产能模拟

产能模拟（共4篇）

产能模拟 篇1

符号注释

下标r—地层;下标m—模型;CL—几何相似系数;Cρ—电导率相似系数;Cp—压力相似系数;Cq—流量相似系数;I—电流,A;i—电流密度,A/m2;U—电压差,V;ν—流速,m/s;ρ—电导率,A/(V·m);ΔP—生产压差,MPa;Re—供给半径,m;μo—流体黏度,mPa·s;K—地层厚度,m;L—井筒长度,m;$\beta =\sqrt{{\rm K}{}_{\text{h}}/{\rm K}{}_{\text{v}}}$,Kh和Kv分别是地层垂向和水平渗透率;n—分支井数;Bo—原油体积系数;ρo—原油密度,g/cm3;rw—分支水平井井眼半径,m;Pw—井底压力,MPa;Pe—供给边界上压力,MPa。

分支水平井技术作为一种开发低渗透油气田的一项成熟技术已经在世界各国油田中得到广泛应用。随着对分支水平井研究的不断深入,基于各种假设条件的产能公式越来越多[1,2,3]。利用实验方法,通过比较电模拟实验数据与常用的分支水平井产能公式的计算结果,来评价各公式的精度。

下面列出常用的几种分支水平井产能公式,为统一单位方便计算,对公式进行了改写,具体如下。

(1)程林松分支水平井产能公式

$Q{}_n=\frac{0.1728\text{π}{\rm K}h\Delta {\rm P}\rho {}_{\text{o}}/(B{}_{\text{o}}\mu {}_{\text{o}})}{\ln \frac{2{}^{\frac{2}{n}}R{}_{\text{e}}}{L}+\frac{\beta h}{nL}\ln \frac{\beta h/\sin \frac{\text{π}a}{h}}{2\text{π}r{}_{\text{w}}}}。$

(2)Табаков分支水平井产能公式

$Q{}_n=\frac{2\text{π}{\rm K}h({\rm P}{}_{\text{e}}-{\rm P}{}_{\text{w}})}{\mu {}_{\text{o}}\left[\ln \frac{FR{}_{\text{e}}}{L}+\frac{h}{nL}\ln \frac{h}{2\text{π}r{}_{\text{w}}}\right]}。$

式中F为一随井筒数n变化的参数,当n=1,2,3和4时,对应地F=4,2,1.86和1.78。

(3)李璗分支水平井产能公式

$Q{}_n=\frac{0.1728\text{π}{\rm K}h\rho {}_{\text{o}}({\rm P}{}_{\text{e}}-{\rm P}{}_{\text{w}})}{\mu {}_{\text{o}}B{}_{\text{o}}\left[\ln \frac{2{}^{\frac{2}{n}}R{}_{\text{e}}}{L}+\frac{\beta h}{nL}\ln \frac{\beta h}{2\text{π}r{}_{\text{w}}}\right]}。$

(4)蒋廷学多分支水平井产能公式

$\begin{array}{l}Q{}_n=0.1728\text{π}{\rm K}h\Delta {\rm P}\rho {}_{\text{o}}n/B{}_{\text{o}}\mu {}_{\text{o}}\{\ln [2\left(\frac{R{}_{\text{e}}}{L}\right){}^n-1+\\ 2\left(\frac{R{}_{\text{e}}}{L}\right){}^{\frac{n}{2}}\sqrt{\left(\frac{R{}_{\text{e}}}{L}\right){}^n-1}]+\frac{\beta h}{L}\ln \frac{\beta h}{2\text{π}r{}_{\text{w}}\sin \frac{\text{π}a}{h}}\}。\end{array}$

1 实验内容与原理

1.1实验内容

实验采用电模拟实验仪,将铜边界放在电解槽的内切圆位置上,把铜棒平行于槽底安放在电解液中部,模拟位于地层中部的分支水平井;用厚度为8.0 cm,电导率为500 μs/cm的盐溶液模拟均质等厚度油层。

1.2实验原理

电模拟实验是利用相同的数学微分方程所表示的物理现象来互相模拟,依据水电相似理论[4,5,6,7,8],用导电介质模拟地层,在介质上施加一定的电势差产生的电场来模拟地层中的稳定渗流场[9]。

