¿Qué es Pipephase?

Pipephase es un software comercial de simulación orientado a la industria de los hidrocarburos y diseño de líneas de tuberías, relacionadas al flujo de fluidos de hidrocarburos, vapor y agua. Pipephase es un simulador muy importante tanto para la educación en el área de ingeniería, como a nivel profesional en la industria del petróleo, ya que permite realizar estimaciones a corto, mediano y largo plazo de diseños de redes de tuberías para transporte de fluidos y el funcionamiento de pozos petroleros, múltiples, entre otros accesorios relacionados.

Inicio de Pipephase
Pipephase uno de los simuladores más utilizados en la industria petrolera. Imagen de simulacionprocesosindustriales

En este artículo, describiremos este software de simulación, así como, sus beneficios, aplicaciones y usos en la industria, lo que será de gran ayuda para el usuario que requiera utilizar esta herramienta para realizar simulaciones.

Tabla de contenidos
  1. Pipephase
    1. Beneficios de usar Pipephase
    2. Principales conceptos utilizados por Pipephase
    3. Compatibilidad de Pipephase
  2. Aplicaciones de Pipephase
  3. Análisis de flujo en tuberías con Pipephase
  4. Modelado de campo de red amplia con Pipephase
  5. Planeación de producción con Pipephase
  6. Conclusión


Pipephase

Esquema general de Pipephase
Esquema general de Pipephase

Pipephase es un software de simulación desarrollado por la compañía SimSci, orientado mayoritariamente al flujo multifásico en estado estacionario, siendo una herramienta muy importante en la industria petrolera, ya que permite simular pozos, tuberías y redes de transporte de fluido, que pueden ser de cualquier tipo de hidrocarburo, vapor o agua. Además, permite realizar el diseño de todo tipo de instalaciones que tengan que ver con el manejo de fluido multifásico en tuberías, así como, evaluar instalaciones en uso utilizando condiciones diferentes a las del diseño, o a las que presenta la instalación actualmente.

Tomando en cuenta lo anterior, podemos llegar a una definición un poco más compacta sobre Pipephase, y es la siguiente:

Pipephase es un programa de simulación comercial para computadoras que utiliza modelos de estado estacionario para fluidos multifásicos para evaluar, simular y estimar redes de petróleo y gas, así como también, sistemas de tuberías.

Cabe destacar, que Pipephase tiene la capacidad y flexibilidad para modelar aplicaciones que van desde el análisis de sensibilidad de los parámetros claves de un solo pozo petrolero o de gas, hasta el estudio de planificación de instalaciones enteras para todo un campo petrolero.

Pipephase combina un algoritmo comprobado de solución de problemas de diseño de tuberías con los métodos de producción más modernos existentes en la actualidad, y un sistema de análisis computarizado, que permiten al usuario crear diseños eficientes de campos petroleros de manera rápida, ahorrando tiempo de planificación y diseño manual. Asimismo, cuenta con una sólida y muy completa base de datos de propiedades físicas y posee una interfaz gráfica bastante amigable e intuitiva.

Este simulador cubre una gama bastante amplia de casi todos los fluidos encontrados en la industria del gas y del petróleo, y aunque, principalmente, se encuentra orientado a trabajar con fluidos multifásicos, es complemente capaz de trabajar con propiedades de fluidos monofásicos, petróleo crudo y mezclas compositivas. Adicionalmente, además de hidrocarburos, también puede emular redes de inyección de vapor de agua y CO2.

Las principales industrias que utilizan Pipephase como herramienta de trabajo, son las siguientes:

  1. Exploración y producción de petróleo.
  2. Transmisión de gas natural.
  3. Redes de servicios públicos.

En mi experiencia personal con Pipephase, lo pude utilizar como un patrón durante mi desarrollo de tesis de grado de Ingeniería Química en PDVSA GAS, donde desarrollé un módulo de cálculo computarizado de predicción de patrones de flujo multifásico para tuberías horizontales, tomando características específicas del gas del campo de Zapatos-Mata R en Anaco, siendo Pipephase el software de simulación más utilizado en esta empresa petrolera.




Beneficios de utilizar Pipephase

Además de facilitar el trabajo de estimación y diseño, Pipephase ofrece una serie de beneficios muy atractivos para ingenieros que trabajan en la industria del gas y petróleo, entre los que podemos destacar los siguientes:

  1. Aumenta la producción general de todo el activo.
  2. Ayuda a mejorar el rendimiento de la línea de flujo.
  3. Facilita el diseño e instalación de tuberías.
  4. Mejora el desarrollo y la planificación de campos integrados.
  5. Permite estimar una reducción de los costos operativos y de capital.
  6. Ayuda a incrementar la productividad de la ingeniería involucrada en el proceso a simular.

Principales conceptos utilizados por Pipephase

Pipephase basa su funcionamiento en cuatro conceptos principales:

  • Link o caracterización de la tubería: Se basa en el uso de uno o más equipos (link), los cuales pueden ser válvulas, compresores, tuberías, bombas, etc, es decir, es la red a estudiar.
  • Junction o nodo: Como su nombre lo indica, se trata de la unión existente entre los equipos que conforman el sistema de tuberías.
  • Source o fuente: Siendo éste el extremo libre de la red o link de donde parte el fluido y es considerado como un nodo.
  • Sink o destino: Se trata del otro extremo libre de la red a estudiar a donde llega el fluido, también se considera un nodo.

