乙醇胺连续生产过程的计算机控制（B）

介绍了针对乙醇胺连续生产过程，运用质量守恒定律、能量安恒定律反应动力学原理，建立了几个主要操作单元的机理数学模型，主要有：管式反应吕器动态模型，精馏塔动态模型、产品组分分布模型和液ＮＨ３浓度软测量模型。     

水平井套管挠曲变形计算

应用能量守恒定律将具有初弯曲的水平井套管柱转化为直管柱，从而简化了套管柱挠曲变形的计算。讨论了相邻两扶正器问套管的力学模型，指出在铰支处应加上弯矩的作用。由此模型可得到水平井套管最大挠度的计算公式。     

油田一体化生产系统产能评价方法

为了改进一体化生产系统的设计和管理，将守恒定律与多相流体模型、节流模型相结合，开发了用于评估一体化生产系统稳态条件下产能的数学模型和工作流程，通过求解数学模型来表征储集层、油井、油嘴、管汇、分离器一体化生产系统在稳定状态下的水力特征，将井数、油嘴尺寸和分离器压力视为可控变量，通过调控这些变量来优化某一时刻的一体化生产系统动态。研究发现：增加井数可以增大等效油管和等效管线的流量，但井数过高会使管汇压力升高，导致单井产量下降；增加油嘴尺寸可以提高一体化生产系统的产能；一体化生产系统的产量与分离器压力负相关，随着分离器压力的增加和油嘴尺寸的减小，井数增加带来的总产液量（一体化生产系统产能）增量将减少。现场实例验证结果显示，模型最大相对偏差为1.5%，证明了提出的数学模型和工作流程的正确性和有效性。     

裸眼完井分支水平井井筒压力分布理论研究

根据水平井筒内单相变质量流特点，考虑影响井简压降大小的各个因素，利用质量守恒定律、动量定理以及管流摩阻公式，建立了水平井简压降计算模型。把井筒压降计算模型与油藏三维渗流模型耦合起来，可以得到井筒中的压力分布。通过对分支水平井井筒压力的初步研究，建立了井筒压力分布求解模型，得出了一些有益的结论，为进一步的研究打下坚实的基础。     

涩北气田多层疏松砂岩储层动态描述

阐述了储层动态描述技术原理。结合气井生产与不稳定测试资料对涩北气田进行了储层动态分析，研究了储层动态模型，确定了地层参数，指出涩北气田主要存在均质地层、径向复合地层与多层窜流三种地层模型，认为径向复合地层与多层窜流地层均是气井多层合采的动态反映。为了研究储层动态模型随时间的变化，将储层动态描述技术应用于单井多次测试。分析得到，在长期的生产过程中，气藏的地层模型、储层参数并没有发生明显变化。储层动态描述确定的地层模型在产能计算与产能预测、气井生产预测等方面有着重要的作用，比静态地质模型更具实际意义。     

低渗透双重介质油藏垂直裂缝井压力动态分析

低渗透双重介质地层压裂后会形成有限导流垂直裂缝井。结合沃伦-鲁特模型,利用质量守恒定律和椭圆流法,建立了低渗透双重介质油藏椭圆流数学模型,求得了在拉普拉斯空间井底压力表达式,并对影响井底压力动态的主要因素进行了分析。结果表明:启动压力梯度对低渗透垂直裂缝井试井曲线影响显著,无因次压力及其导数曲线后期呈上升趋势。且随启动压力梯度的增大,压力及其导数曲线抬升越高,上升得也越早。并对一口低渗透油藏垂直裂缝井进行了实例解释。     

隔热保温防磨油管下入深度确定方法

隔热保温防磨油管广泛应用于高凝原油开采,但其价格昂贵,准确计算其在油井的下入深度既可以实现保温效果的最大化,又能够有效控制材料成本,提高高凝、高含蜡油井开采效益。为此,以某隔热保温防磨油管为例,依据质量守恒定律、动量守恒定律和能量守恒定律,将油井产液看作气液两相流,建立了油井井筒温度场控制模型和井筒传热模型,开展了隔热保温防磨油管下入深度研究。通过对比多种计算方法,得到计算结果与现场实际很接近的迭代求解数值方法,保证了模型的收敛和稳定。B-2D井的应用结果表明:模型计算结果与生产现场测试结果相对误差为2. 12%; 30余口油井应用后平均节约225 m保温隔热防偏磨油管,平均井口温度提高18. 3℃,油井井口回压平均降低0. 42 MPa。建立的油井井筒温度场控制模型和井筒传热模型不仅可用于自喷井保温油管的下入深度计算,也可以为水合物形成、注氮气或注蒸汽工艺参数设计提供依据。     

