本發(fā)明涉及環(huán)保領(lǐng)域，具體而言，涉及一種確定流體的井口注入相態(tài)的方法及裝置。

背景技術(shù)：

在二氧化碳地質(zhì)封存以及地下流體能源開發(fā)等領(lǐng)域，井筒是溝通地表與地下儲(chǔ)層的唯一通道。為了實(shí)現(xiàn)既定的工程目標(biāo)，包括產(chǎn)量、場地安全等，人們只能通過井口操作對注入工藝進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制。井口的主要調(diào)控對象就是注入流體的溫度和壓力，即流體的相態(tài)。因此，井口流體的相態(tài)是決定許多工程目標(biāo)能否有效實(shí)現(xiàn)的直接技術(shù)參數(shù)，有效的井口流體注入相態(tài)的設(shè)計(jì)方法對相關(guān)工程的成功實(shí)施至關(guān)重要。

然而，流體經(jīng)過井筒向地層的注入過程中涉及多方面的問題，如井筒管道流動(dòng)，井筒傳熱，地層入滲流動(dòng)，地層巖石力學(xué)等，由于地質(zhì)條件的復(fù)雜性以及不確定性，涉及的參數(shù)眾多，在工程設(shè)計(jì)階段參數(shù)取值也往往并不完備。

在傳統(tǒng)的油氣藏領(lǐng)域，井口壓力的設(shè)計(jì)主要考慮了井筒流動(dòng)摩擦壓降和流體重力，并采用十分簡化的方法進(jìn)行估算，對傳熱、地層安全控制壓力考慮十分有限。近年來，研究人員開展了一些研究工作改進(jìn)了這些缺點(diǎn)，如基于數(shù)值模擬技術(shù)進(jìn)行井口壓力設(shè)計(jì)。然而，這種方法也存在以下一些問題：首先，數(shù)值模擬需要較為準(zhǔn)確的地質(zhì)、幾何模型和眾多的參數(shù)，這一點(diǎn)在工程的設(shè)計(jì)階段很難具備。第二，井筒尺寸和地層尺寸差異巨大，進(jìn)行井筒-地層的聯(lián)合模擬將導(dǎo)致極其巨大的網(wǎng)格數(shù)量，進(jìn)而使得模擬難以進(jìn)行。第三，數(shù)值模擬技術(shù)一般是一種正演方法，也就是給定初-邊值條件計(jì)算域內(nèi)的物理量場。然而，井口壓力是邊界條件，因此，井口壓力的設(shè)計(jì)是利用一部分邊界條件(井底)計(jì)算另一部分邊界條件的過程，這是一個(gè)典型的反演分析。為了用數(shù)值模擬方法實(shí)現(xiàn)井口壓力的設(shè)計(jì)，必須將原問題變化為一系列的正演計(jì)算，也就是搜索可能的正演計(jì)算結(jié)果，因此，這將大大增加計(jì)算量。此外，以上方法都沒有將注入溫度作為設(shè)計(jì)目標(biāo)，因此無法直接給出井口流體的相態(tài)設(shè)計(jì)。

針對上述的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種確定流體的井口注入相態(tài)的方法及裝置，以至少解決相關(guān)技術(shù)中井口相態(tài)設(shè)計(jì)不合理的技術(shù)問題。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)方面，提供了一種確定流體的井口注入相態(tài)的方法，包括：獲取注入井井底地層的臨界條件，其中，上述臨界條件至少包括：井底地層的安全限制條件、流量限制條件以及井底的設(shè)計(jì)溫度，上述注入井用于將流體注入各注入層中；將獲取的上述臨界條件轉(zhuǎn)換為上述注入井的井口的邊界條件；根據(jù)井口邊界條件轉(zhuǎn)換結(jié)果，確定上述流體的井口注入相態(tài)。

進(jìn)一步地，獲取注入井井底地層的臨界條件包括：獲取上述注入井的井底地層中各儲(chǔ)層的壓力比；將獲取的上述各儲(chǔ)層的壓力比進(jìn)行比較，得到上述各儲(chǔ)層的壓力比中的最大壓力比；將上述最大壓力比作為井底地層的上述安全限制條件。

