OLGA 软件计算应用导则

CPE 西南分公司 中国石油大学（北京） 2010 年 8 月

1.软件简介

OLGA 是模拟烃类流体在油井 、 管道 、 管网中瞬 、 稳态多相流动的软件包， 由挪威的 SINTEF （ The Foundation for Scientific and Industrial Research at the Norwegian Institute of technology ）和 IFE （ The Institute for Energy Technology ）联 合开发，是 1984-1989 年期间一些挪威和国际石油公司（ Norsk Hydro, Saga, Statoil, Esso, Texaco, Mobil, Conoco 和 Petro Canada ）联合资助的两相流项目的产物 。 从 1989 年开始， OLGA 的商业化运作由 Scandpower A/S 负责 。 利用 SINTEF 多相 流实验室的大规模高压环道（长 1km ，主要为 8 英寸管，另有 12 英寸 、4 英寸 等管径，压力可达 90bar ，实验介质为烃类流体和氮气或氟利昂）的实验数据， OLGA 得到不断的改进，相继推出了 84、86、87、90、91、92、94、97、2000 等版本，目前最新的是 OLGA6.2 版 。OLGA 的开发和推广得到 Conoco Norway ， Elf Petroleum Norway ， Mobil Exploration Norway ， Norsk Agip ， Norsk Hydro 和 Statoil 等许多大型国际石油公司的支持 。

OLGA 软件是开发最早的油气混输管流瞬态模拟软件，是目前世界领先的瞬 态多相流模拟软件 。 可以模拟在油井 、 管线和油气处理设备中的油气水运动状态， 其计算结果相对来说被世界各大石油公司所认可 。OLGA 已经被广泛应用在可行 性研究 、 工程设计和运行模拟中 。OLGA 还可用于模拟有问题的油井和输油管线， 以求解决办法，找出最佳操作步骤并选择合理的控制系统 。 还可用于对正常生产 过程中的实时模拟控制，用作于工程师训练模拟器 。 在工程实际中，准确模拟和 预测混输工艺能够对油田混输技术方案和油田进一步开发 、 改造提供有效依据 。 需要说明的是， OLGA 软件目前仍不包含流体物性计算模块，其组分数据的 输入是通过 PVTSIM 软件模拟，然后生成 OLGA 适用的 TAB 文件 。 在 OLGA 中调用 TAB 文件来完成流体物性输入 。

PVTSIM 是由 Calsep 公司提供，具有 PVT 模拟 、 水合物形成预测 、 结蜡结 垢预测 、 多相闪蒸计算 、 回归分析 、 单元操作计算等功能 。 任选模块包括段塞跟 踪（可跟踪水力学段塞 、 地形起伏引起的段塞 、 流量变化引起的段塞 、 清管引起 的段塞 、 启输引起的段塞等） 、 三相流〔气液水三相流（主要为层流）模拟〕、管

束（管束结构中单相流管和多相流管之间的传热计算） 、 土壤（埋地管道与土壤 传热的二维模拟） 、 多相流泵（离心泵和容积式泵模拟） 、 腐蚀（井筒和管道内部 CO2 腐蚀速率 、 分布规律计算） 、 蜡（井筒和管道内蜡沉积分布规律计算） 、 井筒 （油气藏流入动态 、 钻井 、 试井和井喷过程模拟） 、 服务器（提供与其他模拟软 件，如动态过程模拟器的接口）等模块 。

本报告将就 OLGA、PVTSIM 软件的操作方法及不同模块的功能及一些值得 注意的问题做一个简单的介绍 。

2.PVTSIM

在 OLGA 软件中只能对黑油模型的组分进行简单定义，如果需要使用组分 模型，一般需要使用 PVTSIM 软件进行定义 。PVTSIM 是一个专门的流体计算软 件，此软件可以给许多多相流或者化工模拟软件建立流体文件 。 本文只是简单介 绍其用于 OLGA 流体文件的一些基本操作 。

图 2.1 是 PVTSIM 软件的初始界面，其主界面主要分为三个部分：左上部的 Simulations Explorer （模拟导航） 、 左下部的 Output Explorer （输出导航）和右侧 的操作界面 。

