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原文传递一种相态图绘制方法、装置、系统以及存储介质

专利名称：	一种相态图绘制方法、装置、系统以及存储介质
摘要：	本发明提供一种相态图绘制方法、装置、系统以及存储介质，属于油气开发领域，方法包括：从流体组分样本中获得初始甲烷摩尔百分数以及初始癸烷摩尔百分数，并导入甲烷性质参数、癸烷性质参数以及环境参数；对初始甲烷摩尔百分数、初始癸烷摩尔百分数、甲烷性质参数、癸烷性质参数以及环境参数进行气液共存的分析，并根据分析结果得到待处理摩尔百分数参数；计算待处理摩尔百分数参数、甲烷性质参数、癸烷性质参数以及环境参数的逸度，并根据计算结果得到目标气相摩尔百分数。本发明提高了绘制的精度，降低了绘制的难度，也节省了绘制的时间，解决了计算临界参数所出现的不易收敛问题。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	国家石油天然气管网集团有限公司
发明人：	任众鑫;朱喜平;李海川;李洪烈;黄发木;王健;成凡;韩娜;樊雪;郭海涛
专利状态：	有效
申请日期：	2023-05-23T00:00:00+0800
发布日期：	2023-11-21T00:00:00+0800
申请号：	CN202310584174.6
公开号：	CN117092284A
代理机构：	北京轻创知识产权代理有限公司
代理人：	孟鹏超
分类号：	G01N33/00;G06T11/20;G;G01;G06;G01N;G06T;G01N33;G06T11;G01N33/00;G06T11/20
申请人地址：	100013 北京市朝阳区东土城路5号A座6层08-10室
主权项：	1.一种相态图绘制方法，其特征在于，包括如下步骤： S1：从流体组分样本中获得初始甲烷摩尔百分数以及初始癸烷摩尔百分数，并导入甲烷性质参数、癸烷性质参数以及环境参数； S2：对所述初始甲烷摩尔百分数、所述初始癸烷摩尔百分数、所述甲烷性质参数、所述癸烷性质参数以及所述环境参数进行气液共存的分析，并根据分析结果得到待处理摩尔百分数参数； S3：计算所述待处理摩尔百分数参数、所述甲烷性质参数、所述癸烷性质参数以及所述环境参数的逸度，并根据计算结果得到目标气相摩尔百分数，返回至S1，直至达到预设迭代次数，从而得到多个目标气相摩尔百分数； S4：根据多个所述环境参数对多个所述目标气相摩尔百分数进行绘制，得到目标相态图。 2.根据权利要求1所述的一种相态图绘制方法，其特征在于，所述甲烷性质参数包括甲烷偏心因子、甲烷临界温度、二元交互系数以及甲烷临界压力，所述癸烷性质参数包括癸烷偏心因子、癸烷临界温度以及癸烷临界压力，所述环境参数包括环境压力和环境温度，所述S2的过程包括： S21：通过第一式计算所述甲烷偏心因子、所述甲烷临界温度、所述环境压力、所述环境温度以及所述甲烷临界压力的平衡常数初值，得到甲烷平衡常数初值，所述第一式为：其中，K1为甲烷平衡常数初值，pc1为甲烷临界压力，p为环境压力，ω1为甲烷偏心因子，Tc1为甲烷临界温度，T为环境温度； S22：通过第二式计算所述癸烷偏心因子、所述癸烷临界温度、所述环境压力、所述环境温度以及所述癸烷临界压力的平衡常数初值，得到癸烷平衡常数初值，所述第二式为：其中，K2为癸烷平衡常数初值，pc2为癸烷临界压力，p为环境压力，ω2为癸烷偏心因子，Tc2为癸烷临界温度，T为环境温度； S23：判断所述甲烷平衡常数初值、所述初始甲烷摩尔百分数、所述癸烷平衡常数初值以及所述初始癸烷摩尔百分数是否满足第三式且满足第四式，若不满足，则返回S1；若满足，则执行S24，所述第三式为： K1z1+K2z2＞1，所述第四式为：其中，K1为甲烷平衡常数初值，z1为初始甲烷摩尔百分数，K2为癸烷平衡常数初值，z2为初始癸烷摩尔百分数； S24：计算所述甲烷平衡常数初值、所述初始甲烷摩尔百分数、所述癸烷平衡常数初值以及所述初始癸烷摩尔百分数的气液相摩尔百分数，得到初始液相摩尔百分数、初始气相摩尔百分数、待处理甲烷液相摩尔百分数、待处理甲烷气相摩尔百分数、待处理癸烷气相摩尔百分数以及待处理癸烷液相摩尔百分数；所述待处理摩尔百分数参数包括所述初始液相摩尔百分数、所述初始气相摩尔百分数、所述待处理甲烷液相摩尔百分数、待处理甲烷气相摩尔百分数、所述待处理癸烷气相摩尔百分数以及所述待处理癸烷液相摩尔百分数。 