SUPERFÍCIE

Rede de superfície

Redes de coleta construídas sobre os mesmos poços e o mesmo fluido, resolvidas e otimizadas em conjunto. Desenhe a rede, resolva-a com malhas e fluxo reverso, e depois aloque o gás de injeção e ajuste os chokes frente às restrições em qualquer nó.

Balanço de massa em cada nó
10⁻⁹
Contabilização do gás com gas lift, da formação à venda
10⁻⁶
Resolvida diretamente, com fluxo reverso permitido
Malhas
Tabelas de resultados em CSV: nós, ramos e poços
3
Tela da rede de superfície do Converge: poços em gas lift e em surgência unindo-se em manifolds, uma linha-tronco até o separador e a exportação de gás, cada nó mostrando a pressão e as vazões de óleo, gás e água.
A rede de coleta de exemplo: seis poços, dois manifolds, uma linha-tronco, o separador e a exportação de gás, resolvida em 18 iterações.

O QUE FAZ

Poços, dutos e instalações numa única solução

Uma rede de superfície determina quanto os poços conseguem entregar quando compartilham dutos, manifolds e um separador. O Converge resolve a rede em regime permanente por Newton-Raphson nas pressões dos nós e nas vazões mássicas com sinal dos ramos: balanço de massa em cada nó, uma equação de pressão por ramo, e a divisão entre óleo, gás e água também balanceada.

Como as vazões nos ramos têm sinal, redes em malha e fluxo reverso são resolvidos sem tratamento especial. Busca linear, limites de passo e um piso de pressão mantêm a solução robusta e, quando ela falha, o Converge indica o pior nó e o pior ramo e apresenta a provável razão física em vez de um erro sem explicação.

Os poços usam seu próprio influxo e sua própria coluna de produção sobre o fluido do projeto, de modo que uma mudança na pressão do separador afeta todos os poços. O gás é contabilizado da formação até a venda, incluindo o gás de elevação reciclado do separador, e o otimizador aloca o gás de injeção por inclinação igual ou ajusta os chokes frente às restrições que você define em qualquer nó.

Em resumo

  • Newton-Raphson sobre as pressões nos nós e as vazões mássicas nos ramos
  • Redes com malhas fechadas e fluxo reverso
  • Dutos por Beggs e Brill com as correções de Payne
  • Perfis de elevação em terreno acidentado
  • Chokes de Gilbert, Ros, Baxendell e Achong
  • Compressores politrópicos conforme a Seção 13 do GPSA
  • Separadores e sumidouros a pressão fixa
  • Poços de IP, Vogel, Fetkovich e contrapressão
  • Verificação de velocidade erosional pela API RP 14E
  • Contabilização do gás da formação até a venda
  • Alocação de gás de injeção por inclinação igual
  • Restrições de vazão e pressão em qualquer nó

PRINCIPAIS RECURSOS

O solucionador, os equipamentos e o otimizador

Solucionador

Uma solução de Newton que trata topologias de rede reais e se explica quando não consegue convergir.

  • Newton-Raphson nas pressões dos nós e nas vazões mássicas com sinal dos ramos
  • Balanço de massa em cada nó, uma equação de pressão por ramo
  • Divisão entre óleo, gás e água balanceada em cada nó
  • Backtracking de Armijo, limites de passo e piso de pressão de 14,7 psia
  • Sem fluxo reverso pelos compressores
  • As falhas indicam o pior nó e o pior ramo, com a razão física

Dutos

Escoamento multifásico ao longo de traçados reais, não de linhas planas.

  • Beggs e Brill (1973) com o mapa de padrões de escoamento revisado
  • Correções de Payne opcionais
  • Perfis de elevação de terreno acidentado, integrados por RK2
  • Temperatura de saída fixa, ou aproximação exponencial à temperatura ambiente com um coeficiente de transferência de calor
  • Perfil de pressão ao longo de qualquer trajeto

Chokes, compressores e separadores

Os equipamentos entre os poços e o ponto de exportação.

  • Chokes de Gilbert, Ros, Baxendell e Achong em fluxo crítico
  • Chokes com queda de pressão fixa ou totalmente abertos
  • Compressor centrífugo politrópico conforme a Seção 13 do GPSA
  • Incremento fixo, razão ou potência, com resfriamento intermediário em múltiplos estágios
  • Separadores e pontos de entrega a pressão fixa, com saídas de gás, líquido, óleo e água

Poços na rede

Cada poço tem sua própria afluência e coluna de produção sobre o fluido do projeto.

