五井凝析气集输场景：凝析气流体 · IPR → 管段 → 节流阀 → 汇管 → 外输管 → 分离器 · 气/液出口定压约 882 kPa
本手册介绍一套五井凝析气地面集输稳态计算示例。管网拓扑与油田生产案例相同：每口井经产能指数（IPR）、集输管段与井口节流阀进入汇管，再经外输管进入分离器；气、液出口均为定压边界。与油田案例不同，本系统采用凝析气（gas condensate）物性——轻质凝析油、高产气油比、近于无水——更贴近气田生产。
下表对照《稳态油田生产集输系统案例手册》中的油田（原油）系统与本凝析气系统，便于用户理解两类工况的差异。
| 对比项 | 油田生产系统（原油） | 本手册：凝析气系统 |
|---|---|---|
| 流体类型 | Black-Oil 原油，分井 GOR / 含水差异大 | 凝析气，高 GOR、轻质凝析油、低含水（<10%） |
| 典型 GOR | 约 150–750（油田单位） | 约 1960–2030 m³/m³（高气油比） |
| 典型 API | 约 27° | 约 45°（轻质凝析油） |
| 含水 | 约 5%–45% | 约 5%–9%（各井不同，均 <10%） |
| 管网拓扑 | IPR → 管段 → 节流 → 汇管 → 外输 → 分离器 | 相同 |
| 出口边界 | 气/液定压 800 kPa | 气/液定压约 882 kPa |
| 井口节流 | 定压降（约 5.5–10.4 kPa） | 定压降；Res2 刻意开大（ΔP≈1 kPa）以维持产气 |
| 各井状态 | 五井均正常生产 | Res1/2/3/5 生产；Res4 关井（油藏压力低于汇管） |
| 产量关注点 | 标准原油产量（bbl/d）为主 | 质量流量 / 气相产能为关注重点（凝析液量相对较少） |
| 总质量流量（示例） | 约 119 kg/s | 约 72.3 kg/s |
简言之：拓扑与设备布局一致，差别主要在流体体系与由此带来的压力–产量分布（含个别井关井）。
井 1–5：气藏 → IPR → 管段 → 节流阀 → 汇管；外输：汇管 → 外输管 → 分离器。分离器气、液出口压力均为约 882 kPa。井口至汇管之间为真实管段（有摩阻与多相流压降）。
图 1 — 五井凝析气集输 + 分离器（气/液出口定压约 882 kPa）
| 井 | 流程链 | GOR (m³/m³) | 含水 (%) | 节流 ΔP | 状态 |
|---|---|---|---|---|---|
| Res1 | IPR1 – 管段1 – CHK1 – 汇管 | 2013.5 | 4.772 | 9.986 kPa | 生产 |
| Res2 | IPR2 – 管段2 – CHK2 – 汇管 | 2034.1 | 9.004 | 1.000 kPa | 生产（开大节流） |
| Res3 | IPR3 – 管段3 – CHK3 – 汇管 | 1962.6 | 5.380 | 9.966 kPa | 生产 |
| Res4 | IPR4 – 管段4 – CHK4 – 汇管 | 2026.1 | 6.955 | 6.235 kPa | 关井 |
| Res5 | IPR5 – 管段5 – CHK5 – 汇管 | 2022.4 | 7.704 | 10.417 kPa | 生产 |
| 外输 | 汇管 – 外输管 – 分离器 | 混合 | — | — | 气/液出口定压约 882 kPa |
下列数值为本凝析气示例的完整输入。用户可按相同结构录入气藏、管段、节流、凝析气物性与分离器边界。
| 参数 | 数值 | 单位 / 说明 |
|---|---|---|
| 气藏井数 | 5 | — |
| 节点数 | 19 | 含气藏、井口中间节点、汇管、分离器及气/液出口 |
| 支路数 | 18 | 每井 3 段（IPR + 管段 + 节流）+ 外输管 + 气/液出口 |
| 井口至汇管中段 | 真实管段 | 计入多相流水力压降 |
| 终端设备 | 分离器 | 气、液双出口 |
| 井口节流模型 | 定压降 | 各井给定 Fixed ΔP（见 §4.2） |
| 气 / 液出口压力 | 881725 | Pa（定压，约 881.7 kPa） |
| 井 | Pres (Pa) | Pres (MPa) | PI ((kg/s)/Pa) | 管段长度 (m) | 节流 ΔP (Pa) | 节流 ΔP (kPa) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Res1 | 1736724.28 | 1.7367 | 0.00095677 | 46.466 | 9985.59 | 9.986 |