图 2.1 初始界面

在 Simulations Explorer 界面的最下方有三个选项，分别是： Fluid Management （流体管理） 、Simulation （模拟） 、Interfaces （接口） 。 这三个选项的具体内容见 图 2.2。 其中 Fluid Management 为建立流体组分数据； Simulation 为对流体进行 闪蒸 、 相包线等其他一些参数进行模拟计算； Interfaces 为建立可供多相流或化 工软件使用的流体物性文件， PVTSIM 可以给 PIPESIM、PIPEPHASE、OLGA、 HYSYS、PRO/II 等许多软件建立流体物性文件 。

图 2.2 Simulations Explorer 界面

首先在 Simulations Explorer 中选定 Fluid Management 选项 。 如果之前已经 使用过 PVTSIM 软件，要使用已建立的流体或者修改之前的流体，可以 Open Datebase （打开数据库）选择已经建立的流体 。 打开之后的界面见图 2.3。

图 2.3 Datebase 的界面

如果之前没有使用过 PVTSIM 软件，需要新建一个流体，则会出现下图 2.4 的界面 。

图 2.4 新建流体界面

其中 Well、Test、Fluid、Sample、Text、History 都是一些描述流体的选项 。 一般只需要输入 Well （井名） 、Test、Fluid （流体类型） 。Input composition in （数 据使用摩尔分数或者质量分数）； Fluid options 中 Save Char/Regres 表示将流体保 存到数据库； Adjust to Sat point(c7+ dens) 通过其他数据进行调整，一般不使用此 选项 。Fluid type 有三个选项： Plus fraction （进行组分拆分） 、No- Plus fraction （不 进行组分拆分） 、Characterized （特征化的，已经拆分过的） 。 详见图 2.5。 如果要 输入默认之外的组分，可以通过点击 Add Comps 来实现 。 如果要更改默认组分， 可以通过 Simulations Explorer- Fluid Management-Defaults-Default comp list 来进 行设置，更改默认组分的界面见图 2.6。

图 2.5 新建流体界面设置

图 2.6 更改默认组分界面

所有设定都完成之后，点击 OK 键 。 然后可以继续新建流体，定义另外的流体组 分 。

然后将 Simulations Explorer 选到 Interfaces 界面， FLOW 下面可以建立 OLGA 三种文件： OLGA （一般使用这个，就是普通物流组分文件） 、OLGA compositional tracking （组分跟踪文件，专门为 OLGA 采用组分跟踪计算所设置的） 、OLGA wax （为含蜡和结蜡计算所设置的） 。 左键点击 OLGA 会出现下图 2.8 的界面，最上 面的的 Fluid selection 显示一个 TAB 文件可以包含多种流体 。 在 water specification （含水量）中进行含水的定义，可以有四种单位的设定： water cut （液相含水量） 、 mol spec water/mol feed （水与其他组分的摩尔比） 、mole% of feed+spec water （水 与总组分的摩尔比） 、weight% of feed+spec water （水与总组分的质量比） 。 下面 的 inhibitor specification （水合物抑制剂含量）与之相类似 。Pressure and temperature 是设定进行流体工艺计算的压力和温度范围 。 一般压力可以取 1 — 200 bara ，温 度取 -50 — 100℃。 在其下方有 Intelligrid （自动划分网格）选项，可以勾上使网格 划分更为合理，不过有些流体组成使用自动划分网格会使生成的 TAB 文件在 OLGA 中使用时报错，遇到此种情况可以尝试修改 。 还有 Emulsion （乳状液） 选项，一般不常用到 。 下面是 Output table 的相态选择，一般含水会选三相 。 然 后在 extrapolation method （外推方法）中可以选择 derivatives （根据压力边界外 推） 、compositional （根据组分数据外推）进行压力温度外推 。 一般在压力温度 设定中要使设定范围足够大，此处则不太重要，一般选定 derivatives 方法 。 在 water properties 中定义水组分的处理方法，可选 EOS （状态方程） 、water package （水组分包）计算，两种方法都可以 。 在下面可以选择 Composition ，左键点击 在数据库中选择建好的流体数据 。 在 Fluid label 中对流体进行标号，此标号为了 在 OLGA 中进行不同流体的区分 。