
VirtualFlow 软件概述

石油天然气行业的应用

油气勘探及开采

油气勘探及开采
油井区域多相流动
采用VirtualFlow混合流模型 + 原油/非牛顿流体模型模拟油井区域多相流动,研究油井区附件的流体压力和粘性分布,通过数值模拟的方法为油并工艺优化和设计提供参考。

油气勘探及开采
蒸汽驱提升原油采样率
采用VirtualFlow混合流模型 + 原油/非牛顿流体模型模型模拟蒸汽驱采油;注汽导致粘性发生变化。

油气勘探及开采
蒸汽驱提升原油采样率 (油井注气)。

油气勘探及开采
蒸汽驱提升原油采样率 (油层注气)。

油气勘探及开采
聚合物流穿过ICD(流入控制阀)处的流动。

油气勘探及开
水力压裂
水力压裂是一项有广泛应用前景的油气井增产措施,水力压裂法是目前开采天然气的主要形式,要求用大量掺入化学物质的水灌入页岩层进行液压碎裂以释放天然气。
采用欧拉-拉格朗日方法能够追踪颗粒的运动轨迹,其中流场的计算采用欧拉方法,而颗粒的计算采用拉格朗日方法。采用欧拉-拉格朗日方法时对颗粒的相含率有一定的限制,通常要求稀相,即颗粒相含率不超过10%。

油气勘探及开采
在石油领域,压裂是指采油或采气过程中,利用水力作用,使油气层形成裂缝的一种方法,又称水力压裂。压裂是人为地使地层产生裂缝,改善油在地下的流动环境,使油并产量增加,对改善油井井底流动条件、减缓层间和改善油层动用状况可起到重要的作用。
压开裂缝后,填充支撑剂以形成填砂裂缝增大导流能力,支撑剂在缝内的铺砂效果会对导流能力产生一定的影响。因此,通过分析不同施工参数形成不同砂堤形。

油气勘探及开采
水力压裂(固液多相流)
VirtualFlow软件采用改进的拉格朗日方法,考虑到颗粒之间的相互碰撞和颗粒与壁面的碰撞,并计算颗粒的体积对流场的影响,从而能够处理密相颗粒流问题,对颗粒相含率的上限没有限。

油气勘探及开采
碳捕集与封存 (CCS) 数值模拟
使用二氧化碳驱油以提高采收率是石油工业已经应用了几十年的成熟技术,特别是近年来应用EOR技术在非常规和高难度的油藏中的开发逐渐变得经济可行。二氧化碳捕集、埋存和提高采收率技术相结合 (CCS-EOR) 可实现石油增产和CCS成本降低的双重目的,被认为是加快CCS技术部署的双赢解决方。

油气勘探及开采
数值模拟碳捕集与封存 (CCS)
二氧化碳进行深层地下储存时,需要考虑储存地点的安全性,同时还需考虑随着时间的推移封存在地下的CO2是否会通过地下层 (多孔结构) 或注入井再返回到地面。在选择合适的CCS地点时,预测其二氧化碳储存潜力,估算被捕获流体的数量至关重要。因此,必须对二氧化碳的运输、捕获、溶解和储存条件下的化学过程有充分、科学的理解。模拟计算方法可以再现这一过程。目前,计算模型借助于孔隙尺度直接数值模拟 (DNS)方法,该方法既可以考虑多孔介质的非均匀性,也能在孔隙尺度。上解决微边界层问题。。

油气勘探及开采

油气勘探及开采

油气勘探及开采

油气生产及输运

油气生产及输运
深海油气捕集
VirtualFlow采用混合流模型 +水合物模型模拟深海油气泄漏捕集过程。
VirtualFlow提供专用模型用于水合物的生成和溶解数值模拟,可以模拟甲烷在一定的压力和温度条件下生成水合物的过程,以及水合物的输运和在管道内的沉积。通过加入甲醇等抑制剂,可以模拟水合物生成的抑制效应以及溶解现象。该模型被广泛应用于天然气开采及输运过程的数值模拟。

