基于实测数据的气液两相流分析方法、系统、设备及介质与流程

本发明涉及油气开发，具体涉及基于实测数据的气液两相流分析方法、系统、设备及介质。

背景技术：

1、天然气作为一种环保型清洁能源，对经济社会的发展与构建生态文明社会有着积极的作用，随之对天然气的需求将越来越大，因此加强基础理论研究，提高采气工程技术水平，支撑天然气的高效开采显得尤为重要。

2、气井井筒的气液两相管流计算是采气工程中生产分析、排采工艺设计诊断的理论基础，其核心是探讨沿程的压力损失及其影响因素，对天然气高效开采有着重要的意义。但由于气井中流体的非均匀性，在气液两相管流中，气液各相的分布状况可能是多种多样，存在着各种不同的流动型态，而气液界面又很复杂和多变，因此，寻求实用的、严格的数学解是很困难的。一般的处理方法是从物理概念和基本方程出发，采用实验和因次分析方法得到描述某一特定两相管流过程的一些无因次参数，然后根据试验数据得出经验关系式。国内外常用的多相管流计算方法有hagedorn-brown、gray、beggs-brill、ansari、duns-ros(1963年)、气液两相无滑脱模型等相关式。哈盖登—布朗(hagedorn&brown)适合于产液气井两相流动的垂直管压降关系式，穆赫齐—布里尔(mukherjee&brill)适用于定向井、水平井和地面管线的倾斜管两相压降关系式。

3、以上这些方法是在实验的条件下得出的经验计算方法，且均有其不同的适应条件，在实际应用中都是先拟合生产数据、测试数据选择合适的公式进行计算。但这种方法存在的问题是：假如待计算的生产数据与拟合时数据差别不大，那么与直接使用测试数据没差别，不如直接用测试数据。若待计算的生产数据与拟合时数据差别较大(以a条件拟合得到的公式计算b情况)，所拟合的公式可能已经不适用。

4、因此，现有的气液两相流分析方法基本上是实验经验式，在现场应用中存在与生产实际误差较大的情况，计算结果不够准确，可靠性不高，不能很好地符合实际生产。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是现有的气液两相流分析方法基本上是实验经验式，在现场应用中存在与生产实际误差较大的情况，计算结果不够准确，可靠性不高，不能很好地符合实际生产。

2、本发明目的在于提供基于实测数据的气液两相流分析方法、系统、设备及介质，能够直接利用实测数据资料建立两相流分析方法，本发明引入大数据分析模式，从两条技术路线出发，一方面，创新地建立基于现场实测数据，气井两相流计算的基础数据库，并结合现场实际对实测数据进行平滑处理以及延伸，将待计算井的实际数据与基础数据库进行对比，选择相似度较高的若干组加权平均得到第一两相流压力剖面计算结果。另一方面，待计算生产井按照常规两相流关系式进行拟合，优选公式进行计算得到第二两相流压力剖面计算结果。最后将两种方法的两相流压力剖面计算结果加权平均得到最终结果。本发明基于可方便获取的实际生产数据，通过严谨的技术思路，形成一套方法创新、应用简单且更符合生产实际的气液两相流计算新方法，计算结果准确，可靠性高，更符合气井实际生产情况。