進(jìn)一步地，獲取上述注入井的井底地層中各儲(chǔ)層的壓力比包括：獲取各儲(chǔ)層處的注入流體壓力；獲取地層所允許的最大注入壓力；計(jì)算上述各儲(chǔ)層處的注入流體壓力與上述地層所允許的最大注入壓力之間的比值；將計(jì)算得到的結(jié)果作為上述各儲(chǔ)層的壓力比。

進(jìn)一步地，獲取上述注入井的井底地層中各儲(chǔ)層的壓力比包括：獲取各儲(chǔ)層處的注入流體壓力；獲取地層所允許的最大注入壓力；從經(jīng)驗(yàn)取值數(shù)據(jù)庫中獲取影響上述地層所允許的最大注入壓力的大小的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)；將上述地層所允許的最大注入壓力與上述經(jīng)驗(yàn)系數(shù)的乘積作為新的地層所允許的最大注入壓力；計(jì)算上述各儲(chǔ)層處的注入流體壓力與上述新的地層所允許的最大注入壓力之間的比值；將計(jì)算得到的結(jié)果作為上述各儲(chǔ)層的壓力比。

進(jìn)一步地，獲取地層所允許的最大注入壓力包括：確定上述注入井的井底地層中儲(chǔ)層的層數(shù)N；從第N層儲(chǔ)層開始，由下向上反推，比較下層求得的井口壓力是否大于上一層儲(chǔ)層的地層破裂壓力，若大于，則將作為下一層注入的井底壓力繼續(xù)上推，若不大于，則取算得的作為下一層注入的井底壓力繼續(xù)上推，直至地表，求得井口壓力；將井口壓力作為地層所允許的最大注入壓力。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的另一方面，還提供了一種確定流體的井口注入相態(tài)的裝置，包括：獲取單元，用于獲取注入井井底地層的臨界條件，其中，上述臨界條件至少包括：井底地層的安全限制條件、流量限制條件以及井底的設(shè)計(jì)溫度，上述注入井用于將流體注入各注入層中；轉(zhuǎn)換單元，用于將獲取的上述臨界條件轉(zhuǎn)換為上述注入井的井口的邊界條件；確定單元，用于根據(jù)井口邊界條件轉(zhuǎn)換結(jié)果，確定上述流體的井口注入相態(tài)。

進(jìn)一步地，上述獲取單元包括：獲取模塊，用于獲取上述注入井的井底地層中各儲(chǔ)層的壓力比；比較模塊，用于將獲取的上述各儲(chǔ)層的壓力比進(jìn)行比較，得到上述各儲(chǔ)層的壓力比中的最大壓力比；確定模塊，用于將上述最大壓力比確定為井底地層的上述安全限制條件。

進(jìn)一步地，上述獲取模塊包括：第一獲取子模塊，用于獲取各儲(chǔ)層處的注入流體壓力；第二獲取子模塊，用于獲取地層所允許的最大注入壓力；第一計(jì)算子模塊，用于計(jì)算上述各儲(chǔ)層處的注入流體壓力與上述地層所允許的最大注入壓力之間的比值；第一確定子模塊，用于將計(jì)算得到的結(jié)果確定為上述各儲(chǔ)層的壓力比。

進(jìn)一步地，上述獲取模塊包括：第三獲取子模塊，用于獲取各儲(chǔ)層處的注入流體壓力；第四獲取子模塊，用于獲取地層所允許的最大注入壓力；第五獲取子模塊，用于從經(jīng)驗(yàn)取值數(shù)據(jù)庫中獲取影響上述地層所允許的最大注入壓力的大小的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)；第二確定子模塊，用于將上述地層所允許的最大注入壓力與上述經(jīng)驗(yàn)系數(shù)的乘積確定為新的地層所允許的最大注入壓力；第二計(jì)算子模塊，用于計(jì)算上述各儲(chǔ)層處的注入流體壓力與上述新的地層所允許的最大注入壓力之間的比值；第三確定子模塊，用于將計(jì)算得到的結(jié)果確定為上述各儲(chǔ)層的壓力比。

進(jìn)一步地，上述第二獲取子模塊用于執(zhí)行以下步驟：確定上述注入井的井底地層中儲(chǔ)層的層數(shù)N；從第N層儲(chǔ)層開始，由下向上反推，比較下層求得的井口壓力是否大于上一層儲(chǔ)層的地層破裂壓力，若大于，則將作為下一層注入的井底壓力繼續(xù)上推，若不大于，則取算得的作為下一層注入的井底壓力繼續(xù)上推，直至地表，求得井口壓力；將井口壓力作為地層所允許的最大注入壓力。

