SURFACE

Réseau de surface

Des réseaux de collecte construits sur les mêmes puits et le même fluide, résolus et optimisés ensemble. Dessinez le réseau, résolvez-le avec boucles et écoulement inverse, puis allouez le gaz de lift et réglez les duses en fonction des contraintes sur n’importe quel nœud.

Bilan massique à chaque nœud
10⁻⁹
Bilan gaz avec gas-lift, de la formation à la vente
10⁻⁶
Résolu directement, avec écoulement inverse autorisé
Boucles
Tableaux de résultats CSV : nœuds, branches et puits
3
Canevas du réseau de surface de Converge : des puits en gas-lift et en éruption naturelle se rejoignent aux manifolds, une conduite principale mène au séparateur et à l’export de gaz, chaque nœud affichant la pression et les débits d’huile, de gaz et d’eau.
Le réseau de collecte d’exemple : six puits, deux manifolds, une conduite principale, le séparateur et l’export de gaz, résolu en 18 itérations.

CE QU’IL FAIT

Puits, conduites et installations en une seule résolution

Un réseau de surface détermine ce que les puits peuvent livrer dès lors qu’ils partagent conduites, manifolds et séparateur. Converge résout le réseau en régime permanent par Newton-Raphson sur les pressions aux nœuds et les débits massiques signés des branches : bilans massiques à chaque nœud, une équation de pression par branche, et équilibre de la répartition huile, gaz et eau.

Les débits des branches étant signés, les réseaux maillés et l’écoulement inverse se résolvent sans traitement particulier. La recherche linéaire, la limitation des pas et un plancher de pression assurent la stabilité de la résolution, et en cas d’échec, Converge désigne le nœud et la branche les plus défavorables et donne la raison physique probable au lieu d’une simple erreur.

Les puits utilisent leurs propres courbes d’afflux et de tubing sur le fluide du projet : une variation de la pression du séparateur se répercute donc sur chaque puits. Le gaz est comptabilisé de la formation jusqu’aux ventes, y compris le gaz de lift recyclé depuis le séparateur, et l’optimiseur alloue le gaz de lift par égalité des pentes ou règle les duses en fonction des contraintes que vous placez sur n’importe quel nœud.

En bref

  • Newton-Raphson sur les pressions aux nœuds et les débits massiques des branches
  • Réseaux maillés et écoulement inverse
  • Conduites selon Beggs et Brill avec les corrections de Payne
  • Profils d’altitude en terrain accidenté
  • Duses de Gilbert, Ros, Baxendell et Achong
  • Compresseurs polytropiques selon le GPSA Section 13
  • Séparateurs et points de sortie à pression fixe
  • Puits IP, Vogel, Fetkovich et contre-pression
  • Contrôle de la vitesse d’érosion selon API RP 14E
  • Comptabilité du gaz de la formation jusqu’aux ventes
  • Allocation du gaz de lift par égalité des pentes
  • Contraintes de débit et de pression sur n’importe quel nœud

CAPACITÉS CLÉS

Le solveur, les équipements et l’optimiseur

Solveur

Une résolution de Newton qui gère les topologies de réseau réelles et s’explique lorsqu’elle ne converge pas.

  • Newton-Raphson sur les pressions aux nœuds et les débits massiques signés des branches
  • Bilan massique à chaque nœud, une équation de pression par branche
  • Répartition huile, gaz et eau équilibrée à chaque nœud
  • Recherche linéaire d’Armijo, limitation des pas et plancher de pression de 14,7 psia
  • Pas d’écoulement inverse à travers les compresseurs
  • Les échecs désignent le nœud et la branche les plus défavorables, avec la raison physique

Conduites

Écoulement polyphasique le long de tracés réels, pas de lignes plates.

  • Beggs et Brill (1973) avec la carte des régimes d’écoulement révisée
  • Corrections de Payne facultatives
  • Profils d’altitude en terrain accidenté, intégrés par RK2
  • Température de sortie fixe, ou approche exponentielle de la température ambiante avec un coefficient de transfert thermique
  • Profil de pression le long de n’importe quel chemin

Duses, compresseurs et séparateurs

Les équipements entre les puits et le point d’export.

  • Duses de Gilbert, Ros, Baxendell et Achong en écoulement critique
  • Perte de charge fixe ou duses entièrement ouvertes
  • Compresseur centrifuge polytropique selon le GPSA Section 13
  • Surpression fixe, rapport ou puissance, avec refroidissement intermédiaire multiétagé
  • Séparateurs et points de livraison à pression fixe, avec sorties gaz, liquide, huile et eau

Puits dans le réseau

Chaque puits possède son propre afflux et son propre tubing sur le fluide du projet.

  • Afflux par IP, Vogel composite, Fetkovich ou contre-pression gaz
  • Tubing selon Beggs et Brill ou table VLP importée
  • Gas-lift à une profondeur d’injection
  • Duse de tête sur chaque puits

Comptabilité du gaz et intégrité

Où va chaque pied cube standard de gaz, et où la vitesse est trop élevée.