3、本发明通过下述技术方案实现：

4、第一方面，本发明提供了基于实测数据的气液两相流分析方法，该方法包括：

5、获取不同生产井在不同井况条件下的实测数据，基于实测数据构建基础数据库；

6、获取待计算生产井的相关数据，采用相似度函数计算待计算生产井与基础数据库的数据相似度，获得相似度最高的若干实测数据；

7、根据相似度最高的若干实测数据，计算待计算生产井的第一两相流压力剖面计算结果；

8、采用两相流关系式进行拟合，计算待计算生产井的第二两相流压力剖面计算结果；

9、根据第一两相流压力剖面计算结果和第二两相流压力剖面计算结果，将二者进行加权平均，得到待计算生产井的最终两相流压力剖面计算结果。

10、进一步地，实测数据包括生产井的井口油压、井口产量、井下压力、井下温度、井下深度和管柱尺寸。

11、进一步地，基于实测数据构建基础数据库，包括：

12、对实测数据进行预处理，得到预处理后的实测数据；

13、采用三次样条函数对预处理后的实测数据进行内外插值的延伸处理，得到延伸处理后的基础数据库。

14、进一步地，预处理为采用钟形曲线对实测数据进行高频滤波处理和分段平滑降噪处理。

15、进一步地，采用三次样条函数对预处理后的实测数据进行内外插值的延伸处理，包括：

16、采用三次样条函数，将预处理后的实测数据处理成第一预设长度一个点，并延伸至第二预设长度；其中：

17、对预处理后的实测数据构造满足数据系列的三次样条函数；

18、在每个区间[t0,t1),[t1,t2),......,[tn-1,tn),s(x)是三次多项式；设si(x)表示区间[ti,ti+1)上的三次多项式，则：

19、

20、式中，s(x)不同深度对应的压力，单位mpa。

21、进一步地，采用相似度函数计算待计算生产井与基础数据库的数据相似度，获得相似度高的实测数据，包括：

22、将待计算生产井与基础数据库的数据进行对比，采用相似度函数计算待计算生产井与基础数据库中每条实测数据的相似度；

23、按照大小将计算出的相似度进行排序，选取相似度最大的若干组实测数据；

24、对选取的若干组实测数据进行加权平均，得到加权平均结果；

25、将加权平均结果作为待计算生产井的第一两相流压力剖面计算结果。

26、进一步地，采用两相流关系式进行拟合，计算待计算生产井的第二两相流压力剖面计算结果，包括：

27、对待计算生产井的相关数据进行拟合，优选不同条件下适用的经试验验证的两相流关系式；

28、采用优选的两相流关系式，计算待计算生产井的第二两相流压力剖面计算结果。

29、第二方面，本发明又提供了基于实测数据的气液两相流分析系统，该系统包括：

30、获取单元，用于获取不同生产井在不同井况条件下的实测数据及待计算生产井的相关数据；

31、基础数据库构建单元，用于对实测数据进行预处理，得到预处理后的实测数据；并采用三次样条函数对预处理后的实测数据进行内外插值的延伸处理，得到延伸处理后的基础数据库；

32、相似度计算单元，用于采用相似度函数计算待计算生产井与基础数据库的数据相似度，获得相似度最高的若干实测数据；

33、第一计算单元，用于根据相似度最高的若干实测数据，计算待计算生产井的第一两相流压力剖面计算结果；

34、第二计算单元，用于采用两相流关系式进行拟合，计算待计算生产井的第二两相流压力剖面计算结果；

35、最终计算单元，用于根据第一两相流压力剖面计算结果和第二两相流压力剖面计算结果，将二者进行加权平均，得到待计算生产井的最终两相流压力剖面计算结果。

36、第三方面，本发明又提供了一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述的基于实测数据的气液两相流分析方法。

37、第四方面，本发明又提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述的基于实测数据的气液两相流分析方法。

38、本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

39、本发明基于实测数据的气液两相流分析方法、系统、设备及介质，本发明引入大数据分析模式，从两条技术路线出发，第一，创新地建立基于现场实测数据，气井两相流计算的基础数据库，并结合现场实际对实测数据进行平滑处理以及延伸，将待计算井的实际数据与基础数据库进行对比，选择相似度较高的若干组加权平均得到第一两相流压力剖面计算结果。第二，待计算生产井按照常规两相流关系式进行拟合，优选公式进行计算得到第二两相流压力剖面计算结果。最后将两种方法的两相流压力剖面计算结果加权平均得到最终结果。本发明基于可方便获取的实际生产数据，通过严谨的技术思路，形成一套方法创新、应用简单且更符合生产实际的气液两相流计算新方法，计算结果准确，可靠性高，更符合气井实际生产情况。