油气生产及输运
深海油气捕集
VirtualFlow采用刚体运动模拟了油并封堵过程。

油气生产及输运

油气生产及输运

油气生产及输运
管道运输和剪切分析
VirtualFlow采用混合流模型和Level Set界面追踪模型都可以对管道油气运输进行模拟,过对壁面剪切进行分析结合工程经验,可以形成管道腐蚀模型,预测管道安全运行寿命;对不同管流进行分析可以优化油气运输工艺。

关键设备解决方案

关键设备解决方案
卧式三相分离器
原油生产中,三相流(油/气/水)分离一直是具有挑战的工作,气体和油水混合物之间的自由表面运动、油和水的相互掺混、颗粒沉积和非牛顿特性使得这类流动变得相当复杂。借助CFD软件模拟有助于优化分离器设计。
VirtualFlow采用Level Set模型 + 非牛顿流体模型,针对基于重力分离的油、气、水三相流分离过程进行模拟分析,以预测三相流分离流动。

关键设备解决方案

关键设备解决方案
立式三相分离器
VirtualFlow采用混合流模型,研究三相的不同流入质量流量。

关键设备解决方案
水力旋流器
在钻井液固控系统中,除砂器和除泥器都是由一组不同尺寸的旋流器组成的,在除砂器和除泥器的设计中,需要尽可能的提高其分离效率并降低能量损耗,此项工作的前提则是要了解旋流器内流场的基本流动特性。
水力旋流器内流体的速度、压力分布具有十分重要的研究价值,流体的运动状态将对颗粒产生重要影响,关系着颗粒在流场中的电力、运动轨迹、分离效率等。

关键设备解决方案
管线中的三相分离器
3D-1D耦合仿真,OLGA分析的结果作为分离器三维仿真入口边界条件,获得准确的油水输运工。

关键设备解决方案
段塞流捕捉器
段塞流会引起管道完整性问题和分离器的不稳定性问题;
VirtualFlow采用Level Set界面捕捉方法可以精确捕捉管内流动界面特性。

关键设备解决方案

关键设备解决方案
再生器 (催化裂化)
预测天然气、汽油、轻气和焦炭的质量分布;预测碳沉积、喷射均匀性影响因素分析、轻气和焦炭的质量分布,评估再生器的性能。

关键设备解决方案
固定床反应器 (催化重整)
催化剂形状对固定床反应器的影响
由于催化剂的构型及其接触点,催化剂周围会存在复杂的流场。比较床的传热和压力。

安全分析解决方案

安全分析解决方案

安全分析解决方案

安全分析解决方案
水合物的形成和附着
水合物会在壁面附着,也可能在管道内堆积形成堵塞。

安全分析解决方案
歧管中的不均匀流动
采用欧拉-拉格朗日颗粒追踪方法对颗粒轨迹进行追踪,通过颗粒流的不均匀流动研究歧管载荷分布情况,为安全输运提供参。

安全分析解决方案
水合物栓塞管路
利用水合物模型来预测管路中水合物聚集、沉积、堵塞的机制和位置,制定预防聚集的最佳浓度,以及管道维护计划。

安全分析解决方案

安全分析解决方案

安全分析解决方案
井下泵颗粒腐蚀
采用欧拉-拉格朗日颗粒追踪方法,可以对颗粒轨迹进行追踪,通过密相颗粒流模型,可计算颗粒与壁面的相互作用,通过实验方法可以获得磨损模型,通过VirtualFlow仿真计算结果带入颗粒的运动速度、碰撞角度等,即可获得壁面的磨损计算结果。

安全分析解决方案
管道腐蚀预测
采用欧拉-拉格朗日颗粒追踪方法,可以对颗粒轨迹进行追踪,通过密相颗粒流模型,可计算颗粒与壁面的相互作用,通过实验方法可以获得磨损模型,通过CMFD计算的结果,带入颗粒的运动速度、碰撞角度等,即可获得壁面的磨损计算结果。

安全分析解决方案
常减压塔
常减压蒸馏具体流程如图 ,包括三级换热部分(E-100,E-101,E-102),两级闪蒸分离部分(V-100,V-101),常压塔蒸馏部分(T-101),加热炉部分(E-103),减压塔蒸馏部分(T-100)汽提部分(TEE-100)。

安全分析解决方案

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