日前，沙特研發(fā)中心原油分離研究團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了油水氣三相流體的計(jì)算機(jī)模擬的突破，并且利用標(biāo)準(zhǔn)油氣分離設(shè)備裝置實(shí)驗(yàn)，形成三維流動(dòng)。
該項(xiàng)目負(fù)責(zé)人Regis Vilagines表示，此計(jì)算模型在Qatif GOSP-1模擬了一個(gè)45米長的分離裝置，該模型采用1.05億個(gè)單元組合，相當(dāng)于一個(gè)盒子容納了1.05億個(gè)精配、堆疊的小盒子， 它可以計(jì)算出許多精確的數(shù)值，通過整合實(shí)現(xiàn)視覺圖形，模仿氣流條件，并實(shí)時(shí)顯示出來。
據(jù)了解，模擬42千兆字節(jié)的計(jì)算文件，這在沙特石油公司還是第一次，因?yàn)樗仨氃诖笥吞锏姆蛛x油氣裝置中對(duì)流量進(jìn)行詳細(xì)的分析。該模擬使用93個(gè)處理機(jī)進(jìn)行操作，其是R&DC的高性能計(jì)算集群中的一部分。即使采用如此大的計(jì)算能力，模擬250秒的GOSP原油生產(chǎn)流程也是相當(dāng)困難的事情。事實(shí)上，實(shí)現(xiàn)模擬運(yùn)行需要處理器五周的時(shí)間。
同時(shí)，此計(jì)算模擬詳細(xì)調(diào)查了在高壓生產(chǎn)流量中的高變率流體，這在油水分離中是至關(guān)重要。并且，所有的GOSP裝置都能通過模型來模擬，包括低壓生產(chǎn)流、水油分離器和脫氣罐。
Vilagines 進(jìn)一步指出，這是一個(gè)挑戰(zhàn)計(jì)算模擬需要解決的問題，他們研究小組必須模擬各種流量特性，并把這些特性與之前已熟悉的油、氣、水的混合物的特性聯(lián)系起來。隨著計(jì)算模型不斷滿足模擬分離器的需求，流動(dòng)條件也能夠很容易得到改變，不管流量突然增加或者減少，在未來幾年，計(jì)算模擬的方案將可能產(chǎn)生。
此三相流體計(jì)算模擬是一個(gè)重要的里程碑，對(duì)利用計(jì)算流體力學(xué)提高三相分離流體裝置的理解有深層意義，還可以進(jìn)一步完善分離器的功能。
計(jì)算流體力學(xué)是解決復(fù)雜流動(dòng)問題的一種重要方法，它要求高速得計(jì)算，沙特阿美擁有R&DC高速計(jì)算的方法。
據(jù)計(jì)算流體力學(xué)專家Abdulrahman Akhras介紹，對(duì)流體力學(xué)計(jì)算而言，首先，要將流體空間劃分為相鄰的離散元素即所謂的單元組合;其次，應(yīng)該選擇所謂的邊界條件如流速、操作條件和流體性能數(shù)據(jù)等參數(shù)。當(dāng)所有的邊界條件和正確的物理控制流體進(jìn)入模型，計(jì)算才能正式開始。在這期間，一種解決流體力學(xué)方程的數(shù)值計(jì)算法是可以適用于離散流體領(lǐng)域中的每個(gè)單元組合，這就是內(nèi)置GOSP分離器。
此外，雖然R&DC有著很大的計(jì)算能力，但是，在初步階段，仔細(xì)監(jiān)測計(jì)算過程以確保準(zhǔn)確無誤地進(jìn)展。由此產(chǎn)生的計(jì)算文件包含有關(guān)天然氣、石油和水的分離的詳細(xì)信息，這將有助于提高GOSP的功能。
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