Con estos conceptos, el usuario puede crear la simulación tomando en cuenta cada uno de los elementos de la red a estudiar.

Compatibilidad de Pipephase

Simulador de red con Pipephase
Simulación de red con Pipephase. Imagen de softwareinformer

Como todo software, Pipephase ha sido diseñado con ciertas reglas de compatibilidad. Específicamente, ha sido diseñado para ser ejecutado en PC y estaciones de trabajo UNIX, por esta razón, es un software 100% compatible con aplicaciones de Microsoft, como Excel, Access, etc.

La interfaz gráfica de usuario (GUI) ha sido diseñada para permitir una entrada de datos completamente intuitiva, y se combina con un sistema de acceso a resultados (RAS), para obtener representaciones gráficas de los cálculos realizados. La versatilidad de Pipephase es tan amplia, que permite al usuario generar archivos de entrada en una GUI de PC y exportarlos a un servidor UNIX para poder ser ejecutados de manera remota, antes de exportar los resultados a la PC para una revisión final.

Una de las características interesantes de la compatibilidad de Pipephase es que es de naturaleza abierta, es decir, es posible importar datos fácilmente desde dispositivos individuales (como propiedades alojadas en hojas de cálculo de Excel), así como, exportar los resultados de la simulación de forma automática hacia bases de datos como Access. Asimismo, permite ejecutar la simulación desde API directamente desde Excel o Access, siendo factible tabular datos desde otros simuladores comerciales, lo que permite optimizar el tiempo de preparación de datos para una simulación.

Aplicaciones de Pipephase

La combinación de un análisis de flujo multifásico riguroso con una extensa capacidad de predicción de propiedades termodinámicas, hacen de Pipephase un simulador adecuado para una amplia gama de aplicaciones, que incluyen:

  • Redes de recolección de gas y petróleo.
  • Tuberías de transmisión y distribución de gas natural.
  • Análisis nodal.
  • Dimensionamiento de las líneas de flujo.
  • Estudio de planificación de campos y gestión de activos.
  • Redes de inyección de vapor.
  • Tuberías de CO2.
  • Análisis Gas-Lift.
  • Análisis de transferencia de calor para oleoductos pesados.




Análisis de flujo en tuberías con Pipephase

Pipephase es un simulador ideal para realizar análisis de flujo en tuberías, ya que combina un conjunto bastante completo de métodos empíricos y mecanicistas estándar en la industria petrolera, de modo, que permite realizar análisis de fenómenos de flujo multifásico en tuberías. Sumado a esto, este simulador, ofrece extensos modelos de fluidos y un riguroso balance de energía que incorpora una capacidad de análisis de transferencia de calor muy detallada.

Dicho esto, se puede concluir que Pipephase es una herramienta bastante flexible para realizar evaluaciones completas de fenómenos de flujo de fluidos en tuberías monofásicas y multifásicas.

Modelado de campo de red amplia con Pipephase

Pipephase ofrece a los usuarios una robusta capacidad de simulación de red probada en campo, lo que permite modelar grandes redes de pozos conectados, tuberías e instalaciones asociadas. Su modelo detallado de pozo y su amplia biblioteca de derechos de propiedad intelectual, combinados con un conjunto completo de módulos de equipos de superficie, posibilita configurar los detalles necesarios de un sistema de recolección de gas y petróleo en todo el campo, incorporando los componentes interdependientes desde la superficie de arena hasta las instalaciones de separación aguas abajo.

Planeación de producción con Pipephase

Pipephase integra una función de paso de tiempo, lo que permite al usuario realizar una planificación de campo bastante completa. El agotamiento del embalse se simula con una curva de declive, mientras la operación de las instalaciones se puede cambiar con el tiempo para reflejar la estrategia real de desarrollo del campo.

Una vez que se construya un modelo de red de campo, la herramienta de planificación se crea mediante la configuración de escenarios para la expansión futura de las instalaciones, junto con la declinación de las características del reservorio. El modelo completo proporciona una capacidad de anticipación para todo el activo, incorporando los efectos a largo plazo tanto de la disminución de los embalses, como de la inversión en nuevas instalaciones.

Conclusión

Ingreso de datos con Pipephase
Ingreso de datos en Pipephase. Imagen de olodytte

Pipephase es una herramienta computarizada de simulación que ha sido utilizada y comprobada por diseñadores, tecnólogos de producción de gas y petróleo, e ingenieros de planificación de yacimientos, siendo una de las principales herramientas utilizadas por las grandes compañías petroleras a nivel mundial, para mejorar la productividad de su ingeniería, reduciendo costos operativos y de capital, así como, aumentando la tasa de producción de sus activos. Como siempre, quedo atento a sus comentarios para establecer intercambio de ideas y complementar conceptos.

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