电场中的电流、电压及其分布与稳定渗流场中的流量、压力及其分布具有下列相对应的比例关系

$C{}_L=\frac{(\delta X){}_{\text{m}}}{(\delta X){}_{\text{r}}}=\frac{(\delta Y){}_{\text{m}}}{(\delta Y){}_{\text{r}}}=\frac{(\delta {\rm Z}){}_{\text{m}}}{(\delta {\rm Z}){}_{\text{r}}}=\frac{(\delta L){}_{\text{m}}}{(\delta L){}_{\text{r}}}$;

$C{}_p=\frac{(\Delta U){}_{\text{m}}}{(\Delta {\rm P}){}_{\text{r}}}$;$C{}_q=\frac{(i){}_{\text{m}}}{(\nu ){}_{\text{r}}}=\frac{({\rm I}){}_{\text{m}}}{(Q){}_{\text{r}}}$;

$C{}_{\rho }=\frac{(\rho ){}_{\text{m}}}{(k/\mu ){}_{\text{r}}}$;$\frac{C{}_p}{C{}_{q}C{}_{\text{r}}}=1$;$C{}_{\text{r}}=\frac{1}{C{}_{\rho }C{}_l}$。

在实验过程中,电流瞬间达到稳定,因而可以模拟地层中的单相稳定流动过程。首先通过实验测得电场中的电流、电压和等压线,进而利用相似比例关系进行换算便可得到渗流场中的产量、压力和等压线[10]。

1.3实验模型

利用直径为2 mm的铜棒模拟分支井,将其焊接成不同分支数分支水平井形状。模型示意图如图1所示。

1.4实验装置精度

用电模拟实验装置测量圆形边界中心一口直井的产能值,将结果与产能公式的计算结果相比较,可得到实验装置的精度。

从图2中看出,电压高于2 V相对误差小于5%,电压低于2 V时相对误差约为10%。但实验过程中大部分实验电压大于2 V,故此实验装置精度满足实验要求。

2 产能公式精度评价

根据相似比例关系,将实验数据转换为实际生产参数(表1),带入到各产能公式中,并统一单位,计算各公式的产能值。将实验测得电场中的电流密度利用相似比例关系进行换算得到渗流场中的产能值。图3列出了不同分支数时的产能公式计算值与实验所得产能值的对比图,图4列出了不同水平井段长度时的产能公式计算值与实验所得产能值的对比图。

为了便于描述,采用Qn1表示由程林松分支水平井产能公式所求得的产能值,Qn2表示由Табаков分支水平井产能公式所求得的产能值,Qn3表示由李璗分支水平井产能公式所求得的产能值,Qn4表示由蒋廷学分支水平井产能公式所求得的产能值,Qn5表示由电模拟试验转换求得的产能值。

3 实验结果分析

分析图3,图4可知,由Табаков公式求得的产能值明显高于由程林松公式,李璗公式,蒋廷学公式以及电模拟实验所得的产能值。Табаков公式没有考虑原油密度以及储层各向异性的影响,故计算数值偏大。

由电模拟实验所得的产能曲线和程林松公式及李璗公式所求得的产能曲线基本重合。程林松公式和李璗公式所得的产能计算结果相同,这是由于水平井段位于油层中部,使得sin(πa/h)=1。程林松公式充分考虑到油井在地层中的位置,具有高适用性。

由蒋廷学公式所求得的产能值低于由Табаков公式所求得的产能值但高于其他产能公式以及电模拟实验所求得的产能值。这是由于蒋廷学公式的外部渗流阻力部分与其他三个产能存在显著差异,其外部渗流阻力小于程林松公式,李璗公式的外部渗流阻力所导致的。

根据图4的变化趋势可知:随着水平井分支数的增加,蒋廷学公式和程林松公式,李璗公式,电模拟实验数据之间的误差在逐渐减小;但根据图5的变化趋势可知:此误差随着水平井段长度的增加在逐渐增大,故蒋廷学公式适用于分支井数多,短水平井段分支水平井的产能预测。

