/// <summary>
/// Функция получения точек кривых притока P2 и оттока P1 для узлового анализа обводненной скважины (без откачки)
/// </summary>
/// <param name="num">Число точек</param>
/// <param name="P1">Массив значений забойного давления для точек кривой оттока с забоя (МПа)</param>
/// <param name="P2">Массив значений забойного давления для точек кривой притока из пласта к забою (МПа)</param>
/// <param name="gasDischarge">Массив значений дебита газа (тыс.куб.м/сут)</param>
/// <param name="waterDischarge">Массив значений дебит воды (м3/сут)</param>
public void GetPointsForNodeAnalize(int num, out double[] P1, out double[] P2, out double[] gasDischarge, out double[] waterDischarge)
{
P1 = new double[num];
P2 = new double[num];
gasDischarge = new double[num];
waterDischarge = new double[num];
double maxQ = Layer.CalcMaxGasRate();
double step = maxQ / num;
double gasQ = 0;
//создается новый Tubing чтобы не перезаписывать SegmentFlows
Tubing tubing = new Tubing(Tubing);
for (int i = 0; i < num; i++)
{
gasDischarge[i] = gasQ;
P2[i] = Layer.CalcBottomholePressure(gasQ);
double waterQ = Layer.CalcWaterRate(P2[i]);
double nglQ = NglFluid.CalcVolumeRate(Layer.NGLFactor, gasQ);
LiquidFlow liquidFlow = new LiquidFlow(nglQ, NglFluid, waterQ, WaterFluid);
GasFlow gasFlow = new GasFlow(GasFluid, gasQ, WellheadPressure, WellheadTemperature);
P1[i] = tubing.CalcBottomholePressure(gasFlow, liquidFlow, BottomholeTemperature);
waterDischarge[i] = waterQ;
gasQ += step;
}
}
/// <summary>
/// Функция получения точек кривых притока P2 и оттока P1 для узлового анализа сухой скважины
/// </summary>
/// <param name="num">Число точек</param>
/// <param name="P1">Массив значений забойного давления для точек кривой оттока с забоя (МПа)</param>
/// <param name="P2">Массив значений забойного давления для точек кривой притока из пласта к забою (МПа)</param>
/// <param name="Q">Массив значений дебита газа (тыс.куб.м/сут)</param>
public virtual void GetPointsForNodeAnalize(int num, out double[] P1, out double[] P2, out double[] Q)
{
P1 = new double[num];
P2 = new double[num];
Q = new double[num];
double maxQ = Layer.CalcMaxGasRate();
double step = maxQ / num;
double gasQ = 0;
//создается новый Tubing чтобы не перезаписывать SegmentFlows
Tubing tubing = new Tubing(Tubing);
for (int i = 0; i < num; i++)
{
Q[i] = gasQ;
GasFlow gasFlow = new GasFlow(GasFluid, gasQ, WellheadPressure, WellheadTemperature);
if (Layer.NGLFactor > 0)
{
double nglQ = NglFluid.CalcVolumeRate(Layer.NGLFactor, gasQ);
LiquidFlow liquidFlow = new LiquidFlow(nglQ, NglFluid);
P1[i] = Tubing.CalcBottomholePressure(gasFlow, liquidFlow, BottomholeTemperature);
}
else
{
P1[i] = tubing.CalcBottomholePressure(gasFlow, BottomholeTemperature);
}
P2[i] = Layer.CalcBottomholePressure(gasQ);
gasQ += step;
}
}
/// <summary>
/// Функция моделирования работы сухой скважины
/// </summary>
/// <param name="eps">Точность с которой будет расчитываться забойное давление (безразмерная)</param>
/// <param name="bottomHolePressure">Забойное давление (МПа)</param>
/// <param name="nglRate">Дебит конденсата (т/сут)</param>
/// <returns>Дебит газа в стандартных условиях (тыс.куб.м/сут)</returns>
public virtual double Modeling(double eps, out double bottomHolePressure, out double nglRate)
{
double maxQ = Layer.CalcMaxGasRate();
double gasQ = maxQ / 2;
double step = gasQ / 2;
double P1, P2;
do
{
GasFlow gasFlow = new GasFlow(GasFluid, gasQ, WellheadPressure, WellheadTemperature);
if (Layer.NGLFactor > 0)
{
double nglQ = NglFluid.CalcVolumeRate(Layer.NGLFactor, gasQ);
LiquidFlow liquidFlow = new LiquidFlow(nglQ, NglFluid);
P1 = Tubing.CalcBottomholePressure(gasFlow, liquidFlow, BottomholeTemperature);
}
else
{
P1 = Tubing.CalcBottomholePressure(gasFlow, BottomholeTemperature);
}
P2 = Layer.CalcBottomholePressure(gasQ);
// Если увеличиваем Q, то:
// - P1 увеличивается, т.к. устьевое давление константно, а дебит увеличен, следовательно,
// увеличивается забойное давление.