  • Gaz de formation, de lift, arrivé, recyclé et vendu, équilibrés
  • Vitesse d’érosion API RP 14E sur chaque conduite, C = 100 par défaut
  • Contraintes de débit maximal d’huile, de gaz, d’eau ou de liquide, ou de pression minimale, à n’importe quel nœud

Optimisation

Allouez le gaz de lift et réglez les duses en fonction des contraintes.

  • Répartition du gaz de gas-lift à pente égale (Kanu, Mach et Brown 1981) sur l’enveloppe concave de chaque puits
  • Vérifié par rapport à une recherche exhaustive sur grille
  • Pressions de manifold réinjectées dans la boucle du réseau
  • Objectif facultatif de valeur nette : netback huile moins traitement de l’eau et coût du gaz de lift
  • Réduction des duses par règles avec bissection, et prix fictifs sur les contraintes actives

DÉROULEMENT

D’un croquis à un réseau optimisé

  1. Dessinez le réseau

    Ajoutez des puits, des sources, des jonctions, des séparateurs, des points de sortie et un manifold de gas-lift, puis faites-les glisser pour les relier.

  2. Définir les puits

    Afflux, tubing, duse et activation pour chaque puits, initialisés à partir du fluide du projet.

  3. Définir les installations et les contraintes

    Pressions des séparateurs, compresseurs et limites de débit ou de pression sur n’importe quel nœud.

  4. Résoudre

    Résolution automatique pendant la saisie, ou à la demande, et lecture des pressions et débits sur le canevas.

  5. Optimiser

    Répartissez le gaz de gas-lift pour maximiser l’huile ou la valeur nette, ou réglez les duses pour respecter les contraintes.

  6. Exporter

    Téléchargez les résultats des nœuds, des branches et des puits en CSV.

VALIDATION

Des bilans qui bouclent exactement

Chaque résolution est contrôlée pour la conservation : la masse à chaque nœud, et le gaz de la formation à la vente lorsque le gaz de gas-lift est recyclé via le séparateur.

ContrôleRéférenceConvergeTolérance
Bilan massique à chaque nœud (V29)Masse entrante égale masse sortanteSe referme10⁻⁹
Comptabilité du gaz avec gas-lift (V30)Gaz de formation plus gaz de lift égale gaz arrivé ; gaz vendu égale gaz de formationSe referme10⁻⁶

Le réseau n’a pas encore fait l’objet d’une comparaison externe avec un autre outil de réseau ; la page des benchmarks le précise. En dessous du débit critique, la duse utilise une correction de lissage que l’application signale comme non vérifiée.

DONNÉES D’ENTRÉE ET RÉSULTATS

Ce qui entre, ce qui sort

Données d’entrée

  • Topologie du réseau : puits, jonctions, séparateurs, points de livraison, compresseurs
  • Longueurs, diamètres, rugosité et profils d’altitude des conduites
  • Afflux du puits, tubing, duses et gas-lift
  • Pressions des séparateurs et contraintes
  • Fluide du projet

Résultats

  • Pression, température et débits à chaque nœud et chaque branche
  • Profil de pression le long de n’importe quel chemin
  • Rapport de vitesse d’érosion par conduite
  • Comptabilité du gaz de la formation jusqu’aux ventes
  • Allocation du gaz de lift et réglage des duses

Exports

  • network-nodes.csv
  • network-branches.csv
  • network-wells.csv
  • network.solve via l’API REST et MCP

FAQ

Réseau de surface : questions fréquentes

Le solveur de réseau gère-t-il les boucles ?

Oui. Les débits des branches sont signés : les réseaux maillés et l’écoulement inverse se résolvent donc sans traitement particulier.

Quelle corrélation d’écoulement en conduite le réseau utilise-t-il ?

Beggs et Brill (1973) avec la carte des régimes d’écoulement révisée et les corrections de Payne facultatives, le long de profils d’altitude en terrain accidenté.

Comment le gaz de gas-lift est-il réparti ?

Par égalité des pentes sur la courbe de lift concave de chaque puits (Kanu, Mach et Brown 1981), vérifiée par une recherche sur grille, ou par valeur nette à partir du netback huile, du traitement de l’eau et du coût du gaz de lift.

Que se passe-t-il lorsque le réseau ne converge pas ?

Converge désigne le nœud et la branche présentant le plus grand résidu et donne la raison physique probable, par exemple un puits qui ne peut pas débiter contre la pression du manifold.

Le réseau a-t-il été comparé à d’autres outils ?

Pas encore. Les bilans de masse et de gaz bouclent à 10⁻⁹ et 10⁻⁶ près, et la page des benchmarks indique que la comparaison externe reste à faire.

Résolvez votre réseau de collecte avec vos puits.