在本發(fā)明實(shí)施例中，采用一種確定流體的井口注入相態(tài)的方法的方式，通過獲取注入井井底地層的臨界條件，其中，臨界條件至少包括：井底地層的安全限制條件、流量限制條件以及井底的設(shè)計(jì)溫度，注入井用于將流體注入各注入層中；將獲取的臨界條件轉(zhuǎn)換為注入井的井口的邊界條件；根據(jù)井口邊界條件轉(zhuǎn)換結(jié)果，確定流體的井口注入相態(tài)，達(dá)到了合理的確定流體的井口注入相態(tài)的目的，從而實(shí)現(xiàn)了快速的設(shè)計(jì)井口注入相態(tài)時(shí)依賴參數(shù)少，計(jì)算效率高的技術(shù)效果，進(jìn)而解決了相關(guān)技術(shù)中井口相態(tài)設(shè)計(jì)不合理的技術(shù)問題。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種可選的確定流體的井口注入相態(tài)的方法的流程圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種可選的確定流體的井口注入相態(tài)的裝置的示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分的實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

需要說明的是，本發(fā)明的說明書和權(quán)利要求書及上述附圖中的術(shù)語“第一”、“第二”等是用于區(qū)別類似的對象，而不必用于描述特定的順序或先后次序。應(yīng)該理解這樣使用的數(shù)據(jù)在適當(dāng)情況下可以互換，以便這里描述的本發(fā)明的實(shí)施例能夠以除了在這里圖示或描述的那些以外的順序?qū)嵤?。此外，術(shù)語“包括”和“具有”以及他們的任何變形，意圖在于覆蓋不排他的包含，例如，包含了一系列步驟或單元的過程、方法、系統(tǒng)、產(chǎn)品或設(shè)備不必限于清楚地列出的那些步驟或單元，而是可包括沒有清楚地列出的或?qū)τ谶@些過程、方法、產(chǎn)品或設(shè)備固有的其它步驟或單元。

實(shí)施例1

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例，提供了一種確定流體的井口注入相態(tài)的方法實(shí)施例，需要說明的是，在附圖的流程圖示出的步驟可以在諸如一組計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中執(zhí)行，并且，雖然在流程圖中示出了邏輯順序，但是在某些情況下，可以以不同于此處的順序執(zhí)行所示出或描述的步驟。

圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種可選的確定流體的井口注入相態(tài)的方法的流程圖，如圖1所示，該方法包括如下步驟：

步驟S102，獲取注入井井底地層的臨界條件，其中，臨界條件至少包括：井底地層的安全限制條件、流量限制條件以及井底的設(shè)計(jì)溫度，注入井用于將流體注入各注入層中；

步驟S104，將獲取的臨界條件轉(zhuǎn)換為注入井的井口的邊界條件；

步驟S106，根據(jù)井口邊界條件轉(zhuǎn)換結(jié)果，確定流體的井口注入相態(tài)。

由于在實(shí)際現(xiàn)場中，場地條件具有復(fù)雜性、不確定性，以及現(xiàn)場流體的注入工作的多變性，若給定單一的井口相態(tài)是不符合實(shí)際情況的。因此，獲取注入井井底地層的臨界條件，該臨界條件至少包括：井底地層的安全限制條件、流量限制條件以及井底的設(shè)計(jì)溫度，來提供一個(gè)指導(dǎo)現(xiàn)場操作的范圍，只要不超過臨界條件的范圍，是可以采用的。在獲取注入井井底地層的上述至少之一的臨界條件如井底地層的安全限制條件、流量限制條件以及井底的設(shè)計(jì)溫度后，采用相應(yīng)的轉(zhuǎn)換方法將獲取的臨界條件轉(zhuǎn)換為注入井的井口的邊界條件，該邊界條件也可以包括井口的安全限制條件、流量限制條件以及井口的設(shè)計(jì)溫度。最后根據(jù)轉(zhuǎn)換的邊界條件，確定流體的井口注入相態(tài)，得到的井口注入相態(tài)將是能夠滿足工程設(shè)計(jì)目標(biāo)的指導(dǎo)值。

