【正文】 operty View）是構(gòu)成軟件基本界面的三大元素。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(shí)現(xiàn)的。 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(yù)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(yù)測值。 2）天然氣重組分性質(zhì) 天然氣全組分中，對于重組分通常以 Ci+表示，即其為虛擬組分。 （ 4）井口溫度 同第一種基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。需要 注意的是，在提供組分時應(yīng)標(biāo)明測定或模擬該組分的分離條件（溫度、壓力）。 （ 5）井口壓力 同第一種基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。 （ 2）天然氣重組分性質(zhì) 同第一種基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。 （ 5）凝析油輕質(zhì)烴餾分 （ 6）凝析油餾分分子量 （ 7）凝析油餾分密度 （ 8）凝析油餾分粘度 （ 9）井口壓力 指凝析氣田在生產(chǎn)期內(nèi)逐 年各單井的井口壓力（氣嘴后）估算值。 （ 2）天然氣重組分性質(zhì) 天然氣全組分中，對于重組分通常以 Ci+表示，即其為虛擬組分。 11）原油、伴生氣（或溶解氣）、生產(chǎn)水產(chǎn)量 指油田在生產(chǎn)期內(nèi)逐年 各單井的原油、伴生氣（或溶解氣）、生產(chǎn)水各自的產(chǎn)量預(yù)測值和全油田在生產(chǎn)期內(nèi)逐年的原油、伴生氣（或溶解氣）、生產(chǎn)水產(chǎn)量預(yù)測值。 8）溶解氣重組分性質(zhì) 伴生氣（或溶解氣）全組分中，對于重組分通常以 Ci+表示，即其為虛擬組分。 5）地面原油餾分密度 餾分密度是指與餾出分率相對應(yīng)的餾分的密度值，在工藝模擬時，一般最少要給出 5個數(shù)據(jù)點(diǎn)。 3）地面原油輕質(zhì)烴餾分 原油的輕質(zhì)烴餾分是指那些沸點(diǎn)較低的純組分，最常見的是 C2～ nC5。 （ 4）色譜分析數(shù)據(jù) 色 譜分析是利用少量完全汽化的原油樣品通過一個填充型的氣體色譜塔進(jìn)行的模擬蒸餾實(shí)驗(yàn)，主要分析石蠟組、芳香烴組和環(huán)烷烴組各自所含 C6～ C30的分率。在工藝模擬時，一般最少要給出 5個數(shù)據(jù)點(diǎn)。 （ 3）特性因數(shù) K 特性因數(shù) K可用來給 原油分類，在一定程度上反映了原油的烴類分布情況，有時也被近似看做是石蠟指數(shù)，一般在 8～ 15之間。 但通常需要模擬的原油都不能確定組分，靠上述這種加和的方法來計算原油的分子量是不可能的，需要通過專門的 測定方法或經(jīng)驗(yàn)公式得到。一般說來，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備 得越充分，所得到的模擬結(jié)果也就越準(zhǔn)確。 PRO/II可以用于流程的穩(wěn)態(tài)模擬、物性計算、設(shè)備設(shè)計、裝置改造、優(yōu)化和改進(jìn)裝置產(chǎn)量和效益、費(fèi)用估算 /經(jīng)濟(jì)評價、環(huán)保評測以及其他工程計算。 PRO/II是美國 SIMSCI（ SIMULATION SCIENCES INC.）公司在結(jié)合了其前身PROCESS軟件和 ASPEN軟件技術(shù)的基礎(chǔ)上于 1988年推向市場的該公司第三代流程模擬軟件。 HYSYS軟件由一系列具有專門功能的子軟件包組成，包括 、 、 +和 +等。 HYPROTECH公司研制的仿真模擬軟件 HYSYS的子軟件包。第三章 油氣處理工藝設(shè)計 工藝流程模擬計算 當(dāng)工藝過程確定后，就需要通過工藝模擬來對其進(jìn)行解析計算，以便改進(jìn)工藝流程，完善工藝方案。 HYPROTECH公司是一家從事計算機(jī)仿真技術(shù)開發(fā)的世界級專業(yè)技術(shù)公司，其軟件產(chǎn)品現(xiàn)已遍布 80多個國家，有 17000多家用戶，涉及化工、石油煉制、制藥、礦冶工業(yè)等多個領(lǐng)域。這些子軟件包既可單獨(dú)使用，又可在同一平臺上聯(lián)合使用；既適應(yīng)于新的石油化工過程的設(shè)計與開發(fā)，又可用于對已有過程和裝置的改善；與工廠的控制硬件相連，還可對全廠生產(chǎn)實(shí)行在線優(yōu)化操作；它還具有設(shè)計、優(yōu)化新過程，模擬工廠的生產(chǎn)過程和預(yù)測工廠可能發(fā)生的問題等功能。該軟件是一個綜合系統(tǒng)，現(xiàn)已廣泛用于石油 /天然氣加工、煉油、化學(xué)、化工、聚合物、精細(xì)化工和制藥等領(lǐng)域。軟件能提供多種模型如：一般化閃蒸、精餾、換熱器、反應(yīng)器、聚合物、固體和多種熱力學(xué)模型等以供用戶選擇。