// - P2 уменьшается, т.к. пластовое давление константно, а приток к забою увеличивается, следовательно,
// должно уменьшится забойное давление.
//
// Аналогично, когда Q уменьшается, то P1 уменьшается а P2 увеличивается.
//
// Отсюда, если давление P1 больше давления P2, значит нужно брать левое половинное деление, иначе
// берем правое половинное значение.
if (Math.Abs(P1 - P2) <= eps)
{
break;
}
else if (P1 > P2)
{
gasQ = gasQ - step;
}
else
{
gasQ = gasQ + step;
}
if (gasQ < 0 || gasQ > maxQ)
{
gasQ = 0;
break;
}
step = step / 2;
} while (true);
bottomHolePressure = P1;
nglRate = CalcNglRate(gasQ);
return(gasQ);
}
/// <summary>
/// Функция высчитывания забойного давления остановленной скважины по затрубному давлению (МПа)
/// </summary>
public double CalcStaticBottomholePressureByAnnularTubing(double annularWellheadPressure)
{
AnnularTubing = new Tubing(Tubing);
AnnularTubing.TubingDiameter = Tubing.CalcEquivalentAnnularDiameter();
DryWell well = new DryWell(this);
well.Tubing = AnnularTubing;
well.WellheadPressure = annularWellheadPressure;
GasFlow gasFlow = new GasFlow(GasFluid, 0, annularWellheadPressure, WellheadTemperature);
double Pb = well.Tubing.CalcStaticBottomholePressure(gasFlow, BottomholeTemperature);
return(Pb);
}
/// <summary>
/// Функция высчитывания затрубного давления на устье остановленной скважины по забойному давлению (МПа)
/// </summary>
public double CalcStaticAnnularTubingByBottomholePressure(double bottomholePressure)
{
AnnularTubing = new Tubing(Tubing);
AnnularTubing.TubingDiameter = Tubing.CalcEquivalentAnnularDiameter();
DryWell well = new DryWell(this);
well.Tubing = AnnularTubing;
well.WellheadPressure = 0;
well.BottomholePressure = bottomholePressure;
GasFlow gasFlow = new GasFlow(GasFluid, 0, bottomholePressure, BottomholeTemperature, true);
double annularWellheadPressure = well.Tubing.CalcStaticWellheadPressure(gasFlow, WellheadTemperature);
return(annularWellheadPressure);
}
/// <summary>
/// Функция получения точек кривых притока P2 и оттока P1 по затрубному пространству для узлового анализа
/// обводненной скважины (с откачкой насосом)
/// </summary>
/// <param name="dynamicH">Динамический уровень пластовой жидкости, отсчитывается от входа в насос (м)</param>
/// <param name="num">Число точек</param>
/// <param name="P1">Массив значений забойного давления для точек кривой оттока с забоя (МПа)</param>
/// <param name="P2">Массив значений забойного давления для точек кривой притока из пласта к забою (МПа)</param>
/// <param name="gasDischarge">Массив значений дебита газа (тыс.куб.м/сут)</param>
/// <param name="waterDischarge">Массив значений дебит воды (м3/сут)</param>
public void GetPointsAnnularTubingNodeAnalize(double dynamicH, int num, out double[] P1, out double[] P2, out double[] gasDischarge, out double[] waterDischarge)
{
double topPartLength = Tubing.Length - dynamicH;
double dynamicHTemperature = BottomholeTemperature + (WellheadTemperature - BottomholeTemperature) * (dynamicH / Tubing.Length);
P1 = new double[num];
P2 = new double[num];
gasDischarge = new double[num];
waterDischarge = new double[num];
double maxQ = Layer.CalcMaxGasRate();
double step = maxQ / num;
double gasQ = 0;
//создается новый Tubing чтобы не перезаписывать SegmentFlows
Tubing annularTubing = new Tubing(AnnularTubing);
//Для затрубного пространства свободного от жидкости создаем эквивалент сухой скважины
