【正文】 子量、液體標準密度、臨界溫度、臨界壓力、臨界比容、偏心因子等。 3）井口壓力 指氣藏氣田在生產(chǎn)期內(nèi)逐年各單井的井口壓力（氣嘴后）估算值。 4）井口溫度 指氣藏氣田在生產(chǎn)期內(nèi)逐年各單井的井口溫度（氣嘴后）估算值。 5）天然氣和生產(chǎn)水的產(chǎn)量 指氣藏氣田在生產(chǎn)期內(nèi)逐年各單井的天然氣和生產(chǎn)水各自的產(chǎn)量預測值和全氣藏氣田在生產(chǎn)期內(nèi)逐年的天然氣、生產(chǎn)水產(chǎn)量預測值。 三、工藝模擬軟件 、模擬計算基本步驟及應注意的事項 [1] 在我們海洋石油的設(shè)計、研究工作中， 用的兩大組塊是穩(wěn)態(tài)模擬組塊（ Steady State Simulation）和動態(tài)模擬組塊（ Dynamic Simulation）。 其中，動態(tài)模擬的方法及過程是在流程穩(wěn)態(tài)模擬收斂的基礎(chǔ)上進行的，即先要定義單元操作的動態(tài)數(shù)據(jù)（如分離器的幾何尺寸、液位高度等），安裝控制儀表，然后就可以進入動態(tài)環(huán)境，開始動態(tài)模擬了。在動態(tài)模擬過程中，可以隨時調(diào)整溫度、壓力等各種工藝變量，觀察它們對產(chǎn)品的影響以及變化規(guī)律；還可以隨時停下來，轉(zhuǎn)回穩(wěn)態(tài)環(huán)境。由于動態(tài)和穩(wěn)態(tài)是相同對象的共享，所以它們之間轉(zhuǎn)換是非常容易實現(xiàn)的。 PID控制器、傳遞函數(shù)發(fā)生器、數(shù)控開關(guān)、變量計算表等功能進行動態(tài)模擬的控制單元。 本小節(jié)的介紹將圍繞著 。 軟件的環(huán)境與流程結(jié)構(gòu)介紹 1）環(huán)境（ Environments） ：模擬基礎(chǔ)環(huán)境、主流程環(huán)境、子流程環(huán)境、原油特性環(huán)境和反應塔環(huán)境，見圖 231，圖中箭頭的方向表示軟件各環(huán)境之間的相互切換。 圖 231 各環(huán)境主要由下列要素構(gòu)成： （ 1）基礎(chǔ) 流體包（ Fluid Package） 純組分庫（ Pure Components Library） 虛擬組分管理器（ Hypotheticals Manager） 反應管理器（ Reactions Manager） 原油管理器（ Oil Manager）（可選） 胺（ Amines）（可選） 其它可選擇的軟件包 （ 2）主流程（ Main Flowsheet） （ 3）子流程（ Sub Flowsheet） （ 4）反應塔（ Columns） 2）流程結(jié)構(gòu)（ Flowsheet Architecture） 其中工藝流程圖（ PFD）、工作手冊（ Workbook）和目標特性顯示（ Object Property View）是構(gòu)成軟件基本界面的三大元素。 各流 程的結(jié)構(gòu)主要包括： （ 1）流體包（ Fluid Package） 一個獨立的流體包主要包括特性包（ Property Package）和組分（ Components）。每個流程（無論是主流程還是子流程）都要有一個流體包，但這并不意味著每個流程的流體包都必須是獨立的，幾個流程可共用同一個流體包。 （ 2）流程對象（ Flowsheet Object） 主要指單元操作元件（ Unit Operation）（分離器、換熱器、壓縮機等）、原料流線（ Material Stream）、能量流線（ Energy Stream）和公用消 耗（ Utility）等。 （ 3）工藝流程圖（ PFD） 每個流程（無論是主流程還是子流程）都有自己的工藝流程圖（ PFD），在這里可以根據(jù)設(shè)計好的工藝流程任意添加、刪減流程對象（ Flowsheet Object），進行工藝模擬計算。 （ 4）工作手冊（ Workbook） 每個流程（無論是主流程還是子流程）都有自己的工作手冊（ Workbook），工作手冊主要由一系列的表組成，從中可以查找有關(guān)流程對象（ Flowsheet Object）的所有信息。 （ 5）專用桌面功能（ Desktop） 可以在多個打開的文件中轉(zhuǎn)換。 （ 6）通過第三方拓展 /用戶編程 使用 VB、 C++等語言。 軟件模擬計算基本步驟 從圖 231可以看出，在 ： 1）創(chuàng)建一個新的模擬文件（ Case）并命名。 