本发明专利技术涉及油气藏开发工程管理技术领域，其公开了一种产气井温度压力分布的数值模拟方法，对产气井的温度压力参数分布情况进行准确模拟，从而为生产提供指导依据。该方法包括以下步骤：A、建立温度压力耦合微分方程组模型；B、估计微分方程组相关参数；C、使用差分法进行算法设计；D、基于C#开发平台构建模拟软件；E、在模拟软件中输入初始数据，获得温度压力分布模拟结果。本发明专利技术能够对产气井的温度和压力分布进行精确预测，极大促进油气开采设备设计水平的提高，从而有利于油气藏开发。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及油气藏开发工程管理
，具体为产气井温度压力分布的数值模 拟方法，涉及产气井的温度压力耦合机理分析，数学模型建立，数值模拟方法设计等。
技术介绍
生产气井通常伴随着与高温、高流速、高压力，这是由于摩擦、井筒形变、热传导等 原因。随着生产环境的演化，包括深水和高温度压力条件，在石油工程设施的设计、水合物 预防优化、生产井的动态分析，有必要对温度压力进行准的预测。 当液体从一个区域最初产生时，其温度在井底可能认为一样的。这对气体是不成 立的。如果Joule-Thompson效应被恰当考虑，入口气体温度可用地层温度进行估计。因此， 井筒底部的温度，能够被可靠地估计。然而，随着流体的上升，它的温度显著高于周围地层 的温度，这是因为地层温度随着深度减少而下降。 当地层与流体有温度差，将发生热传导现象。在任何深度，地层温度不仅与辐射距 离有关，也与生产时间有关。当达到稳定流时，湍流保证了在一定的深度，流体的温度是常 数。于是，流体中的热量损失随着时间而减少，并取决于井筒红热液与周围地层的不同的热 阻。 完整的系统由流体，含有低压空气的环形间隙、套管、座封和地层，如图1所示： 导管内径是rtl，外径是rt。，套管的内径是，外径是r。。，热量通过环圈中的空气 进行传导。辐射与对流也发生。当管体被加热，辐射能的传导速率取决于管体的温度。导 管与套管之间的辐射能的传导，取决于界面发出和吸收热量的特征。很多情况下，导管与孔 之间的缝隙是被封堵的。由于水泥的传导性可能低于周边的地层，计算由井筒地步开始，逐 步向上。将气井的进气口作为坐标轴的交点，井筒向下为坐标轴的正方向。图2显示了井 筒微元的压减分析，P是流体压力，V是气体速度，1是深度，dv是dl上的速度增量，dp是 dl上的压力增量，Θ是井筒的倾斜角。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：提出一种， 对产气井的温度压力参数分布情况进行准确模拟，从而为生产提供指导依据。 本专利技术解决上述技术问题所采用的方案是：产气井温度压力分布的数值模拟方 法，包括以下步骤： A、建立温度压力耦合微分方程组模型； B、估计微分方程组相关参数； C、使用差分法进行算法设计； D、基于C#开发平台构建模拟软件； E、在模拟软件中输入初始数据，获得温度压力分布模拟结果。 进一步的，步骤A中，所述建立温度压力耦合微分方程组模型具体包括： 基于假设的模型构建条件分别获得能量守恒方程、质量守恒方程、动量守恒方 程： 其中，能量守恒方程： 质量守恒方程： 动量守恒方程： 在微元dl上，从流体到座封-地层界面传导的辐射热为 从座封-地层界面到周围地层传导的辐射热为： 结合式⑷和式（5)得到流体与周围地层热传导的微分方程： 将⑴和（6)整合，得到如下常微分方程： 当流体在井筒中流动的时候，由于管径变化很小，Joule - Thomson系数可以忽略 不计，因此dh = CpdT，对于式（7)整体的洽变化量为： 由式（1)、（2)、（3)、⑶可得天然气井中的流体压力、温度、密度和速率的微分组 方程： CN 105184061 A 说明书 3/8 页 用yi (i = 1，2, 3, 4)代替P，v，P，T，则方程组可简化为 进一步的，所述假设的模型构建条件包括： 天然气的流动是单向稳定的；井筒的传热是稳态的；地层传热是不稳定的；导管 和套管是同心的。 进一步的，步骤B中，估计微分方程组相关参数具体包括： BI.热传导系数估计： B2.计算定压比热Cp: Cp= 1243+3. 14T+7. 931 X 10 4Τ2-6· 881 X 10 7T3 (12) Β3·地层瞬态热传导方程： Β4.计算摩擦系数f : 进一步的，步骤C中，所述使用差分法进行算法设计包括对温度压力耦合微分方 程组模型的求解： 将产气井划分为η个区间，j (j = 1，2,…，η)为节点，η为井底，步长为h ; 温度压力耦合微分方程组的边界条件为： CN 105184061 A 兄明 4/8 页 为了计算各节点的相关量，使用如下的迭代方程： 为使用以上方程，需要估计a, b, c和d: 进一步的，步骤D中，所述模拟软件包括用户界面模块、输出输出模块、算法模块 和图表模块； 所述用户界面模块用于提供气井的初始信息，这些信息可划分为静态数据、流体 数据和生产数据： 静态数据：描述静态下气井特征； 流体数据：描述流体的状态； 生产数据：生产阶段给定的参数； 所述输入输出模块用于从存储器里读入、保存数据； 所述算法模块用于根据设计的算法进行数学计算； 所述图表模块用于将模拟的数据结果进行图表化展示。 本专利技术的有益效果是：对产气井的温度和压力分布进行精确预测，极大促进油气 开采设备设计水平的提高，从而有利于油气藏开发。【附图说明】 图1为井段结构示意图； 图2为导管内压减分析不意图； 图3为本专利技术流程图； 图4为模拟软件结构示意图； 图5为程序流程不意图； 图6为模拟出来的压力分布曲线图； 图7为模拟出来的温度分布曲线图。【具体实施方式】 本专利技术旨在提出一种，对产气井的温度压力 参数分布情况进行准确模拟，从而为生产提供指导依据。 本专利技术中有可能涉及的参数释义如下： A:内管面积，m2; Cp:定压比热，J/Kg. K ; f:摩擦系数； f (Td):地层瞬态热传导时间方程； g:重力加速度； h:比焓； kang:环中气体热传导性，J/m. K ; k_:座封热传导性，J/m. K ; ke:地层热传导性，J/m. K ; 1:井筒长度，1; M:气体的平均摩尔重，g/mol ; P:流体压强，pa ; Ppe:临界压强，pa; rcem :座封外径，m Re:雷诺数； t:生产时间，s ; T:流体温度，K ; ?；:周围地层温度，K ; Utl :总传热系数，W/m. K ; v:天然气速度，m/s ; w:总的质量流速； z:压缩因子； α :地层的热扩散率，m2/s。 下面结合附图及实施例对本专利技术的方案作更进一步的描述： 如图3所示，本专利技术包括： A、建立温度压力当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
产气井温度压力分布的数值模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：A、建立温度压力耦合微分方程组模型；B、估计微分方程组相关参数；C、使用差分法进行算法设计；D、基于C#开发平台构建模拟软件；E、在模拟软件中输入初始数据，获得温度压力分布模拟结果。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：徐玖平，陶志苗，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：四川;51
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