下面分別介紹油田、凝析氣田、氣藏氣田在工藝模擬前應(yīng)準(zhǔn)備的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。 （ 2）標(biāo)準(zhǔn)密度或比重 我國國標(biāo)（ GB/T 18842020）規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)密度為常壓（ ）下 20℃時的密度，國際標(biāo)準(zhǔn)（ ISO）規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)密度為常壓（ ）下 ℃（ 60℉）時的密度。 （ 4）粘度 一般提供兩個不同溫度下（通常為 20℃和 50℃）的運(yùn)動粘度或動力粘度值即可。 （ 2） ASTM D86和 ASTM D1160蒸餾數(shù)據(jù)（單獨(dú)或混合） ASTM D86和 ASTM D1160蒸餾數(shù)據(jù)都是美國材料試驗(yàn)協(xié)會規(guī)定的在常壓下進(jìn)行的原油蒸餾試驗(yàn)方法，它們都采用實(shí)驗(yàn)室間歇精餾，但所進(jìn)行的是無回流的恩氏閃蒸，其中 ASTM D86蒸餾法用于輕質(zhì) 中質(zhì)原油， ASTM D1160蒸餾法用于重質(zhì)原油。 （ 5）平衡閃蒸（ EFV）數(shù)據(jù) 平衡閃蒸（ EFV）是在定壓下（ 1atm）進(jìn)行的一系列蒸餾實(shí)驗(yàn)，得到的是在氣液完全平衡狀態(tài)下與溫度相對應(yīng)的餾出液體的體積分率。實(shí)驗(yàn)室一般在做前面所說的 TBP蒸餾和 ASTM蒸餾實(shí)驗(yàn)時，時常會損失一些油樣中的輕組分，在這種情況下為了增加實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，有必要利用色譜分析技術(shù)提供單獨(dú)的輕質(zhì)烴餾分分析，也就是說通常的實(shí)驗(yàn)室蒸餾數(shù)據(jù)分為兩種：一 種是包括輕質(zhì)烴餾分在內(nèi)的全餾分蒸餾數(shù)據(jù)；一種是分別提供油樣重質(zhì)烴餾分和輕質(zhì)烴餾分的蒸餾數(shù)據(jù)，前者油樣的初餾點(diǎn)要低于輕質(zhì)餾分中最重的純組分所對應(yīng)的沸點(diǎn)。 6）地面原油餾分粘度 餾分粘度是指某一溫度下與餾出分率相對應(yīng)的餾分的粘度值，在工藝模擬時，一般最少要給出 5個數(shù)據(jù)點(diǎn)。工藝模擬時，為了準(zhǔn)確模擬這個虛擬組分的性質(zhì)，還必須給出其基本性質(zhì)，比如標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)（ NBP）、理想液體密度、分子量、臨界溫度、臨界壓力、臨界比容、偏心因子等，性質(zhì)給得越多，模擬的虛擬組分就越準(zhǔn)確。 凝析氣田 對于凝析氣田來說，通常其基礎(chǔ)數(shù)據(jù)分為三種，一種與油田的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)基本相同；一種則直接給出凝析油的組分及其它性質(zhì)，最后一種是給出井流（天然氣、凝析油、飽和水混合）物性，這對工藝模擬來說更為直接，下面簡單介紹這三種基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。工藝模擬時，為了準(zhǔn)確模擬這個虛擬組分的性質(zhì)，還必須給出其至少 2個基本性質(zhì)，比如標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)（ NBP）、分子量、液體標(biāo)準(zhǔn)密度、臨界溫度、臨界壓力、臨界比容、偏心因子等。 （ 10）井口溫度 指凝析氣田在生產(chǎn)期內(nèi)逐年各單井的井口溫度（氣嘴后）估算值。 （ 3）凝析油全組分 可以以摩爾分率、體積分率或重量分率的形式表示凝析油的全組分，條件許可的話，在提供組分時應(yīng)標(biāo)明具體的測定 方法。 （ 6）井口溫度 同第一種基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。 （ 2）井流重組分性質(zhì) 井流全組分中，對于重組分通常以 Ci+表示，即其為虛擬組分。 （ 5）天然氣、凝析油、生產(chǎn)水的產(chǎn)量 同第一種基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。工藝模擬時，為了準(zhǔn)確模擬這個虛擬組分的性質(zhì)，還必須給出其至少 2個基本性質(zhì)，比如標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)（ NBP）、分子量、液體標(biāo)準(zhǔn)密度、臨界溫度、臨界壓力、臨界比容、偏心因子等。 三、工藝模擬軟件 、模擬計算基本步驟及應(yīng)注意的事項(xiàng) [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）。 