2）進入模擬基礎(chǔ)環(huán)境（ Simulation Basis Environment），在這里可以： 進入流體包庫（ Fluid Package）中，建立自己的流體包（ Fluid Pkg）并命名，在特性包選擇（ Property Package Selection）中為流體包選擇適當?shù)奶匦园?Property Package） 從組分（ Components）中添加一組新的組分單（ Component List）并命名，從組分庫（ Component Library）中選擇添加已知的純組分（比如 C C2等） 創(chuàng)建和定義任何虛擬組分（ Hypotheticals）（比如 C7+等） 定義任何化學反應（ Reactions） 若有原油流體需要模擬，就需進入 3）；若沒有原油流體，則直接進入到 5） 3）進入原油特性環(huán)境（ Oil Characterization Environment），在這里可以： 定義一個或多個化驗單（ Assay） 將已定義的化驗單（ Assay）進行混合（ Blend） 將混合（ Blend）所產(chǎn)生的虛擬組分通過 Install Oil傳遞到相應的原料流線上 4）回到模擬基礎(chǔ)環(huán)境（ Simulation Basis Environment） 5）進入主流程環(huán)境（ Main Flowsheet Environment）的工藝流程圖（ PFD），在這里可以： 根據(jù)主工藝流程分別添加和定義原料流線（ Material Stream）、單元操作元件（ Unit Operation）（比如閥門、冷卻器、分離器等）和邏輯命令（比如 Set、 Adjust、 Recycle）等 添加主工藝流程所需的工藝模板（ Template）、子流程操作（ SubFlowsheet Operation）和反應塔（ Column）等 6）若需要添加反應塔（ Column）和子流程（ SubFlowsheet）則可分別進行搭建，即分別進入反應塔環(huán)境（ Column Environment）和子流程環(huán)境（ SubFlowsheet Environment）中，在其工藝流程圖（ PFD）中進行相應的操作 7）若在子流程環(huán)境（ SubFlowsheet Environment） 中還需要建立子流程，可以繼續(xù)添加子流程并進入其工藝流程圖（ PFD）中進行操作 8）通過查看各流程的工作手冊（ Workbook）得到模擬計算結(jié)果。 模擬中應注意的事項 1）選擇適當?shù)臓顟B(tài)方程（特性包（ Property Package）類型） 對于海洋石油常見到的油、氣處理系統(tǒng)和天然氣加工系統(tǒng)來說，在進行工藝模擬計算時最常用的是狀態(tài)方程是 PengRobinson狀態(tài)方程（ PR）和 SoaveRedlichKwong狀態(tài)方程（ SRK），以及在此基礎(chǔ)上派生出的各種狀態(tài)方程，比如 Sour PR、 PRSV、Sour SRK、 KD和 ZJ等。在 ，開發(fā)商 HYPROTECH公司將常用的各種狀態(tài)方程歸納在特性包庫（ Property Package）中，并針對不同的工藝系統(tǒng)推薦了應使用的特性包類型（見表 231），這樣對于提高模擬的準確性是很有好處的。 表 231 HYPROTECH公司針對不同類型的系統(tǒng)推薦使用的特性包類型 系統(tǒng)類型 推薦使用的特性包類型 系統(tǒng)類型 推薦使用的特性包類型 三甘醇脫水系統(tǒng) PR 高含 CO2系統(tǒng) PR， ZJ， GS 酸水系統(tǒng) PR， Sour PR 油藏體系 PR， PR Options， 天然氣深冷處理系統(tǒng) PR， PRSV 蒸氣系統(tǒng) Steam Packages， CS or GS 空氣分離系統(tǒng) PR， PRSV 防止水合物系統(tǒng) PR 原油穩(wěn)定系統(tǒng) PR， PR Options， GS 化學反應系統(tǒng) Activity Models， PRSV 真空蒸餾塔 PR， PR Options， GS 烷基化合物系統(tǒng) PRSV， NRTL 乙烯處理塔 Lee Kesler Ploker 帶芳香烴的三甘醇脫水系統(tǒng) PR 2）明確原料流線閃蒸計算的基本條件 雙向計算是 ，而閃蒸計算又是其原料流線（ Material Stream）計算的基礎(chǔ)。原料流線做閃蒸計算的基本條件是： 組分已知 至少已知壓力 P、溫度 T、汽化率 Vf這 3個參數(shù)中的 2個 3）在進行工藝模擬計算時，要將模擬結(jié)果和原油（天然氣、伴生氣）的實驗數(shù)據(jù)結(jié)合起來，進行對比和檢查，相差較大時可以調(diào)整一些虛擬組分的特性（分子量、臨界溫度、臨界壓力等），從而精確地模擬油（氣）藏的特性。