4 结论

(1)Табаков公式没有考虑原油密度以及储层各向异性的影响,计算数值偏大,不适用于分支水平井的实际生产预测。

(2)程林松公式充分考虑到油井在地层中的位置,具有高适用性。

(3)蒋廷学公式适用于分支井数多,短水平井段分支水平井的产能预测。

(4)通过比较实验数据与计算数据可以看出,程林松公式、李璗公式与蒋廷学公式的计算值相对集中,与电模拟实验数据相对误差不大,可以用于分支水平井的实际产能预测。

参考文献

[1]李璗,王卫红,苏彦春.分支水平井产能的计算.石油学报,1998;19(3):89-92

[2]蒋廷学.多分枝水平井稳态产能研究.特种油气藏,2000;7(3):14-17

[3]程林松,李春兰,郎兆新,等.分枝水平井产能的研究.石油学报,1995;16(2):49-55

[4]曲占庆,张琪,吴志民,等.水平井压裂产能电模拟实验研究.油气地质与采收率,2006;13(3):53-55

[5]徐挺.相似理论与模型试验.北京:中国农业机械出版社,1982

[6]曲德斌.水平井开发理论物理模型研究.大庆石油地质与开发,1993;12(4):27-31

[7]冯跃平,潘迎德.电模拟平面径向流理论在实际运用中的几个问题的探讨.西南石油学院学报,1990;12(4):49-58

[8]陈长春,魏俊之.水平井产能公式精度电模拟实验评价.石油勘探与开发,1998;25(5):62-64

[9]吴晓东,隋先富,安永生,等.压裂水平井电模拟实验研究.石油学报,2009;30(5):740-743

[10]曲占庆,许霞,刘建敏,等.辐射状分支井产能电模拟实验研究.西安石油大学学报(自然科学版),2007;22(4):65-68

只有落后的产能没有过剩的产能 篇2

产能因市场而扩大

每一次车市井喷之后, 都会出现报复性的反弹, 但所有的反弹都是高于原来的基数, 呈螺旋上升状态。按照行业的解释就是增幅放缓, 但绝不是同比下降, 因此周期性的产能过剩和产能不足都不足以困扰着管理部门和企业。

企业投资扩大产能的积极性和动力来自不断扩张的汽车市场, 2009年, 中国汽车产销量在近千万辆的基数上再增47%, 现在年头过半, 产销到了900万大关, 从1956年新中国第一辆汽车下线到100万辆下线用了36年的时间, 而到1000万辆的产销, 仅仅用了17年。随着国内汽车市场的火爆, 以及国外汽车企业纷纷抢滩中国汽车市场, 国内各大车企纷纷发布了扩产计划, 粗略统计, 截至2010年, 中国车企的产能已经逼近3000万辆。

目前, 东风日产、神龙、华晨宝马、北京现代等企业都宣布了要扩大产能的计划, 此外, 还有广汽菲亚特长沙的50万辆的新建项目等等。东风本田第二工厂在武汉签约, 设计能力24万台, 初期投资11.5亿元, 形成6万辆能力, 2012年下半年投入使用后, 东风本田将具有30万辆生产能力。长安汽车集团将投资30亿元在合肥高新区建一个微车生产基地, 预计2011年投产, 年产能30万辆。不久前, 华晨宝马第二工厂奠基开工, 随着二期工程的建设完工, 华晨宝马产能不足的问题将得到有效缓解。华晨宝马2010年的计划是把现在沈阳工厂的年产能由4.1万辆扩大到7.5万辆。吉利将于今年下半年推出帝豪E C8, 初步年产规模为3万辆。宝马是在犹豫多年后, 终于下决心开建的第二工厂;东风本田更是以谨慎著称, 自2005年成立以来, 坚持“精益投资”理念, 尽管销量连续翻番, 由2万辆上升到16.5万辆, 仍然坚持“改造”生产线, 而没有投资建立新厂。现在在中国“井喷”的汽车市场面前, 也终于绷不住了。

产能受宏观调控影响

汽车企业扩大产能, 大致有如下几种方式, 其一是扩大或者改造现有的生产线, 通过新的工业设计和平台流程, 在原有平台基础上提高生产能力及技术水平。其二是建设新的生产平台, 采用高新科技装备和新的生产工业生产流程, 扩大产量应对市场的扩张。其三是通过兼并重组, 获取新的技术和生产平台, 同时合并其生产能力并占有更多的市场空间。

年初工信部向有关汽车企业发出《关于调查汽车生产企业投资项目有关情况的通知》 (简称《通知》) 。《通知》要求, 被调查车企要把2009年4月1日至通知下达之时的投资项目建设内容、开工时间等逐一登记, 报送工信部装备工业司汽车处。工信部工作人员表示, 此举是为更好地管理汽车行业, 希望通过调查充分了解汽车生产企业投资项目情况。

汽车企业的技术改造是个颇为微妙的项目, 哪些需要报告国家有关管理部门, 哪些不需要报告。哪些需要国家资金支持, 哪些自筹解决, 都可以通过企业自身情况灵活掌握, 因此通过了解国家有关部门审批立项的材料判断产能的实际情况不客观。而企业建设新的生产基地都是一次规划, 分段实施。说是几十万辆的产能, 成百上千亿的投入, 其实都在对市场察言观色, 或者投石问路, 没有一个企业傻乎乎的将口袋里的钱花尽用光。