采用Laplace空间源函数方法的复杂离散缝网半解析试井模型

分段压裂水平井的常规试井模型仅考虑主要的水力裂缝，忽略了在压裂过程中产生的大量次级裂缝。为了更准确的描述包括次级裂缝在内的复杂缝网对压力动态的影响，采用源函数方法建立了描述复杂离散裂缝网络的地层压力半解析模型。该模型由地层模型和裂缝模型两部分组成。地层模型将裂缝视为直线源，采用格林函数法累加多条裂缝的影响。裂缝模型将单条裂缝离散化，在每个小单元上使用Laplace空间的条带源函数，在考虑单个裂缝的压力动态时避免了繁琐的累加过程。使用该模型计算了单一裂缝、多条裂缝、复杂缝网三种情况下的压力动态。在单一裂缝情况下，考虑裂缝对称分布和不对称分布两种情况，计算结果与文献中的已有结果基本一致。在多条裂缝和复杂缝网情况下，计算结果显示次级裂缝的存在会使得压力动态偏离典型的双线性流或线性流。与现有模型的对比表明，考虑复杂缝网的模型能够更准确的描述导数曲线早期段。     

水平气井IPR模型评价

随着水平井开采数量的增长，需要一种快捷可靠的方法来估算这些井的压力-产量情况，更重要的是能用来优化井的生产动态并做出合理决策。为了预测水平气井的生产动态，在不同的时期，针对不同的储层条件和油藏性质，已经有许多人建立一些解析模型来获得气井的流入动态关系曲线和产能方程，在水平气井IPR的发展过程中，一些具有影响力的研究者提出的IPR模型已被广泛地应用于工业上，但是针对水平气井所建立的模型评价还比较单一。对几种主要的模型进行了概括、评价，并通过实际模拟气井的流入动态关系，得出合理的结论，为石油工程师们提供一个直观的参考，而不用再进行大量的重复工作，     

垂直向上环状流特性参数预测模型

在产水气井的垂直向上两相流动中，环流是一种非常重要的流型。对于环状流研究已由建立经验关系式的方法逐渐过渡到稳定机理模型的研究上。文中分析了机理模型研究中存在的不足，根据环状流的物理结构，应用动量守恒定律建立预测环状流特性参烽的数学模型，采用迭代法求解，解决了文献中存在的问题。     

模型论在FCCU模拟中的应用（Ⅱ）

主要讨论获得机理模型方法有类比法，相似理论法及解析法，明确在化工系统解析法运用七大规律即物料，能量及动量衡算，还有平衡规律（相平衡与化学平衡）、状态方程、传递速率（动量、热量与质量传递）以及化学反应速率。并举例说明动态建模规律。动态、静态区别在于恒算式中是否具有积累量。本文主要讨论了液面高度、汽轮机－压缩机系统与严格法多元系塔板动态模型的建立。     

SRT-Ⅲ型柴油裂解炉的动态模型

结合现场数据，采用理论与经验、静态与动态相结合的方法，开发了鲁姆斯ＳＲＴ－ Ⅲ型柴油裂解炉动态仿真模型。辐射管内物料采用由神经网络产生的拟静态模型，管外及炉膛的模型中引入了部分经验参数。仿真结果表明本文开发的模型适用范围广、逼真度高，满足动态模型适时性和精度要求。     

石脑油裂解炉动态建模与仿真研究

基于已建立的大型裂解炉石脑油裂解过程稳态模型，根据热量守恒、传热特性和管内裂解反应规律，分别对操作工况发生扰动情况下的管外壁温度变化特性和管内裂解气温度变化特性进行了分析，建立了裂解炉辐射段的裂解过程动态模型。当某些裂解工况(如进料流量、稀释蒸汽流量、进料温度和炉膛温度等)发生扰动时，可以仿真描绘管外壁温度、裂解气出口温度和主要产物收率等状态变量的动态变化曲线。可以用传递函数的形式来表征这些状态变量的动态特性，进而可以进行裂解炉动态前馈控制及其控制系统的研究。     

聚合物驱含水动态规律的ARMAX法建模与预测

用数值模拟方法研究聚合物驱油动态规律由于影响因素多且不确定，得到的结果与实际效果相比会有一定偏差，而利用历史数据建模时大多只考虑综合含水、注入黏度、渗透率等参数，而没有考虑反映聚合物驱的开发生产和注入参数，且建立的多为静态模型，不能完全反映聚合物驱的动态规律。为此，提出了一种系统辨识理论的建模方法，对油田聚合物驱的含水变化进行预测。该方法建立的模型是一带有外部激励的自回归滑动平均模型（ARMAX）。所建立的模型主要考虑了注入浓度、采油速度等影响聚合物驱含水变化的动态因素。通过实际聚合物驱动态数据测试，验证该方法建立的模型预测精度较高。利用ARMAX模型对聚合物驱含水变化进行预测是评价聚合物驱效果并降低风险的一种有效的方法。     