在本發(fā)明實(shí)施例中，采用一種確定流體的井口注入相態(tài)的方法的方式，通過獲取注入井井底地層的臨界條件，其中，臨界條件至少包括：井底地層的安全限制條件、流量限制條件以及井底的設(shè)計(jì)溫度，注入井用于將流體注入各注入層中；將獲取的臨界條件轉(zhuǎn)換為注入井的井口的邊界條件；根據(jù)井口邊界條件轉(zhuǎn)換結(jié)果，確定流體的井口注入相態(tài)，達(dá)到了合理的確定流體的井口注入相態(tài)的目的，從而實(shí)現(xiàn)了快速的設(shè)計(jì)井口注入相態(tài)時(shí)依賴參數(shù)少，計(jì)算效率高的技術(shù)效果，進(jìn)而解決了相關(guān)技術(shù)中井口相態(tài)設(shè)計(jì)不合理的技術(shù)問題。

可選地，獲取注入井井底地層的臨界條件包括：獲取注入井的井底地層中各儲(chǔ)層的壓力比；將獲取的各儲(chǔ)層的壓力比進(jìn)行比較，得到各儲(chǔ)層的壓力比中的最大壓力比；將最大壓力比作為井底地層的安全限制條件。

也即，獲取注入井井底地層的臨界條件為井底地層中各儲(chǔ)層的壓力比時(shí)，通過比較獲取的各儲(chǔ)層的壓力比，得到各儲(chǔ)層的壓力比中的最大壓力比，將該最大壓力比作為井底地層的安全限制條件，再采用相應(yīng)的轉(zhuǎn)換方法將獲取的該最大壓力比轉(zhuǎn)換為注入井的井口的邊界條件。

可選地，獲取注入井的井底地層中各儲(chǔ)層的壓力比包括：獲取各儲(chǔ)層處的注入流體壓力；獲取地層所允許的最大注入壓力；計(jì)算各儲(chǔ)層處的注入流體壓力與地層所允許的最大注入壓力之間的比值；將計(jì)算得到的結(jié)果作為各儲(chǔ)層的壓力比。

對于一個(gè)包含任意數(shù)目的儲(chǔ)層系統(tǒng)，要求在注入過程中每個(gè)儲(chǔ)層均是穩(wěn)定的，為此，需要最危險(xiǎn)的那個(gè)儲(chǔ)層穩(wěn)定即可，因此需要評價(jià)各儲(chǔ)層的危險(xiǎn)程度。如果找到最危險(xiǎn)儲(chǔ)層，則可以確定其他儲(chǔ)層是否是穩(wěn)定的。定義儲(chǔ)層危險(xiǎn)程度的表征指標(biāo)，儲(chǔ)層的危險(xiǎn)程度取決于兩個(gè)方面的因素，一方面是儲(chǔ)層處的注入流體壓力，另一個(gè)因素是該處地層的所允許的最大注入壓力，一般和該處地層的破裂壓力有關(guān)，將各儲(chǔ)層處的注入流體壓力與地層所允許的最大注入壓力之間的比值作為各儲(chǔ)層的壓力比P_ki/[P_ki]定義儲(chǔ)層危險(xiǎn)程度，其中P_ki表示第i儲(chǔ)層處的流體壓力，[P_ki]表示第i個(gè)儲(chǔ)層所允許的最大壓力，它和地層破裂壓力有關(guān)。但在實(shí)際的注入過程中，還可以要求所有儲(chǔ)層的壓力比中最大的那個(gè)滿足如下的條件，同時(shí)要求指定的儲(chǔ)層流體溫度，如，

滿足條件：

其中，第一個(gè)式表示第i個(gè)地層處的注入壓力的控制范圍，P_bi表示毛細(xì)管壓力(單位Pa)；P_0i表示地層壓力(單位Pa)，P_ki表示第i個(gè)儲(chǔ)層的井壁注入壓力(單位Pa)；[P_ki]為第i個(gè)儲(chǔ)層最大允許的注入壓力(Pa)；第二個(gè)式子表示注入量的控制條件，C_WH為項(xiàng)目設(shè)定的總注入流量(單位kg/s)，C_i表示第i個(gè)儲(chǔ)層的實(shí)際注入流量(單位kg/s)；M0表示總目標(biāo)注入量(單位t/a)；第三個(gè)式子表示井底溫度控制條件，T_i表示地層處的實(shí)際注入溫度，是項(xiàng)目設(shè)定的溫度下限。通常，[T_i]可通過設(shè)定井底地層處的溫度條件來控制流體井底的相態(tài)，可選地設(shè)定為超臨界狀態(tài)。