当年神龙公司听了国家计委的话, 说是要形成经济规模才能产生经济效益。一下子投入建设15万辆的产能, 结果没有那么大的市场, 钱也花了, 无法形成规模效益造成产能放空。后来国家开发银行用“债转股”的方式挽救神龙于水火之中, 究其原因就是忽视了市场。

企业是市场经济的主体, “春江水暖鸭先知”, 对市场敏锐的判断和资金审慎的使用是搏击商海而不溺水的关键。但是国有企业不同于其他成分的企业, 除了对国有资产保值、增值的义务以外, 还要按照国家总体经济形势进行调整, 服从国家利益。管理部门对产能的敏感是处于一种思维的惯性, 警钟长鸣是件好事。

辩证地看待产能问题

从市场经济角度看企业的竞争, 笔者认同这样一句话——只有落后的产能, 没有过剩的产能。在汽车产业的竞争中, 中国仅仅取得汽车大国的地位, 远远达不到强国的标准, 而面对国际新的技术升级换代的压力还没有做好准备。有关人士指出, 大概2012年到2013年, 目前的汽车技术水平面临淘汰, 各个跨国公司都在做高新技术生产的准备, 有的已经准备进入实用阶段了。而中国许多企业还沉湎于低廉的人工成本和降价促销等传统思维。这样下去, 中国汽车赖以自豪的生产能力会在一夜之间如同彩电、录像机、胶卷一样变成落后产品的产能。

世界汽车发展的历史每一个转折都是思维创新催生的产物。国家发改委官员对汽车企业的创新作了解释, 指出创新过程有三个环节, 第一个环节叫原理创新, 它的主要完成单位在大专院校, 基础研究单位等等。第二个环节叫产品创新, 即能善于把那些原理创新的东西集成为一个产品, 也就是发动机或者变速箱, 这个产品创新的环节是在专业的科研开发机构进行的。第三个环节是产业化创新, 汽车制造企业要完成一系列产品, 承担把产品变成商品的重任, 必须在降低成本, 规模批量, 品质统一等等各个环节完成它的产业化创新过程。

创新是以经济效益为归结点, 不赚钱的新技术可以叫发明创造, 但不是创新。创新的结果是只有产品成为商品获得可观的经济收益。中国汽车企业在创新体系建设上与国外相比确实差距很大。所以导致大量的企业创新结果, 仅是原理创新, 根本到不了产业化创新这个过程就折在半路了。因此国家宏观管理部门最担心的是落后产能的重复建设, 在“看不见的手”掩护下盲目扩张, 浪费资源、祸国殃民。

产能模拟 篇3

中国产能过剩问题确已非常严重, 但产能过剩也并非中国独有, 那其他国家治理产能过剩都是怎样的思路呢?当年, 美国“马歇尔计划”和日本制造业产能输出正是依靠产能的释放保持了美日经济系统的平衡。

1948年4月, 美国国会通过了《对外援助法案》, 美国用其生产过剩的物资援助欧洲国家, “马歇尔计划”开始实施。由于该计划把信贷援助转化为商品输出, 刺激了美国的工业生产和对外贸易, 为保持战后美国的经济繁荣发挥了积极作用。

在美国21世纪初的产能过剩中, 2000~2002年, 工业产能利用率再次跌落到81%以下。这一次过剩的产能不是出现在钢铁和汽车, 而是集中于电子制造业和信息通信产业。这轮高新技术产业产能过剩, 最终通过相关企业破产和并购重组等方式得以缓解。

20世纪60~70年代, 为了缓解日本国内制造业的过剩产能, 日本对发展中国家和地区投资, 采取了以比较优势为基础、顺贸易偏向的投资战略, 有比较劣势产业部门渐次外移。20世纪80年代中期以后, 受日元升值的影响, 日本国内传统制造业企业加快对亚洲“四小龙”、东亚等国家和地区的海外投资, 向海外转移过剩产能, 在此过程中, 日本不仅形成了母国与投资国 (地区) 之间垂直分工, 带动本国技术和设备出口, 而且通过大规模地进行海外投资, 使其制造业结构发生了巨大变化, 转向了具有高附加值生产率的金属工业、化学与机械工业, 即形成了以重化学工业为核心的制造业结构, 形成了制造业拉动的双引擎。

