WellFlo與PIPESIM管流關(guān)系式預(yù)測(cè)結(jié)果對(duì)比分析

朱 國 鐘海全 劉興國

(1.中石化西南油氣分公司川東北采氣廠，四川閬中 637400;2.西南石油大學(xué)油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，成都 610500;3.中石化西南油氣分公司川東北采氣廠，四川閬中 637400)

經(jīng)過國內(nèi)外研究者多年的研究，迄今已發(fā)展了大量的多相管流計(jì)算方法，包括各種經(jīng)驗(yàn)相關(guān)式和機(jī)理模型［1-2］。在WellFlo軟件中主要包括了Duns and Ros(std)、Duns and Ros(mod)、Beggs and Brill(std)、Beggs and Brill(mod)、Hagedorn and Brown(std)、Hagedorn and Brown(mod)、Orkiszewski、Gray，以上關(guān)系式分別簡寫為DR-std、DR-mod、BB-std、BB-mod、HB-std、HB-mod、Ork、Gray。對(duì)應(yīng)的PIPESIM軟件中管流關(guān)系式為Duns＆Ros(TDR)、Duns＆Ros Taitel Dukler(DRTD)Beggs＆Brill(TBB)、Beggs＆Brill 修 正 模 型 (BBR)、Hagedorn＆Brown(THB)、Hagedorn＆Brown 修 正 模 型 (THBR)、Orkiszewski(TORK)、GRAY(GRAYO)。上述方法均具有一定的適用條件，因此，應(yīng)用時(shí)必須針對(duì)實(shí)際流動(dòng)條件，對(duì)模型進(jìn)行適應(yīng)性評(píng)價(jià)分析。

本文根據(jù)誤差分析方法建立了多相管流計(jì)算方法綜合評(píng)價(jià)模型，利用該模型對(duì)WellFlo和PIPESIM軟件中的管流關(guān)系式預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行了評(píng)價(jià)分析，在此基礎(chǔ)上對(duì)WellFlo和PIPESIM軟件多相管流關(guān)系式預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行了綜合對(duì)比分析。

1 多相管流關(guān)系式綜合評(píng)價(jià)模型

為了針對(duì)具體的油氣井條件，對(duì)不同管流壓降模型進(jìn)行正確性和適應(yīng)性評(píng)價(jià)，采用如下統(tǒng)計(jì)分析方法對(duì)模型計(jì)算值進(jìn)行統(tǒng)計(jì)評(píng)價(jià)。

采用平均誤差來表示兩相流模型的整體偏差:

式中:n—井?dāng)?shù);xci—兩相管流模型計(jì)算的測(cè)點(diǎn)壓力，MPa;xthi— 實(shí)際測(cè)點(diǎn)壓力，MPa。

采用絕對(duì)平均誤差來表示平均誤差的大小:

采用標(biāo)準(zhǔn)誤差表示模型計(jì)算結(jié)果的離散程度:

由誤差分析方法并綜合上述統(tǒng)計(jì)誤差E1～E3定義如下多相管流計(jì)算方法相對(duì)性能系數(shù)RPF作為比較管流計(jì)算方法的綜合評(píng)價(jià)模型。

RPF可能的最小值為0，僅當(dāng)關(guān)系式各項(xiàng)誤差絕對(duì)值都最小時(shí)為0;最大值為3，僅當(dāng)各項(xiàng)誤差絕對(duì)值都最大時(shí)為3。RPF越接近0表示其計(jì)算方法相對(duì)性能越佳，越接近3表示其性能越差。可見上述定義的RPF反應(yīng)了參與比較的一組管流關(guān)系式綜合相對(duì)性能差異。

2 管流關(guān)系式預(yù)測(cè)結(jié)果對(duì)比分析

應(yīng)用中海油渤海渤中地區(qū)BZ26-2及BZ28-1油田，錦州地區(qū)JZ20-2氣田和東海平湖地區(qū)PHA油田及PH-B氣田現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)上文WellFlo和PIPESIM中的管流關(guān)系式進(jìn)行了對(duì)比評(píng)價(jià)。表1列出了各地區(qū)油氣田測(cè)試數(shù)據(jù)范圍。