  • Afluência por IP, Vogel composto, Fetkovich ou contrapressão de gás
  • Coluna de produção por Beggs e Brill ou uma tabela de VLP importada
  • Gas lift numa profundidade de injeção
  • Choke de cabeça em cada poço

Contabilização do gás e integridade

Para onde vai cada pé cúbico padrão de gás, e onde a velocidade é alta demais.

  • Gás da formação, de elevação, recebido, reciclado e de venda, balanceados
  • Velocidade erosional da API RP 14E em todas as linhas, C = 100 por padrão
  • Restrições de vazão máxima de óleo, gás, água ou líquido, ou de pressão mínima, em qualquer nó

Otimização

Aloque o gás de injeção e ajuste os chokes frente às restrições.

  • Alocação de gás de gas lift por inclinações iguais (Kanu, Mach e Brown 1981) na envoltória côncava de cada poço
  • Verificado frente a uma busca exaustiva em grade
  • Pressões nos manifolds realimentadas pelo laço da rede
  • Objetivo opcional de valor líquido: netback do óleo menos tratamento de água e custo do gás de elevação
  • Redução de choke baseada em regras com bissecção, e preços-sombra nas restrições ativas

FLUXO DE TRABALHO

De um esboço a uma rede otimizada

  1. Desenhe a rede

    Adicione poços, fontes, junções, separadores, sumidouros e um manifold de gas lift, e arraste para conectá-los.

  2. Defina os poços

    Afluência, coluna de produção, choke e elevação para cada poço, a partir do fluido do projeto.

  3. Defina instalações e restrições

    Pressões de separador, compressores e limites de vazão ou pressão em qualquer nó.

  4. Resolva

    Resolva automaticamente enquanto edita, ou sob demanda, e leia pressões e vazões no canvas.

  5. Otimize

    Aloque o gás de gas lift para máximo óleo ou máximo valor líquido, ou ajuste os chokes para respeitar as restrições.

  6. Exportar

    Baixe os resultados de nós, ramos e poços em CSV.

VALIDAÇÃO

Balanços que fecham exatamente

Cada solução é verificada quanto à conservação: massa em cada nó, e gás da formação à venda quando o gás de gas lift é reciclado pelo separador.

VerificaçãoReferênciaConvergeTolerância
Balanço de massa em cada nó (V29)Massa que entra igual à massa que saiFecha10⁻⁹
Contabilização do gás com gas lift (V30)Gás da formação mais gás de elevação igual ao gás recebido; gás de venda igual ao gás da formaçãoFecha10⁻⁶

A rede ainda não tem comparação externa com outra ferramenta de redes; a página de benchmarks informa isso. Abaixo do fluxo crítico, o choke usa uma correção de suavização que o aplicativo marca como não verificada.

ENTRADAS E SAÍDAS

O que entra, o que sai

Entradas

  • Topologia da rede: poços, junções, separadores, pontos de entrega, compressores
  • Comprimentos, diâmetros, rugosidade e perfis de elevação das tubulações
  • Afluência do poço, coluna de produção, chokes e gas lift
  • Pressões do separador e restrições
  • Fluido do projeto

Saídas

  • Pressão, temperatura e vazões em cada nó e ramo
  • Perfil de pressão ao longo de qualquer trajeto
  • Razão de velocidade erosional por linha
  • Contabilização do gás da formação até a venda
  • Alocação de gás de injeção e ajuste de chokes

Exportações

  • network-nodes.csv
  • network-branches.csv
  • network-wells.csv
  • network.solve pela API REST e por MCP

FAQ

Rede de superfície: perguntas frequentes

O solver da rede lida com malhas fechadas?

Sim. As vazões nos ramos têm sinal, de modo que redes em malha e fluxo reverso são resolvidos sem tratamento especial.

Qual correlação de escoamento em dutos a rede usa?

Beggs e Brill (1973) com o mapa de padrões de escoamento revisado e correções de Payne opcionais, ao longo de perfis de elevação de terreno acidentado.

Como o gás de gas lift é alocado?

Por inclinação igual ao longo da curva côncava de elevação de cada poço (Kanu, Mach e Brown 1981), verificada contra uma busca em grade, ou por valor líquido usando o netback do óleo, o tratamento de água e o custo do gás de injeção.

O que acontece quando a rede não converge?

O Converge indica o nó e o ramo com o maior resíduo e apresenta a provável razão física, como um poço que não consegue fluir contra a pressão do manifold.

A rede foi comparada com outras ferramentas?

Ainda não. Os balanços de massa e de gás fecham em 10⁻⁹ e 10⁻⁶, e a página de benchmarks lista a comparação externa como pendente.

Resolva seu sistema de coleta junto com seus poços.