DryWell topPartWell = new DryWell(this);
topPartWell.Tubing = annularTubing;
topPartWell.BottomholePressure = dynamicHTemperature;
for (int i = 0; i < num; i++)
{
gasDischarge[i] = gasQ;
GasFlow gasFlow = new GasFlow(GasFluid, gasQ, WellheadPressure, WellheadTemperature);
P2[i] = topPartWell.Layer.CalcBottomholePressure(gasQ);
P1[i] = topPartWell.Tubing.CalcBottomholePressure(gasFlow, dynamicHTemperature);
//Давление для притока воды берется как давление на середине динамического уровня
double waterPres = P2[i] + WaterFluid.CalcColumnPressure(dynamicH / 2);
waterDischarge[i] = Layer.CalcWaterRate(waterPres);
gasQ += step;
}
}
/// <summary>
/// Генерация верхнего потока
/// </summary>
public GasFlow GenerateTopFlow()
{
GasFlow generatedFlow = new GasFlow(Fluid, RateAtStandardConditions, TopPressure, TopTemperature, true);
return(generatedFlow);
}
/// <summary>
/// Генерация нижнего потока
/// </summary>
public GasFlow GenerateBottomFlow()
{
GasFlow generatedFlow = new GasFlow(Fluid, RateAtStandardConditions, BottomPressure, BottomTemperature);
return(generatedFlow);
}
/// <summary>
/// Функция моделирования работы плунжерного лифта
/// </summary>
/// <param name="eps">Точность с которой будет расчитываться забойное давление (безразмерная)</param>
/// <param name="plunger">Плунжер</param>
public PlungerModelingResult ModelingPlunger(double eps, Plunger plunger)
{
PlungerModelingResult mr = new PlungerModelingResult();
mr.StartGasRate = Modeling(eps, out mr.StartBtmhPressure, out mr.StartWaterRate, out mr.StartNglRate);
double P_avg = (WellheadPressure + mr.StartBtmhPressure) / 2;
mr.CritQ = CalcCriticalGasRate(P_avg);
//создается новый Tubing чтобы не перезаписывать SegmentFlows
Tubing tubing = new Tubing(Tubing);
mr.CloseGasRate = (mr.StartGasRate - mr.CritQ) / 2;
double step = (mr.StartGasRate - mr.CritQ) / 4;
int i = 0;
do
{
i++;
mr.CloseBtmhPressure = Layer.CalcBottomholePressure(mr.CloseGasRate);
mr.CloseWaterRate = Layer.CalcWaterRate(mr.CloseBtmhPressure);
double closeNglVolumeRate = NglFluid.CalcVolumeRate(Layer.NGLFactor, mr.CloseGasRate);
mr.CloseNglRate = CalcNglRate(mr.CloseGasRate);
LiquidFlow liquidFlow = new LiquidFlow(closeNglVolumeRate, NglFluid, mr.CloseWaterRate, WaterFluid);
GasFlow gasFlow = new GasFlow(GasFluid, mr.CloseGasRate, WellheadPressure, WellheadTemperature);
//Давление выше столба жидкость высотой h
double Ph = tubing.CalcBottomholePressure(gasFlow, liquidFlow, BottomholeTemperature);
//разница (P2 - P1) = rho*g*h создается столбом жидкости на забое
mr.ColumnHeight = WaterFluid.CalcColumnHeight(mr.CloseBtmhPressure - Ph);
// Объем столба воды над плунжером
mr.ColumnWaterVolume = WaterFluid.CalcVolumeOfColumnHeight(mr.ColumnHeight, Tubing.CrossSectionArea);
//Находим затрубное давление необходимое для поднятия плунжера с водой
double Pc_max = plunger.CalcMaxCasingPressure(WellheadPressure, Tubing.Length, mr.ColumnWaterVolume,
Tubing.AnnularCrossSectionArea, Tubing.CrossSectionArea);
//Забойное давление необходимое для поднятия плунжера с водой
mr.OpenBtmhPressure = CalcStaticBottomholePressureByAnnularTubing(Pc_max);
if (mr.OpenBtmhPressure < Layer.ReservoirPressure)
{
return(mr);
}
if (Ph > mr.CloseBtmhPressure)
{
mr.CloseGasRate = mr.CloseGasRate - step;
}
else
{
mr.CloseGasRate = mr.CloseGasRate + step;
}
step = step / 2;
if (i > 100)
{
break;
}
} while (true);
mr = new PlungerModelingResult();
return(mr);
}