本發(fā)明涉及油藏工程，尤其涉及一種適用于儲(chǔ)氣庫(kù)的垂直管兩相流壓力計(jì)算方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、儲(chǔ)氣庫(kù)運(yùn)行涉及到往復(fù)式的天然氣注入和采出過(guò)程，需密切關(guān)注儲(chǔ)氣庫(kù)斷層蓋層密封性，判定核實(shí)儲(chǔ)氣庫(kù)庫(kù)容量工作氣量，保證儲(chǔ)氣庫(kù)安全運(yùn)行的同時(shí)達(dá)到最佳工作狀態(tài)。斷層蓋層封閉性、庫(kù)容量工作氣量變化決于地層壓力變化，需要計(jì)算井底壓力進(jìn)而推算地層壓力。地下儲(chǔ)氣庫(kù)一個(gè)注采周期要經(jīng)歷注氣期、關(guān)井期、產(chǎn)氣期三個(gè)階段，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)注采氣期間臨時(shí)關(guān)井的情況，為了研究完整注采周期井底壓力的變化需要計(jì)算注氣時(shí)井底流壓、關(guān)井時(shí)井底靜壓及產(chǎn)氣時(shí)井底流壓。

2、前人研究了很多關(guān)于井底壓力的計(jì)算方法，目前常用的有平均溫度和平均偏差系數(shù)法、數(shù)模法、cullender-smith法等，其中數(shù)模法有干氣垂直管流法、vfpi法等。cullender-smith法由于考慮溫度和偏差系數(shù)在井筒中的變化比平均溫度和平均偏差系數(shù)法計(jì)算精度更高，但cullender-smith壓力計(jì)算模型僅能用于單相氣井的井筒壓力計(jì)算，無(wú)法適用于氣井少量產(chǎn)液的情況，而數(shù)模法需要?dú)v史擬合，人為因素造成的誤差較大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決地下儲(chǔ)氣庫(kù)周期性的注氣、采氣作業(yè)，無(wú)法確定井筒內(nèi)壓力分布情況，以及部分井采氣作業(yè)產(chǎn)水導(dǎo)致的井筒壓力計(jì)算不準(zhǔn)確的問(wèn)題，本發(fā)明提出一種適用于儲(chǔ)氣庫(kù)的垂直管兩相流壓力計(jì)算方法及系統(tǒng)，綜合考慮了儲(chǔ)氣庫(kù)氣質(zhì)組成、井身結(jié)構(gòu)、井筒溫度影響，綜合三種偏差系數(shù)計(jì)算方法，兩種粘度計(jì)算方法，兩種井筒壓力計(jì)算模型，用hagedorn-brown法對(duì)cullender-smith壓力計(jì)算模型進(jìn)行修正，引入持液率，形成了一套適用于產(chǎn)液較少，氣液混合比較均勻的垂直管兩相井筒壓力計(jì)算方法。

2、本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

3、一種適用于儲(chǔ)氣庫(kù)的垂直管兩相流壓力計(jì)算方法，包括以下步驟：

4、s1.輸入氣體組分參數(shù)并計(jì)算臨界參數(shù)；

5、s2.輸入井身結(jié)構(gòu)并將井筒分段：根據(jù)井身結(jié)構(gòu)，對(duì)井筒按預(yù)定間距進(jìn)行分段形成n段單元體，將每個(gè)單元體作為獨(dú)立的控制體；

6、s3.根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)擬合溫度三項(xiàng)式：根據(jù)各井的生產(chǎn)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，將靜止、注氣、采氣下的溫度分布曲線擬合為溫度三項(xiàng)式公式，計(jì)算各單元體的溫度；

7、s4.確定單元體入口處的溫度和壓力：確定第i段單元體入口處的溫度tin和壓力pin，其中1≤i≤n，i的初值為1，且第1段單元體入口處的溫度tin和壓力pin為井口的溫度和壓力；

8、s5.計(jì)算單元體入口處迭代初值和出口處壓力初值：基于氣體組分參數(shù)、臨界參數(shù)與第i段單元體入口處的壓力pin計(jì)算第i段單元體入口處的迭代初值iwf(0)，基于迭代初值iwf(0)和修正的cullender-smith壓力計(jì)算模型計(jì)算第i段單元體出口處的壓力初值pout(0)；

9、s6.計(jì)算單元體出口處迭代值和出口處壓力：基于氣體組分參數(shù)、臨界參數(shù)與第i段單元體出口處的壓力初值pout(0)計(jì)算單元體出口處的迭代值iwf，基于迭代值iwf和修正的cullender-smith壓力計(jì)算模型計(jì)算第i段單元體出口處的壓力pout；

10、s7.判斷壓力誤差是否滿足精度要求：比較壓力初值pout(0)與壓力pout，如果壓力誤差超過(guò)預(yù)設(shè)精度閾值，則將壓力pout作為壓力初值pout(0)，重復(fù)步驟s5和s6；否則執(zhí)行下一步驟；

11、s8.分段完成井筒壓力的分布預(yù)測(cè)：將壓力pou作為第i+1段單元體入口處的壓力pin，通過(guò)溫度三項(xiàng)式公式計(jì)算第i+1段單元體入口處的溫度tin，重復(fù)步驟s5和s6，直至計(jì)算出第n段單元體出口處的壓力，從而完成整個(gè)井筒壓力的分布預(yù)測(cè)。

