WellFlo与PIPESIM管流关系式预测结果对比分析

朱 国 钟海全 刘兴国

(1.中石化西南油气分公司川东北采气厂，四川阆中 637400;2.西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室，成都 610500;3.中石化西南油气分公司川东北采气厂，四川阆中 637400)

经过国内外研究者多年的研究，迄今已发展了大量的多相管流计算方法，包括各种经验相关式和机理模型［1-2］。在WellFlo软件中主要包括了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，以上关系式分别简写为DR-std、DR-mod、BB-std、BB-mod、HB-std、HB-mod、Ork、Gray。对应的PIPESIM软件中管流关系式为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适用条件，因此，应用时必须针对实际流动条件，对模型进行适应性评价分析。

本文根据误差分析方法建立了多相管流计算方法综合评价模型，利用该模型对WellFlo和PIPESIM软件中的管流关系式预测结果进行了评价分析，在此基础上对WellFlo和PIPESIM软件多相管流关系式预测结果进行了综合对比分析。

1 多相管流关系式综合评价模型

为了针对具体的油气井条件，对不同管流压降模型进行正确性和适应性评价，采用如下统计分析方法对模型计算值进行统计评价。

采用平均误差来表示两相流模型的整体偏差:

式中:n—井数;xci—两相管流模型计算的测点压力，MPa;xthi— 实际测点压力，MPa。

采用绝对平均误差来表示平均误差的大小:

采用标准误差表示模型计算结果的离散程度:

由误差分析方法并综合上述统计误差E1～E3定义如下多相管流计算方法相对性能系数RPF作为比较管流计算方法的综合评价模型。

RPF可能的最小值为0，仅当关系式各项误差绝对值都最小时为0;最大值为3，仅当各项误差绝对值都最大时为3。RPF越接近0表示其计算方法相对性能越佳，越接近3表示其性能越差。可见上述定义的RPF反应了参与比较的一组管流关系式综合相对性能差异。

2 管流关系式预测结果对比分析

应用中海油渤海渤中地区BZ26-2及BZ28-1油田，锦州地区JZ20-2气田和东海平湖地区PHA油田及PH-B气田现场测试数据对上文WellFlo和PIPESIM中的管流关系式进行了对比评价。表1列出了各地区油气田测试数据范围。

表1 测试数据范围

根据所搜集到的测试数据，分别按井口压力计算井底流压和按井底流压计算井口压力，计算结果表明:无论是根据井口压力还是井底流压评价各关系式，关系式性能排序是一致的，只是按井口压力评价较按井底流压评价误差指标略大一些。本研究采用井口压力对2个软件中的管流关系式进行评价，表2给出了各地区WellFlo管流关系式评价结果，比较RPF值可得:渤中地区和平湖地区Gray关系式性能最佳，Ork性能最差;锦州地区HB-mod关系式性能最佳，Gray关系式性能也较好，BB-std性能最差。综合各地区的评价结果，Gray关系式评价结果最佳。表3给出了各地区PIPESIM管流关系式评价结果，从RPF值可得:3个地区GRAYO关系式性能最佳，渤中和锦州地区TBB性能最差，平湖地区TORK性能最差。

3 WellFlo与PIPESIM软件管流关系式对比

根据误差指标按式(4)计算出WellFlo和PIPESIM软件综合对比的各管流关系式性能系数，并按RPF值排序后列入表4。渤中地区和锦州地区均PIPESIM软件的GRAYO关系式性能最佳，平湖地区WellFlo软件的Gray关系式性能最佳;渤中地区和平湖地区均WellFlo软件的Ork关系式性能最差，锦州地区为PIPESIM软件的TBB关系式最差。可见就性能最佳的关系式和最差的关系式看，PIPESIM软件较WellFlo软件略好。3个地区RPF排序排在前9位的WellFlo均占6位，因此总体上看WellFlo又较PIPESIM软件略好。

表2 WellFlo管流关系式评价结果

表3 PIPESIM管流关系式评价结果

表4 WellFlo与PIPESIM软件管流关系式性能系数排序

根据表4中RPF排序结果可知，对于同一个模型，如 GRAYO/GRAY，渤中地区和锦州地区PIPESIM软件计算结果较WellFlo好一些，但对平湖地区WellFlo软件较PIPESIM软件好;再如THBR/HB-mod，对于锦州地区和平湖地区，WellFlo软件计算结果较好一些，但对渤中地区PIPESIM软件计算结果略好一些，表5给出了不同地区软件选择结果。

表5 不同地区WellFlo与PIPESIM软件选择结果

4 结论

利用中海油锦州地区、渤中地区及平湖地区116井次实测数据分别对WellFlo和PIPESIM 2个应用广泛的商业软件中的管流计算方法进行了评价分析，从各软件管流关系式计算结果看，GRAY/GRAYO关系式性能最佳。就性能最佳的关系式和最差的关系式比较，PIPESIM软件较WellFlo软件略好，但从3个地区RPF排序排在前9中Well-Flo软件均占6位来看，WellFlo软件较PIPESIM软件略好。

［1］黄伟，陈玉祥，王欣.利用WellFlo软件提高井筒压力计算的精度［J］.钻采工艺，2004，27(4):54-55.

［2］白晓东，刘忠付，云庆.利用PIPESIM软件优化阿尔善油田站外集油系统［J］.石油规划设计，2007，18(1):34-35.