高升油田稠油产量预测方法探讨

稠油开采动态系统状态变化的主要开发指标“产油量”，具有时变性和随机性。根据高升油田稠油热采矿场资料，运用数理统计、油藏工程及系统工程，确定了适合高升油田稠油吞吐递减阶段产油量预测的基本模式──时间功能模型、统计规律模型，是油田中长期产油量预测和可采储量标定的较好方法。     

考虑井筒压降的水平井产能影响因素研究

水平井井筒内压降对水平井生产动态有较大影响,特别是当水平段较长时,将导致水平井筒末端油藏和井筒的压降很小,甚至为零。根据质量守恒定律和动量定理,在建立裸眼完井水平井筒内单相变质量流动压降方程的基础上,建立与油藏耦合的产能计算模型,分析了各因素对水平井产能的影响。通过研究发现,对于具体油藏具体水平井存在一个最优的水平段长度,同时水平井井径、流体粘度、流体密度、油层厚度、水平段到油藏底部距离、水平渗透率和垂向渗透率等参数均会对水平井的产能造成一定的影响。     

柱塞气举全过程动力学模拟研究

柱塞气举是通过在油管柱内上下循环运动的柱塞把地层产液举出地面的人工举升方法。一个完整的柱塞举升周期由柱塞上行、液段产出、气体放喷及液段再生四个阶段组成。应用质量和动量守恒定律,依据举升中的动力学分析,建立全过程举升动力学模型,能够研究柱塞举升过程中的柱塞位置、速度、加速度、压力、注气量、举升液量、举升周期等参数的变化规律及各参数间的变化关系。通过编制计算机程序,以实例井对模型进行了验证。计算表明所建立的动力学模型能够正确反映柱塞气举的周期特性,从而预测举升过程中各关键参数的变化规律及系统动态特征,为柱塞气举设计提供了新的计算途径。     

动态模拟技术在气体分馏装置先进过程控制项目实施中的应用

为解决气体分馏装置存在的多干扰、耦合严重、自动化程度低等问题，提出了多变量模型预测控制的先进过程控制(APC)方案。项目实施过程中，因丙烯精制塔塔板数多、分析仪间隔时间长等造成稳态时间长，常规阶跃测试难以获得可靠的模型，且产品纯度要求高，阶跃测试将对装置运行产生较大干扰。为此借助Aspen Hysys Dynamic软件构建动态模型，以此动态模型进行阶跃测试，利用动态模型的阶跃响应曲线构建APC项目的预测控制模型。实践结果表明，构建的动态模型获得了较好的效果，大大降低了阶跃测试的难度，减少了对装置的干扰，同时获得了较好的控制效果。     

考虑水化损伤作用的页岩动态自吸模型

页岩自吸作用是影响其钻井、压裂等工程措施的重要基础现象。不同于砂岩、碳酸盐岩地层，页岩黏土矿物发育，水相介质侵入页岩后与黏土接触诱发水化结构损伤，促进自吸。因此，若忽略自吸过程中的水化损伤，不符合页岩实际吸水状态，从而影响钻完井工程设计。为此，基于室内试验手段，建立了水化结构损伤定量表征方法，并以水化损伤演变规律为依据，在建立动态自吸毛细管力与动态迂曲度计算公式的基础上，构建了页岩动态自吸模型。页岩动态自吸模型预测的自吸曲线与实际自吸曲线吻合程度较好，验证了所构建模型的准确性。利用所构建的页岩动态自吸模型系统分析了影响页岩动态自吸的因素，结果表明，水化作用对页岩自吸具有显著促进作用。在强水化作用下，页岩孔隙度增大、迂曲度降低，具备更强的驱动力与更小的流动阻力，导致自吸量与自吸速率明显增大，表明水化损伤是影响页岩自吸的主要因素。研究结果深化了对页岩自吸机制的认识，为页岩地层钻完井工程制定合理技术措施提供了理论依据。     

催化裂化装置动态机理模型 Ⅱ.再生器部分

建立了前置烧焦罐式高效再生器动态机理模型。烧焦罐再生段采用轴向扩散模型，包括催化剂上碳含量、氢含量和再生温度动态分布参数方程、气体中氧含量拟稳态分布参数方程和催化剂藏量动态方程。二密相床气速低，采用气固全返混模型，并考虑了气体外扩散对烧碳速率的影响。二密相床数学模型包括再生剂碳含量和催化剂藏量的动态集中参数方程和烟气中氧含量的拟稳态代数方程。