一般來說，對于海上油田的油氣分離模擬計算， 15～ 20個真實與虛擬的組分即可得到原油的準確特性。 4）反應塔環(huán)境（ Column Environment）和子流程環(huán)境（ SubFlowsheet Environment）只能通過主流程環(huán)境（ Main Flowsheet Environment）進出。 5）反應塔環(huán)境（ Column Environment）和主流程環(huán)境（ Main Flowsheet Environment）之間、以及子流程環(huán)境（ SubFlowsheet Environment）和主流程環(huán)境（ Main Flowsheet Environment）之間只能通過邊界（ boundary）進行聯(lián)系。 當主流程中的流 線（ Stream）欲通過邊界進入到子流程時，在傳遞基礎(chǔ)（ Transfer Basis）上確定需要傳遞的流線物性（通常為“ TP Flash”、“ VFT Flash”、“ VfP Flash”或“ PH Flash”）后，其名稱在子流程中會自動重新命名，并根據(jù)所傳遞的性質(zhì)重新通過閃蒸計算得到這條流線的其余性質(zhì)，反之亦然。 6）在定義原料流線（ Material Stream）時，需要在工作手冊（ Worksheet）中最少輸入三項參數(shù)，其中的一項必須是溫度或壓力，其它兩項可以是流量、汽化率、摩爾焓或摩爾熵等。在 定義能量流線（ Energy Stream）時，只需輸入（ Heat Flow）一項參數(shù)即可。 7）關(guān)于氣體和液體的摩爾流量、質(zhì)量流量和體積流量的輸入 在輸入原料流線（ Material Stream）的流量時，氣體的標準體積流量（標方）可以直接在摩爾流量（ Molar Flow）欄中輸入，由軟件自己換算成摩爾流量；液體的摩爾流量可直接輸入；液體的體積流量只能換算成標準條件下的體積流量后輸入；氣體和液體的質(zhì)量流量可直接輸入。 8）只有在特性包（ Property Package）中選用“ PR”和“ SRK”狀態(tài)方程時， 才能計算原料流線的相圖（ Envelope），且相圖的計算是在忽略水分的基礎(chǔ)上進行的，即不考慮水組分的存在。 四、模擬舉例 以下通過兩個利用 藝模擬的基本步驟和方法。其中例一模擬的是海上原油的脫水、穩(wěn)定工藝，例二模擬的是陸上終端天然氣處理廠的工藝。 海上原油的脫水、穩(wěn)定工藝 某海上井口平臺 WHPA共有 5口生產(chǎn)井，生產(chǎn)的油、氣、水混合液通過 4km、 8” x12”雙層保溫海底管線輸送至浮式生產(chǎn)儲油輪（ FPSO）上，經(jīng)過游離水分離器、熱化學脫水 器和電脫水器三級工藝處理后，合格原油（常壓、 ℃下雷德蒸氣壓≤ 13kPa）輸送至貨油艙內(nèi)進行儲存， FPSO采用燃料氣透平發(fā)電，燃料氣的供氣溫度要求比其烴露點高 15℃。 FPSO所處海域底層水溫最低溫度為 18℃，原油的實沸點蒸餾數(shù)據(jù)見表 232，原油的基本性質(zhì)見表 233，原油溶解氣在井口條件下的 PVT實驗得到的組分和 C6+的基本性質(zhì)見表 234，平臺 2020年的單井參數(shù)見表 235。現(xiàn)以 2020年的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，模擬 FPSO的工藝流程。 表 232 例一中原油的實沸點蒸餾數(shù)據(jù) 餾出，重 % 餾出 溫度，℃ 餾出，重 % 餾出溫度，℃ IBP 89 35% 340 5% 171 40% 361 10% 222 45% 379 15% 254 50% 397 20% 276 55% 415 25% 301 60% 430 30% 322 65% 446 表 233 例一中原油的基本性質(zhì) 分子量 標準密度 粘度（ 50℃） 粘度（ 20℃） 123 901kg/m3 33 cP 195 cP 表 234 例一中 A1～ A5井在井口條件下的原油溶解氣組分 組分 摩爾（ %） 組分 摩爾（ %） N2 iC4 H2S nC4 CO2 iC5 C1 nC5 C2 C6+ C3 C6+分子量 114 C6+密度 705 kg/m3 h蠲 35 表 235 例一中 2020年平臺單井產(chǎn)量、井口溫度和井口壓力 井號 日產(chǎn)量（ m3/d） 井口溫