【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及石油化工領域，具體而言，尤其是關于一種高壓co2多級節流后溫度和壓力計算方法及裝置。
技術介紹
1、水氣交替注入(wag)驅油技術是提高原油采收率的有效方式，水氣交替驅的驅替介質為水、氣體，氣體往往采用高純度的co2以獲取最高的驅替效率，實際工程中，co2氣源十分有限，可能采用n2、烴類氣及高含co2烴類氣進行替代。co2水氣交替就是水段塞和co2段塞交替注入，可有效解決使用co2作為驅替介質易發生粘性指進和氣竄現象，同時油氣傳質作用得到加強，有效擴大波及體積，提高氣體利用率，改善了co2的驅油效果。
2、wag驅油技術的水氣交替過程需要將井下一般為35mpa以上的高壓氣體降至常壓并進行泄放或后續處理，以便在后續過程中將水注入井筒。降壓過程一般采用多級降壓，因此計算各級節流出口的壓力值隨節流時間的變化情況對于控制節流系統和泄放過程十分關鍵。此外，高壓co2的節流過程會產生顯著的焦湯效應，導致co2的溫度發生顯著變化，故計算主管道內溫度隨節流時間的變化情況對節流管道設計、預防凍堵等也具有重要意義。
技術實現思路
1、本專利技術旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。為此，本專利技術提供了一種高壓co2多級節流后溫度和壓力計算方法，旨在精確、迅速地計算高壓co2多級節流后溫度和壓力。
2、為實現上述目的，本專利技術采取以下技術方案：
3、第一方面，本專利技術提供的一種高壓co2多級節流后溫度和壓力計算方法，包括以下步驟：確定co2的節
4、作為優選：所述的“計算co2的節流后最小壓力，并判斷是否需要對節流出口的預設調節壓力進行修正”具體為：
5、1)通過下式(1)計算co2的節流后最小壓力pc：
6、
7、式中，p1為節流前壓力；pc為節流后最小壓力；k為co2絕熱指數，平均值約為1.3；
8、2)比較節流后最小壓力pc與節流出口的預設調節壓力p2的大小：若節流后最小壓力pc小于等于預設調節壓力p2，則預設調節壓力p2合適；若節流后最小壓力pc大于預設調節壓力值p2，則將預設調節壓力p2修正為節流后最小壓力pc。
9、作為優選：所述伯努利方程的表達式如下：
10、
11、式中，w1為co2節流前流速；w2為co2節流后流速；v1＝1/ρ為co2比體積。
12、作為優選：所述的“基于真實氣體焓值計算不同溫度下co2焓值”具體為：
13、真實氣體焓值等于理想氣體焓值與等溫焓差之和，即：
14、
15、h0＝11.11374+0.47911t+7.62195×10-4t2
16、-3.59392×10-7t3+8.47438×10-11t4-0.57752×10-14t5(4)
17、
18、式中，h為真實氣體焓值；h0為理想氣體焓值；δht為等溫焓差；p為co2壓力；v為co2體積；ρ為co2密度；r為通用氣體常數；t為co2溫度；pc、tc分別為co2的臨界溫度和臨界壓力；tr＝t/tc；fω＝0.37464+1.54226ω-0.26992ω2，ω為偏心因子。
19、作為優選：所述單級co2節流后溫度的迭代計算公式如下：
20、
21、式中，t2i為第i步迭代計算所得co2節流后溫度；t2(i-1)為第i-1步迭代計算所得co2節流后溫度；α為每一步迭代的步長；h1為節流前co2焓值；h2(i-1)為第i-1步迭代計算所得節流后co2焓值。
22、作為優選：所述的“判斷迭代后co2焓值是否滿足設置精度要求，若滿足結束迭代并進入下一步驟，反之重復上一步驟直至滿足設置精度要求”具體為：
23、通過下式(7)判斷迭代后co2焓值是否滿足設置精度要求：若滿足，則結束迭代，輸出單級co2節流后溫度；若不滿足設置精度要求，則將計算后單級co2節流后溫度作為初值重復上一步驟，直至滿足設置精度要求，結束迭代，輸出單級co2節流后溫度；
24、
25、式中，h2i為第i步迭代計算所得節流后co2焓值；θ為設置精度；i表示迭代步數。
26、作為優選：各級節流入口的壓力的計算公式如下：
27、
28、pi＝pi-1+dp?(9)