3.根据权利要求2所述的一种相态图绘制方法，其特征在于，所述S24的过程包括：通过第一方程组计算所述甲烷平衡常数初值、所述初始甲烷摩尔百分数、所述癸烷平衡常数初值以及所述初始癸烷摩尔百分数的气液相摩尔百分数，得到初始液相摩尔百分数、初始气相摩尔百分数、待处理甲烷液相摩尔百分数、待处理甲烷气相摩尔百分数、待处理癸烷气相摩尔百分数以及待处理癸烷液相摩尔百分数，所述第一方程组为：其中，V为初始气相摩尔百分数，L为初始液相摩尔百分数，x1为待处理甲烷液相摩尔百分数，y1为待处理甲烷气相摩尔百分数，z1为初始甲烷摩尔百分数，x2为待处理癸烷液相摩尔百分数，y2为待处理癸烷气相摩尔百分数，z2为初始癸烷摩尔百分数，K1为甲烷平衡常数初值，K2为癸烷平衡常数初值。 4.根据权利要求2所述的一种相态图绘制方法，其特征在于，所述S3中，计算所述待处理摩尔百分数参数、所述甲烷性质参数、所述癸烷性质参数以及所述环境参数的逸度，并根据计算结果得到目标气相摩尔百分数的过程包括： S31：计算所述甲烷偏心因子、所述甲烷临界温度、所述甲烷临界压力、所述癸烷偏心因子、所述癸烷临界温度、所述癸烷临界压力、所述环境压力、所述环境温度、所述待处理甲烷液相摩尔百分数、所述待处理甲烷气相摩尔百分数、所述待处理癸烷气相摩尔百分数以及所述待处理癸烷液相摩尔百分数的逸度，得到甲烷液相逸度、甲烷气相逸度、癸烷液相逸度以及癸烷气相逸度； S32：判断所述甲烷液相逸度、所述甲烷气相逸度、所述癸烷液相逸度以及所述癸烷气相逸度是否满足第五式，若不满足，则执行S33；若满足，则将所述初始气相摩尔百分数作为目标气相摩尔百分数，所述第五式为：其中，f1V为甲烷气相逸度，f2V为甲烷液相逸度，f1L为癸烷气相逸度，f2L为癸烷液相逸度； S33：判断是否达到预设逸度计算次数，若否，则执行S34至S35；若是，则将第一预设值作为所述目标气相摩尔百分数； S34：通过第六式对所述甲烷液相逸度以及甲烷气相逸度进行平衡常数初值的更新，得到更新后甲烷平衡常数初值，所述第六式为：其中，K'1为更新后甲烷平衡常数初值，为甲烷气相逸度系数，/>为甲烷液相逸度系数； S35：通过第七式对所述癸烷液相逸度以及癸烷气相逸度进行平衡常数初值的更新，得到更新后癸烷平衡常数初值，并返回S23，所述第七式为：其中，K'2为更新后癸烷平衡常数初值，为癸烷气相逸度系数，/>为癸烷液相逸度系数。 5.根据权利要求4所述的一种相态图绘制方法，其特征在于，所述S31的过程包括：通过第八式至第十七式组成第二方程组，通过所述第二方程组计算所述甲烷偏心因子、所述甲烷临界温度、所述甲烷临界压力、所述癸烷偏心因子、所述癸烷临界温度、所述癸烷临界压力、所述环境压力、所述环境温度、所述待处理甲烷液相摩尔百分数、所述待处理甲烷气相摩尔百分数、所述待处理癸烷气相摩尔百分数以及所述待处理癸烷液相摩尔百分数的逸度，得到甲烷液相逸度、甲烷气相逸度、癸烷液相逸度以及癸烷气相逸度，所述第八式为：所述第九式为：所述第十式为：所述第十一式为：所述第十二式为：所述第十三式为：所述第十四式为：所述第十五式为：所述第十六式为：所述第十七式为：其中，其中，f1V为甲烷气相逸度，f2V为癸烷气相逸度，f1L为甲烷液相逸度，f2L为癸烷液相逸度，为甲烷气相逸度系数，/>为癸烷气相逸度系数，/>为甲烷液相逸度系数，/>为癸烷液相逸度系数，x1为待处理甲烷液相摩尔百分数，y1为待处理甲烷气相摩尔百分数，x2为待处理癸烷液相摩尔百分数，y2为待处理癸烷气相摩尔百分数，pc2为癸烷临界压力，p为环境压力，ω2为癸烷偏心因子，Tc2为癸烷临界温度，T为环境温度，pc1为甲烷临界压力，ω1为甲烷偏心因子，Tc1为甲烷临界温度，R为常数，ZV为气相压缩因子，ZL为液相压缩因子，AV为混合气体，AL为混合液体，k12为二元交互系数，m1为甲烷偏差因子函数，m2为癸烷偏差因子函数。 6.