表1 測(cè)試數(shù)據(jù)范圍

根據(jù)所搜集到的測(cè)試數(shù)據(jù)，分別按井口壓力計(jì)算井底流壓和按井底流壓計(jì)算井口壓力，計(jì)算結(jié)果表明:無論是根據(jù)井口壓力還是井底流壓評(píng)價(jià)各關(guān)系式，關(guān)系式性能排序是一致的，只是按井口壓力評(píng)價(jià)較按井底流壓評(píng)價(jià)誤差指標(biāo)略大一些。本研究采用井口壓力對(duì)2個(gè)軟件中的管流關(guān)系式進(jìn)行評(píng)價(jià)，表2給出了各地區(qū)WellFlo管流關(guān)系式評(píng)價(jià)結(jié)果，比較RPF值可得:渤中地區(qū)和平湖地區(qū)Gray關(guān)系式性能最佳，Ork性能最差;錦州地區(qū)HB-mod關(guān)系式性能最佳，Gray關(guān)系式性能也較好，BB-std性能最差。綜合各地區(qū)的評(píng)價(jià)結(jié)果，Gray關(guān)系式評(píng)價(jià)結(jié)果最佳。表3給出了各地區(qū)PIPESIM管流關(guān)系式評(píng)價(jià)結(jié)果，從RPF值可得:3個(gè)地區(qū)GRAYO關(guān)系式性能最佳，渤中和錦州地區(qū)TBB性能最差，平湖地區(qū)TORK性能最差。

3 WellFlo與PIPESIM軟件管流關(guān)系式對(duì)比

根據(jù)誤差指標(biāo)按式(4)計(jì)算出WellFlo和PIPESIM軟件綜合對(duì)比的各管流關(guān)系式性能系數(shù)，并按RPF值排序后列入表4。渤中地區(qū)和錦州地區(qū)均PIPESIM軟件的GRAYO關(guān)系式性能最佳，平湖地區(qū)WellFlo軟件的Gray關(guān)系式性能最佳;渤中地區(qū)和平湖地區(qū)均WellFlo軟件的Ork關(guān)系式性能最差，錦州地區(qū)為PIPESIM軟件的TBB關(guān)系式最差。可見就性能最佳的關(guān)系式和最差的關(guān)系式看，PIPESIM軟件較WellFlo軟件略好。3個(gè)地區(qū)RPF排序排在前9位的WellFlo均占6位，因此總體上看WellFlo又較PIPESIM軟件略好。

表2 WellFlo管流關(guān)系式評(píng)價(jià)結(jié)果

表3 PIPESIM管流關(guān)系式評(píng)價(jià)結(jié)果

表4 WellFlo與PIPESIM軟件管流關(guān)系式性能系數(shù)排序

根據(jù)表4中RPF排序結(jié)果可知，對(duì)于同一個(gè)模型，如 GRAYO/GRAY，渤中地區(qū)和錦州地區(qū)PIPESIM軟件計(jì)算結(jié)果較WellFlo好一些，但對(duì)平湖地區(qū)WellFlo軟件較PIPESIM軟件好;再如THBR/HB-mod，對(duì)于錦州地區(qū)和平湖地區(qū)，WellFlo軟件計(jì)算結(jié)果較好一些，但對(duì)渤中地區(qū)PIPESIM軟件計(jì)算結(jié)果略好一些，表5給出了不同地區(qū)軟件選擇結(jié)果。

表5 不同地區(qū)WellFlo與PIPESIM軟件選擇結(jié)果

4 結(jié)論

利用中海油錦州地區(qū)、渤中地區(qū)及平湖地區(qū)116井次實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)分別對(duì)WellFlo和PIPESIM 2個(gè)應(yīng)用廣泛的商業(yè)軟件中的管流計(jì)算方法進(jìn)行了評(píng)價(jià)分析，從各軟件管流關(guān)系式計(jì)算結(jié)果看，GRAY/GRAYO關(guān)系式性能最佳。就性能最佳的關(guān)系式和最差的關(guān)系式比較，PIPESIM軟件較WellFlo軟件略好，但從3個(gè)地區(qū)RPF排序排在前9中Well-Flo軟件均占6位來看，WellFlo軟件較PIPESIM軟件略好。

［1］黃偉，陳玉祥，王欣.利用WellFlo軟件提高井筒壓力計(jì)算的精度［J］.鉆采工藝，2004，27(4):54-55.

［2］白曉東，劉忠付，云慶.利用PIPESIM軟件優(yōu)化阿爾善油田站外集油系統(tǒng)［J］.石油規(guī)劃設(shè)計(jì)，2007，18(1):34-35.