29、式中，dp為節流入口的壓力值變化量；p為當前實際壓力，pamb為大氣壓力；t為節流時間；cw為速度系數，推薦值0.85，f為調節系數，取1，v為主管道容積，pout為末級節流出口的壓力，tout為末級節流出口的溫度；pi為第i步迭代計算所得節流入口的壓力。
30、作為優選：各級節流管道內溫度的計算公式如下：
31、
32、z3-(1-b)z2+(a-2b-3b2)z-(ab-b2-b3)＝0?(12)
33、式中，t0為各級節流入口co2的初始溫度；m為質量流量；z為壓縮因子；d為節流孔徑；d為節流管道直徑；a＝ap/(rt)2,b＝bp/(rt)。
34、作為優選：co2排放完全的判斷標準為節流管道內剩余co2質量降至0值，計算公式為：
35、
36、式中，g為節流管道內剩余co2質量；g0為初始時刻管內co2總量。
37、第二方面，本專利技術提供的一種高壓co2多級節流后溫度和壓力計算裝置，包括：
38、第一處理單元，用于確定co2的節流級數，并測量節流孔徑及節流管道容積；
39、第二處理單元，用于獲取co2的節流前壓力和節流前溫度，并確定節流出口的預設調節壓力；
40、第三處理單元，用于計算co2的節流后最小壓力，并判斷是否需要對節流出口的預設調節壓力進行修正；
41、第四處理單元，用于基于co2節流前壓力、預設調節壓力及co2絕熱指數構建伯努利方程計算co2節流后流速；
42、第五處理單元，用于基于真實氣體焓值計算不同溫度下co2焓值；
43、第六處理單元，用于基于不同溫度下co2焓值迭代計算單級co2節流后溫度；
44、第七處理本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種高壓CO2多級節流后溫度和壓力計算方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的高壓CO2多級節流后溫度和壓力計算方法，其特征在于，所述的“計算CO2的節流后最小壓力，并判斷是否需要對節流出口的預設調節壓力進行修正”具體為：
3.根據權利要求2所述的高壓CO2多級節流后溫度和壓力計算方法，其特征在于，所述伯努利方程的表達式如下：
4.根據權利要求3所述的高壓CO2多級節流后溫度和壓力計算方法，其特征在于，所述的“基于真實氣體焓值計算不同溫度下CO2焓值”具體為：
5.根據權利要求4所述的高壓CO2多級節流后溫度和壓力計算方法，其特征在于，所述單級CO2節流后溫度的迭代計算公式如下：
6.根據權利要求5所述的高壓CO2多級節流后溫度和壓力計算方法，其特征在于，所述的“判斷迭代后CO2焓值是否滿足設置精度要求，若滿足結束迭代并進入下一步驟，反之重復上一步驟直至滿足設置精度要求”具體為：
7.根據權利要求6所述的高壓CO2多級節流后溫度和壓力計算方法，其特征在于，各級節流入口的壓力的計算公式如下
8.根據權利要求7所述的高壓CO2多級節流后溫度和壓力計算方法，其特征在于，各級節流管道內溫度的計算公式如下：
9.根據權利要求8所述的高壓CO2多級節流后溫度和壓力計算方法，其特征在于，CO2排放完全的判斷標準為節流管道內剩余CO2質量降至0值，計算公式為：
10.一種高壓CO2多級節流后溫度和壓力計算裝置，其特征在于，包括：
...【技術特征摘要】
1.一種高壓co2多級節流后溫度和壓力計算方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的高壓co2多級節流后溫度和壓力計算方法，其特征在于，所述的“計算co2的節流后最小壓力，并判斷是否需要對節流出口的預設調節壓力進行修正”具體為：
3.根據權利要求2所述的高壓co2多級節流后溫度和壓力計算方法，其特征在于，所述伯努利方程的表達式如下：
4.根據權利要求3所述的高壓co2多級節流后溫度和壓力計算方法，其特征在于，所述的“基于真實氣體焓值計算不同溫度下co2焓值”具體為：
5.根據權利要求4所述的高壓co2多級節流后溫度和壓力計算方法，其特征在于，所述單級co2節流后溫度的迭代計算公式如下：
6.根據權利...
【專利技術屬性】
技術研發人員：于繼飛，陳歡，曹硯鋒，幸雪松，馬英文，任婧杰，鄒明華，高偉，沈恒云，潘豪，彭建霖，朱瑋濤，
申請(專利權)人：中海石油中國有限公司，
類型：發明
國別省市：
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