعم. معدلات الفروع ذات إشارة، فتُحلّ الشبكات الحلقية والتدفق العكسي دون معالجة خاصة.

أي علاقة لجريان الأنابيب تستخدمها الشبكة؟

Beggs وBrill (1973) مع خريطة أنماط الجريان المنقّحة وتصحيحات Payne الاختيارية، على طول مقاطع ارتفاع التضاريس المتموجة.

كيف يُوزَّع غاز الرفع؟

بالميل المتساوي عبر منحنى الرفع المقعّر لكل بئر (Kanu وMach وBrown 1981)، مع التحقق مقابل بحث شبكي، أو بالقيمة الصافية باستخدام صافي عائد النفط وتكلفة معالجة الماء وتكلفة غاز الرفع.

ماذا يحدث عندما لا تتقارب الشبكة؟

يُسمّي Converge العقدة والفرع ذوي أكبر قيمة متبقية، ويقدّم السبب الفيزيائي المرجّح، مثل بئر لا تستطيع التدفق مقابل ضغط المشعب.

هل قُورنت الشبكة بأدوات أخرى؟

ليس بعد. تُغلق موازنتا الكتلة والغاز في حدود 10⁻⁹ و10⁻⁶، وتذكر صفحة المعايير المرجعية أن المقارنة الخارجية لم تُنجز بعد.

حُلّ نظام التجميع لديك مع آبارك.