根据权利要求1所述的一种相态图绘制方法，其特征在于，所述环境参数包括环境压力和环境温度，所述S4的过程包括： S41：以所述环境温度作为横坐标、所述环境压力作为纵坐标对所有所述环境压力、所述环境温度以及所有所述目标气相摩尔百分数进行图形绘制，得到初始相态图； S42：对所述初始相态图中每一列的目标气相摩尔百分数进行判断，判断所述初始相态图中当前一列的所有目标气相摩尔百分数是否随所述环境压力呈凹型，若否，则对所述初始相态图中下一列的所有目标气相摩尔百分数进行判断；若是，则将所述初始相态图中当前一列的所有目标气相摩尔百分数对应的环境温度作为目标临界温度，并执行S43； S43：筛选出所述目标临界温度对应的所有所述环境压力的最大值，并将筛选后的最大环境压力作为目标临界压力； S44：分别对各个所述目标气相摩尔百分数对应的环境温度以及环境压力进行判断，判断所述环境温度是否小于所述目标临界温度，且所述环境压力大于所述目标临界压力，若是，则将第一预设值作为更新后目标气相摩尔百分数；若否，则将第二预设值作为所述更新后目标气相摩尔百分数； S45：根据所有所述更新后目标气相摩尔百分数对所述初始相态图进行更新，得到目标相态图。 7.一种相态图绘制装置，其特征在于，包括：参数获得模块，用于从流体组分样本中获得初始甲烷摩尔百分数以及初始癸烷摩尔百分数，并导入甲烷性质参数、癸烷性质参数以及环境参数；分析模块，用于对所述初始甲烷摩尔百分数、所述初始癸烷摩尔百分数、所述甲烷性质参数、所述癸烷性质参数以及所述环境参数进行气液共存的分析，并根据分析结果得到待处理摩尔百分数参数；计算模块，用于计算所述待处理摩尔百分数参数、所述甲烷性质参数、所述癸烷性质参数以及所述环境参数的逸度，并根据计算结果得到目标气相摩尔百分数，返回至所述参数获得模块，直至达到预设迭代次数，从而得到多个目标气相摩尔百分数；相态图获得模块，用于根据多个所述环境参数对多个所述目标气相摩尔百分数进行绘制，得到目标相态图。 8.根据权利要求7所述的一种相态图绘制装置，其特征在于，所述甲烷性质参数包括甲烷偏心因子、甲烷临界温度、二元交互系数以及甲烷临界压力，所述癸烷性质参数包括癸烷偏心因子、癸烷临界温度以及癸烷临界压力，所述环境参数包括环境压力和环境温度，所述分析模块具体用于： S21：通过第一式计算所述甲烷偏心因子、所述甲烷临界温度、所述环境压力、所述环境温度以及所述甲烷临界压力的平衡常数初值，得到甲烷平衡常数初值，所述第一式为：其中，K1为甲烷平衡常数初值，pc1为甲烷临界压力，p为环境压力，ω1为甲烷偏心因子，Tc1为甲烷临界温度，T为环境温度； S22：通过第二式计算所述癸烷偏心因子、所述癸烷临界温度、所述环境压力、所述环境温度以及所述癸烷临界压力的平衡常数初值，得到癸烷平衡常数初值，所述第二式为：其中，K2为癸烷平衡常数初值，pc2为癸烷临界压力，p为环境压力，ω2为癸烷偏心因子，Tc2为癸烷临界温度，T为环境温度； S23：判断所述甲烷平衡常数初值、所述初始甲烷摩尔百分数、所述癸烷平衡常数初值以及所述初始癸烷摩尔百分数是否满足第三式且满足第四式，若不满足，则返回所述参数获得模块；若满足，则执行S24，所述第三式为： K1z1+K2z2＞1，所述第四式为：其中，K1为甲烷平衡常数初值，z1为初始甲烷摩尔百分数，K2为癸烷平衡常数初值，z2为初始癸烷摩尔百分数； S24：计算所述甲烷平衡常数初值、所述初始甲烷摩尔百分数、所述癸烷平衡常数初值以及所述初始癸烷摩尔百分数的气液相摩尔百分数，得到初始液相摩尔百分数、初始气相摩尔百分数、待处理甲烷液相摩尔百分数、待处理甲烷气相摩尔百分数、待处理癸烷气相摩尔百分数以及待处理癸烷液相摩尔百分数；所述待处理摩尔百分数参数包括所述初始液相摩尔百分数、所述初始气相摩尔百分数、所述待处理甲烷液相摩尔百分数、待处理甲烷气相摩尔百分数、所述待处理癸烷气相摩尔百分数以及所述待处理癸烷液相摩尔百分数。 9.一种相态图绘制系统，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，当所述处理器执行所述计算机程序时，实现如权利要求1至6任一项所述的一种相态图绘制方法。 10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，当所述计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求1至6任一项所述的一种相态图绘制方法。
所属类别：	发明专利