可選地，獲取注入井的井底地層中各儲(chǔ)層的壓力比包括：獲取各儲(chǔ)層處的注入流體壓力；獲取地層所允許的最大注入壓力；從經(jīng)驗(yàn)取值數(shù)據(jù)庫中獲取影響地層所允許的最大注入壓力的大小的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)；將地層所允許的最大注入壓力與經(jīng)驗(yàn)系數(shù)的乘積作為新的地層所允許的最大注入壓力；計(jì)算各儲(chǔ)層處的注入流體壓力與新的地層所允許的最大注入壓力之間的比值；將計(jì)算得到的結(jié)果作為各儲(chǔ)層的壓力比。

由于允許的最大注入壓力一般要求不使地層發(fā)生破裂，因此，要小于地層破裂壓力，在地層壓力的基礎(chǔ)上再引入各種影響系數(shù)以及安全儲(chǔ)備系數(shù)，如下式所示：

[P_ki]＝ηP_fi (2)

其中，P_fi為第i個(gè)地層的地層破裂壓力；η為考慮種各種影響因素以及安全儲(chǔ)備的綜合影響因子，η＝S·ξ₁·ξ₂…ξ_m (3)

S·ξ₁·ξ₂…ξ_m這些系數(shù)的確定可以通過調(diào)研其他相關(guān)工程如酸性流體回注以及油氣藏工程的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行確定。這些經(jīng)驗(yàn)系數(shù)可以形成專用的經(jīng)驗(yàn)取值數(shù)據(jù)庫。

也即在獲取各儲(chǔ)層處的注入流體壓力后，可以得到地層所允許的最大注入壓力；然后從經(jīng)驗(yàn)取值數(shù)據(jù)庫中獲取影響地層所允許的最大注入壓力的大小的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)；將地層所允許的最大注入壓力與經(jīng)驗(yàn)系數(shù)的乘積作為新的地層所允許的最大注入壓力，進(jìn)而計(jì)算各儲(chǔ)層處的注入流體壓力與新的地層所允許的最大注入壓力之間的比值，將該比值作為各儲(chǔ)層的壓力比。

此外，由于井筒流動(dòng)與地層入滲是一個(gè)耦合過程。從井筒向地層中的流量采用如下公式進(jìn)行計(jì)算，這是基于地層流動(dòng)解析解得到的公式。

由于地層的危險(xiǎn)性取決于壓力比，包括地層處流體壓力以及地層破裂壓力等影響因素。因此，對于多個(gè)地層而言，需要找到流體在井筒流動(dòng)以及向地層流動(dòng)的過程中那個(gè)最危險(xiǎn)儲(chǔ)層。對于多層同時(shí)注入時(shí)，由于預(yù)先并不知道是哪一個(gè)儲(chǔ)氣層的壓力最先達(dá)到其地層的破裂壓力。可選地，獲取地層所允許的最大注入壓力包括：確定注入井的井底地層中儲(chǔ)層的層數(shù)N；從第N層儲(chǔ)層開始，由下向上反推，比較下層求得的井口壓力是否大于上一層儲(chǔ)層的地層破裂壓力，若大于，則將作為下一層注入的井底壓力繼續(xù)上推，若不大于，則取算得的作為下一層注入的井底壓力繼續(xù)上推，直至地表，求得井口壓力；將井口壓力作為地層所允許的最大注入壓力。

也即，采用先拆分后疊加的方法，將多個(gè)儲(chǔ)氣層視作為由多個(gè)單一儲(chǔ)層組合而成的整體，看作是N個(gè)單層注入工況的豎向疊加，即可對每個(gè)單層注入采用快速顯式有限差分法進(jìn)行求解。從第N個(gè)儲(chǔ)層出發(fā)，由下往上反推，將下層求得的“假井口壓力”P_ki(即某個(gè)儲(chǔ)氣層蓋層頂處的壓力)與上一儲(chǔ)層的地層破裂壓力P_fi進(jìn)行比較，若P_ki>P_fi，則取P_ki＝P_fi作為下一個(gè)單層注入的井底壓力繼續(xù)上推，反之取算得的P_ki繼續(xù)上推，直至地表，求得真正的井口壓力P₀，作為多層注入時(shí)的最大允許注入壓力。