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(jìn)行動態(tài)模擬的控制單元。 各流 程的結(jié)構(gòu)主要包括： （ 1）流體包（ Fluid Package） 一個獨(dú)立的流體包主要包括特性包（ Property Package）和組分（ Components）。 （ 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。 2）進(jìn)入模擬基礎(chǔ)環(huán)境（ Simulation Basis Environment），在這里可以： 進(jìn)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(dāng)?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(xué)反應(yīng)（ Reactions） 若有原油流體需要模擬，就需進(jìn)入 3）；若沒有原油流體，則直接進(jìn)入到 5） 3）進(jìn)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(yàn)單（ Assay） 將已定義的化驗(yàn)單（ Assay）進(jìn)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(yīng)的原料流線上 4）回到模擬基礎(chǔ)環(huán)境（ Simulation Basis Environment） 5）進(jìn)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(yīng)塔（ Column）等 6）若需要添加反應(yīng)塔（ Column）和子流程（ SubFlowsheet）則可分別進(jìn)行搭建，即分別進(jìn)入反應(yīng)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(jìn)行相應(yīng)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(jìn)入其工藝流程圖（ PFD）中進(jìn)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。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(jìn)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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)合起來，進(jìn)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。 當(dāng)主流程中的流 線（ Stream）欲通過邊界進(jìn)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。 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(jìn)行的，即不考慮水組分的存在。 FPSO所處海域底層水溫最低溫度為 18℃，原油的實(shí)沸點(diǎn)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(shí)驗(yàn)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。 圖 232 例一原油實(shí)沸點(diǎn)蒸餾 數(shù)據(jù)輸入值與模擬值的對比 由于 A1～ A5井的原油性質(zhì)均相同，因此 5口井通過模擬得到的原油組分亦相同。 3）在主流程環(huán)境中添加井口平臺子流程（ SubFlowsheet） （ 1）添加子流程圖標(biāo)并將其命名為 WHPA，雙擊圖標(biāo)進(jìn)入子流程 WHPA的 PFD （ 2）在 PFD中添加和定義 A1～ A5井的原料流線 添加單元操作元件的方法有三種，即根據(jù)命令 Menu Bar、 Workbook和 Object Palette分別進(jìn)行添加。 井口平臺 WHPA的工藝流程見圖 234。 表 236 例一主流程中主要單元操作、原料流線的已知參數(shù) 類別 名稱 參數(shù)（項(xiàng) /欄） 輸入項(xiàng)（值） 單元操作（ Unit Operation） FPSOE2020 Delta P（ Design/Parameters） T:50kPa S:40kPa Delta Temp（流線 2與 4）（ Design/Spec） 5℃ FPSOH2020 Delta P（ Design/Connections） 50kPa FPSOV2020 Delta P（ Design/Parameters） 0 FPSOH2020 Delta P（ Design/Connections） 50kPa FPSOV2020 Delta P（ Design/Parameters） 0 FPSOP2020A/B Adiabatic Efficiency（ Design/Parameters） 75% FPSOH2