| Res2 | 1700000.00 | 1.7000 | 0.00101806 | 43.922 | 1000.00 | 1.000 |
| Res3 | 1695911.04 | 1.6959 | 0.00101728 | 47.952 | 9965.97 | 9.966 |
| Res4 | 1601096.83 | 1.6011 | 0.00101411 | 43.751 | 6234.99 | 6.235 |
| Res5 | 1722793.02 | 1.7228 | 0.00102002 | 48.121 | 10416.78 | 10.417 |
| 外输管 | — | — | — | 45.032 | — | — |
Res2 节流压降降至 1 kPa，并保证油藏压力不低于 1.70 MPa，以便在汇管压力较高时仍能产气。Res4 油藏压力（约 1.60 MPa）低于汇管压力（约 1.63 MPa），稳态下关井。
| 井 | API (°) | 气相对密度 | 地层气相对密度 γres | 生产 GOR (m³/m³) | 含水 (%) |
|---|---|---|---|---|---|
| Res1 | 44.885 | 0.7064 | 0.9164 | 2013.5 | 4.772 |
| Res2 | 45.676 | 0.6934 | 0.8967 | 2034.1 | 9.004 |
| Res3 | 45.126 | 0.6995 | 0.8864 | 1962.6 | 5.380 |
| Res4 | 45.898 | 0.6944 | 0.8984 | 2026.1 | 6.955 |
| Res5 | 45.615 | 0.7065 | 0.9042 | 2022.4 | 7.704 |
基准凝析气：API ≈ 45、气相对密度 ≈ 0.70、地层气相对密度 ≈ 0.90、生产 GOR ≈ 2000 m³/m³；各井含水在 (0%, 10%) 内独立给定（本示例约 4.8%–9.0%）。
| 参数 | 数值 | 说明 |
|---|---|---|
| 分离器压力 | 881725 | Pa |
| 气相出口 | 定压 881725 Pa | 固定压力边界 |
| 液相出口 | 定压 881725 Pa | 与气相同压 |
| 气相出口附加压降 | 0 | Pa |
| 外输管长度 | 45.032 | m |
| 外输管流动模型 | Beggs–Brill | 内径约 8.46 in |
| 项目 | 结果 |
|---|---|
| 求解状态 | 收敛 |
| 计算耗时 | 约 23 s（本机参考） |
| 井口节流 | 定压降（见 §4.2）；Res2 为 1 kPa |
| 气 / 液出口 | 定压约 881.7 kPa |
| 流体 | 凝析气（见 §4.3） |
| 质量守恒 | 外输流量 = 各井流量之和 |
| 气液分流 | 外输流量 = 气相出口 + 液相出口 |
| 压力关系 | 汇管压力 > 分离器压力（汇管约 1.632 MPa） |
| 各井状态 | Res1/2/3/5 生产；Res4 关井 |
下表为稳态求解后各井质量流量。凝析气系统以气相为主，故优先给出质量流量；关井井流量为 0。
| 井 | 质量流量 (kg/s) | 状态 |
|---|---|---|
| Res1 | 22.332 | 生产 |
| Res2 | 17.438 | 生产 |
| Res3 | 13.094 | 生产 |
| Res4 | 0.000 | 关井 |
| Res5 | 19.395 | 生产 |
| 合计 | 72.259 | — |
| 项目 | 说明 |
|---|---|
| 场景主题 | 五井凝析气地面集输 + 分离器定压出口 |
| 对照文档 | 《稳态油田生产集输系统案例手册》（原油系统） |
| 物性模型 | 凝析气（高 GOR、轻质 API、低含水 <10%） |
| 管流模型 | Beggs–Brill 多相管流 |
| 节流模型 | 定压降（Fixed ΔP） |
| 出口边界 | 气、液出口定压约 881.7 kPa |
| 示例总质量流量 | 约 72.3 kg/s（4 口井生产） |
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