需要說明的是，上述方法也可以運(yùn)用于涉及流體注入工程中井口處流體注入溫度、注入壓力及井筒安全控制的應(yīng)用領(lǐng)域，如二氧化碳地質(zhì)封存、二氧化碳地質(zhì)利用(驅(qū)油、驅(qū)氣、強(qiáng)化采熱等)、酸性流體回注以及油氣藏工程等。

另外關(guān)于井筒-地層傳熱模型，可以采用井筒-地層傳熱的Ramy解析解來研究傳熱過程，但需要將原方程改造成反演解。這是因?yàn)镽amy解析解本身是一個(gè)正演解，而在井口相態(tài)(溫度)設(shè)計(jì)中，需要根據(jù)井底溫度條件求得井口的溫度值。

Ramy井筒流體溫度的解析解為，其反演形式我們將采用數(shù)值迭代法進(jìn)行。T(H,t)＝aH+b-aA+(T₀+aA-b)e^(-H/A) (5)

其中，

以及，

其中，a是地?zé)崽荻?℃/m)；b是地表溫度(℃)；T0為注入流體的溫度(℃)；H是流體所在位置的深度(m)；t為注入時(shí)間(s)；Gt為注入率(t/d)；K為巖石導(dǎo)熱系數(shù)(W/m/K)；rt0為套管外半徑(m)；為地層平均釋熱系數(shù)(m2/s)；rh為鉆孔半徑(m)；Ut為流體到地層的總換熱系數(shù)(W/m2/K)。

井口壓力與溫度的反演，井筒流動(dòng)的方程組可以重新表達(dá)為如下的關(guān)于流體壓力的方程，

我們采用該方程的顯式差分格式進(jìn)行求解，其格式如下，

為了反映地層向井筒流體的傳熱過程，每個(gè)差分段內(nèi)都要調(diào)用Ramy溫度解。只要通過上述求解過程，從井底的臨界條件向井口進(jìn)行計(jì)算，就可以得到井口流體的設(shè)計(jì)溫度和設(shè)計(jì)壓力值。通過上述方式，將井筒流動(dòng)傳熱提煉成一個(gè)半解析模型，得到地層流動(dòng)方程的解析模型，將二者結(jié)合起來，形成了井筒流動(dòng)-傳熱-地層注入過程的簡易分析模型。簡易模型的求解基于解析解+顯式差分法，因此計(jì)算速度快。與傳統(tǒng)正演數(shù)值模擬方法相比，依賴的參數(shù)較少，無需大規(guī)模網(wǎng)格，也無需正演迭代，因此計(jì)算量極小。本方法適用于任意數(shù)目的儲(chǔ)層-蓋層組合的數(shù)目及適合于工程注入實(shí)施的各個(gè)階段，并且對于工程開工前的注入設(shè)計(jì)有幫助。

實(shí)施例2

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的另一方面，還提供了一種確定流體的井口注入相態(tài)的裝置，圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種可選的確定流體的井口注入相態(tài)的裝置的示意圖，該裝置包括：獲取單元20，用于獲取注入井井底地層的臨界條件，其中，臨界條件至少包括：井底地層的安全限制條件、流量限制條件以及井底的設(shè)計(jì)溫度，注入井用于將流體注入各注入層中；轉(zhuǎn)換單元40，用于將獲取的臨界條件轉(zhuǎn)換為注入井的井口的邊界條件；確定單元60，用于根據(jù)井口邊界條件轉(zhuǎn)換結(jié)果，確定流體的井口注入相態(tài)。

在本發(fā)明實(shí)施例中，通過上述裝置，達(dá)到了合理的確定流體的井口注入相態(tài)的目的，從而實(shí)現(xiàn)了快速的設(shè)計(jì)井口注入相態(tài)時(shí)依賴參數(shù)少，計(jì)算效率高的技術(shù)效果，進(jìn)而解決了相關(guān)技術(shù)中井口相態(tài)設(shè)計(jì)不合理的技術(shù)問題。

可選地，獲取單元包括：獲取模塊，用于獲取注入井的井底地層中各儲(chǔ)層的壓力比；比較模塊，用于將獲取的各儲(chǔ)層的壓力比進(jìn)行比較，得到各儲(chǔ)層的壓力比中的最大壓力比；確定模塊，用于將最大壓力比確定為井底地層的安全限制條件。