产能模拟 篇4

产能过剩治理是中国经济“重头戏”。近期, 发改委、工信部正牵头调研制定化解产能过剩总体方案, 重点将解决钢铁、水泥、电解铝、平板玻璃和造船五大行业的产能过剩问题, 而国务院关于产能过剩的治理总体方案也有望出台, 这标志着“去产能化”大幕正式拉开。

中国产能过剩问题确已非常严重, 但产能过剩也并非中国独有, 那其他国家治理产能过剩都是怎样的思路呢?当年, 美国马歇尔计划和日本制造业产能输出正是依靠产能的释放保持了美日经济系统的平衡。

1948年4月, 美国国会通过了《对外援助法案》, 美国用其生产过剩的物资援助欧洲国家, 马歇尔计划开始实施。由于该计划把信贷援助转化为商品输出, 刺激了美国的工业生产和对外贸易, 为保持战后美国的经济繁荣发挥了积极作用。

在美国2 1世纪初的产能过剩中, 2000~2002年, 工业产能利用率再次跌落到81%以下。这一次过剩的产能不是出现在钢铁和汽车, 而是集中于电子制造业和信息通信产业。这轮高新技术产业产能过剩, 最终通过相关企业破产和并购重组等方式得以缓解。

20世纪60~70年代, 为了缓解国内制造业的过剩产能, 日本对发展中国家和地区投资, 采取了以比较优势为基础的、顺贸易偏向的投资战略, 通过有比较劣势产业部门渐次外移。20世纪80年代中期以后, 受日元升值的影响, 日本国内传统制造业企业加快对亚洲“四小龙”、东亚和中国等国家和地区的海外投资, 向海外转移过剩产能, 在此过程中, 日本不仅形成了母国与投资地之间垂直分工, 带动本国技术和设备出口, 而且通过大规模地进行海外投资, 使其制造业结构发生了巨大变化, 转向了具有高附加值生产率的金属工业、化学与机械工业, 即形成了以重化学工业为核心的制造业结构, 形成了制造业拉动的双引擎。

从不同时期日本制造业对外投资的重点产业领域看, 对外投资额排在前三位的产业, 在1969~1973年间是纺织、化学和铁及非铁金属, 分别占同期日本对外直接投资总额的7.7%、6.1%和4.8%;1978~1984年间是铁及非铁金属、化学和电气机械, 分别占对外直接投资总额的7.6%、5.0%和4.8%;1986~198年间是电气机械、运输机械和化学, 分别占对外直接投资总额的6.4%、3.3%和2.7%。进一步分析可以发现, 上述制造业行业在相应时期大多已进入产业发展的成熟阶段, 在国内市场上开始面临过度竞争、生产过剩等问题, 而通过向海外进行产业转移, 无疑有助于过剩产能的消化并推动这些产业的优化升级。

其实, 每次大危机都是一次重新“洗牌”的过程, 未来在全球产业格局调整过程中, 将由国际分工价值链引起产业布局的重新分布优化。中国要实现在国际分工体系中“低位保持、中位扩张和高位渗透”的目标, 有必要推动中国版产能输出与产业升级计划:

首先, 对纺织、鞋帽等传统的产能过剩行业, 可通过“走出去”在其他国家生产、当地销售或出口产品, 可以绕过相关国家的贸易壁垒。

其次, 加快汽车业等行业的过剩产能输出, 加快占领新兴市场迫在眉睫。目前, 中国汽车产能“结构性过剩”严重, 自2011年以来, 中国汽车业正在进入增速回落期, 而汽车业产能却进入爆发式增长时期, 预计2015年中国汽车产能将达到3250万辆, 也就是三年后, 汽车年销量要增长一倍。因此, 加快汽车业“走出去”, 占领非洲、亚洲和拉美等迅速增长的新兴市场意义重大。

最后, 在产能过剩的风电设备、多晶硅、光伏太阳能电池等新兴行业, 可以通过发展“技术追赶型”对外直接投资, 充分利用发达国家先进技术集聚地的反向技术外溢, 促进企业技术升级和自主创新能力的提高, 从而有利于国内相关行业的结构升级。

从时间周期看, 中国的产能过剩问题很难在短期内有所缓解, 因此, 积极主动的创造外需, 加快中国产业资本走出去, 积极推进“产能输出”战略, 不仅可以缓解内部供需矛盾, 也必将为中国的全球化发展带来更大的收益。