12、進(jìn)一步地，步驟s5和s6中，修正的cullender-smith壓力計(jì)算模型的生成方法包括：通過(guò)hagedorn-brown法對(duì)cullender-smith壓力計(jì)算模型進(jìn)行修正，并引入持液率，從而計(jì)算兩相垂直管流井筒壓力。

13、進(jìn)一步地，步驟s7中，先判斷|pout-pout(0)|/pout≤ε是否成立，其中ε為預(yù)設(shè)精度閾值；若是，則執(zhí)行下一步驟；否則，將壓力pout作為壓力初值pout(0)，重復(fù)步驟s5和s6。

14、進(jìn)一步地，步驟s1中，所述氣體組分參數(shù)包括摩爾分?jǐn)?shù)和相對(duì)分子質(zhì)量。

15、進(jìn)一步地，步驟s1中，所述臨界參數(shù)包括臨界壓力和臨界溫度。

16、一種適用于儲(chǔ)氣庫(kù)的垂直管兩相流壓力計(jì)算系統(tǒng)，包括：

17、參數(shù)輸入模塊，被配置為輸入氣體組分參數(shù)并計(jì)算臨界參數(shù)；

18、井筒分段模塊，被配置為根據(jù)井身結(jié)構(gòu)，對(duì)井筒按預(yù)定間距進(jìn)行分段形成n段單元體，將每個(gè)單元體作為獨(dú)立的控制體；

19、溫度計(jì)算模塊，被配置為根據(jù)各井的生產(chǎn)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，將靜止、注氣、采氣下的溫度分布曲線擬合為溫度三項(xiàng)式公式，計(jì)算各單元體的溫度；

20、溫壓確定模塊，被配置為確定第i段單元體入口處的溫度tin和壓力pin，其中1≤i≤n，i的初值為1，且第1段單元體入口處的溫度tin和壓力pin為井口的溫度和壓力；

21、第一計(jì)算模塊，被配置為基于氣體組分參數(shù)、臨界參數(shù)與第i段單元體入口處的壓力pin計(jì)算第i段單元體入口處的迭代初值iwf(0)，基于迭代初值iwf(0)和修正的cullender-smith壓力計(jì)算模型計(jì)算第i段單元體出口處的壓力初值pout(0)；

22、第二計(jì)算模塊，被配置為基于氣體組分參數(shù)、臨界參數(shù)與第i段單元體出口處的壓力初值pout(0)計(jì)算單元體出口處的迭代值iwf，基于迭代值iwf和修正的cullender-smith壓力計(jì)算模型計(jì)算第i段單元體出口處的壓力pout；

23、誤差判斷模塊，被配置為比較壓力初值pout(0)與壓力pout，如果壓力誤差超過(guò)預(yù)設(shè)精度閾值，則將壓力pout作為壓力初值pout(0)，轉(zhuǎn)至第一計(jì)算模塊和第二計(jì)算模塊；否則轉(zhuǎn)至分布預(yù)測(cè)模塊；

24、分布預(yù)測(cè)模塊，被配置為將壓力pou作為第i+1段單元體入口處的壓力pin，通過(guò)溫度三項(xiàng)式公式計(jì)算第i+1段單元體入口處的溫度tin，轉(zhuǎn)至第一計(jì)算模塊和第二計(jì)算模塊，直至計(jì)算出第n段單元體出口處的壓力，從而完成整個(gè)井筒壓力的分布預(yù)測(cè)。

25、進(jìn)一步地，第一計(jì)算模塊和第二計(jì)算模塊中，修正的cullender-smith壓力計(jì)算模型的生成方法包括：通過(guò)hagedorn-brown法對(duì)cullender-smith壓力計(jì)算模型進(jìn)行修正，并引入持液率，從而計(jì)算兩相垂直管流井筒壓力。

26、進(jìn)一步地，誤差判斷模塊中，先判斷|pout-pout(0)|/pout≤ε是否成立，其中ε為預(yù)設(shè)精度閾值；若是，則執(zhí)行下一步驟；否則，將壓力pout作為壓力初值pout(0)，重復(fù)步驟s5和s6。

27、進(jìn)一步地，參數(shù)輸入模塊中，所述氣體組分參數(shù)包括摩爾分?jǐn)?shù)和相對(duì)分子質(zhì)量。

28、進(jìn)一步地，參數(shù)輸入模塊中，所述臨界參數(shù)包括臨界壓力和臨界溫度。

29、本發(fā)明的有益效果在于：

30、(1)綜合考慮井身結(jié)構(gòu)、井筒溫度等多因素影響，模型精確度更高；

31、(2)在cullender-smith單相流井筒壓力計(jì)算方法的基礎(chǔ)上，根據(jù)hagedorn-brown引入持液率的概念，可分析產(chǎn)液較少、氣液混合較均勻的流體；

32、(3)擬合效果好，可推廣性強(qiáng)。

33、綜上所述，本發(fā)明綜合考慮了儲(chǔ)氣庫(kù)氣質(zhì)組成、井身結(jié)構(gòu)、井筒溫度影響，綜合三種偏差系數(shù)計(jì)算方法，兩種粘度計(jì)算方法，兩種井筒壓力計(jì)算模型，用hagedorn-brown法對(duì)cullender-smith壓力計(jì)算模型進(jìn)行修正，引入持液率，形成了一套適用于產(chǎn)液較少，氣液混合比較均勻的垂直管兩相井筒壓力計(jì)算方法。