可選地，獲取模塊包括：第一獲取子模塊，用于獲取各儲(chǔ)層處的注入流體壓力；第二獲取子模塊，用于獲取地層所允許的最大注入壓力；第一計(jì)算子模塊，用于計(jì)算各儲(chǔ)層處的注入流體壓力與地層所允許的最大注入壓力之間的比值；第一確定子模塊，用于將計(jì)算得到的結(jié)果確定為各儲(chǔ)層的壓力比。

可選地，獲取模塊包括：第三獲取子模塊，用于獲取各儲(chǔ)層處的注入流體壓力；第四獲取子模塊，用于獲取地層所允許的最大注入壓力；第五獲取子模塊，用于從經(jīng)驗(yàn)取值數(shù)據(jù)庫中獲取影響地層所允許的最大注入壓力的大小的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)；第二確定子模塊，用于將地層所允許的最大注入壓力與經(jīng)驗(yàn)系數(shù)的乘積確定為新的地層所允許的最大注入壓力；第二計(jì)算子模塊，用于計(jì)算各儲(chǔ)層處的注入流體壓力與新的地層所允許的最大注入壓力之間的比值；第三確定子模塊，用于將計(jì)算得到的結(jié)果確定為各儲(chǔ)層的壓力比。

可選地，第二獲取子模塊用于執(zhí)行以下步驟：確定注入井的井底地層中儲(chǔ)層的層數(shù)N；從第N層儲(chǔ)層開始，由下向上反推，比較下層求得的井口壓力是否大于上一層儲(chǔ)層的地層破裂壓力，若大于，則將作為下一層注入的井底壓力繼續(xù)上推，若不大于，則取算得的作為下一層注入的井底壓力繼續(xù)上推，直至地表，求得井口壓力；將井口壓力作為地層所允許的最大注入壓力。

需要說明的是，實(shí)施例2中裝置部分各實(shí)施方式與實(shí)施例1中方法部分各實(shí)施方式相對應(yīng)的，在此不再贅述。

本發(fā)明實(shí)施例序號僅僅為了描述，不代表實(shí)施例的優(yōu)劣。

在本發(fā)明的實(shí)施例中，對各個(gè)實(shí)施例的描述都各有側(cè)重，某個(gè)實(shí)施例中沒有詳述的部分，可以參見其他實(shí)施例的相關(guān)描述。

在本申請所提供的幾個(gè)實(shí)施例中，應(yīng)該理解到，所揭露的技術(shù)內(nèi)容，可通過其它的方式實(shí)現(xiàn)。其中，以上所描述的裝置實(shí)施例僅僅是示意性的，例如所述單元的劃分，可以為一種邏輯功能劃分，實(shí)際實(shí)現(xiàn)時(shí)可以有另外的劃分方式，例如多個(gè)單元或組件可以結(jié)合或者可以集成到另一個(gè)系統(tǒng)，或一些特征可以忽略，或不執(zhí)行。另一點(diǎn)，所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過一些接口，單元或模塊的間接耦合或通信連接，可以是電性或其它的形式。

所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個(gè)地方，或者也可以分布到多個(gè)單元上。可以根據(jù)實(shí)際的需要選擇其中的部分或者全部單元來實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例方案的目的。

另外，在本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例中的各功能單元可以集成在一個(gè)處理單元中，也可以是各個(gè)單元單獨(dú)物理存在，也可以兩個(gè)或兩個(gè)以上單元集成在一個(gè)單元中。集成的單元既可以采用硬件的形式實(shí)現(xiàn)，也可以采用軟件功能單元的形式實(shí)現(xiàn)。

所述集成的單元如果以軟件功能單元的形式實(shí)現(xiàn)并作為獨(dú)立的產(chǎn)品銷售或使用時(shí)，可以存儲(chǔ)在一個(gè)計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中?；谶@樣的理解，本發(fā)明的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說對現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻(xiàn)的部分或者該技術(shù)方案的全部或部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)品存儲(chǔ)在一個(gè)存儲(chǔ)介質(zhì)中，包括若干指令用以使得一臺計(jì)算機(jī)設(shè)備(可為個(gè)人計(jì)算機(jī)、服務(wù)器或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲(chǔ)介質(zhì)包括：U盤、只讀存儲(chǔ)器(ROM，Read-Only Memory)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM，Random Access Memory)、移動(dòng)硬盤、磁碟或者光盤等各種可以存儲(chǔ)程序代碼的介質(zhì)。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。