<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">tumnig</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Известия высших учебных заведений. Нефть и газ</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Oil and Gas Studies</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">0445-0108</issn><issn pub-type="epub">3033-8174</issn><publisher><publisher-name>Industrial University of Tyumen</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.31660/0445-0108-2023-6-11-47-64</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">tumnig-1166</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>БУРЕНИЕ СКВАЖИН И РАЗРАБОТКА МЕСТОРОЖДЕНИЙ</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>DRILLING OF WELLS AND FIELDS DEVELOPMENT</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Особенности расчета многофазного трения на основе моделей, реализованных в программном комплексе «d-Flow»</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Multiphase friction calculation peculiarities based on models implemented in the "d-Flow" software package</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Матрошилов</surname><given-names>Н. О.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Matroshilov</surname><given-names>N. O.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Матрошилов Никита Олегович, студент,</p><p>г. Новосибирск.</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Nikita O. Matroshilov, Student.</p></bio><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Крылов</surname><given-names>А. М.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Krylov</surname><given-names>A. M.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Крылов Андрей Михайлович, ведущий инженер-программист,</p><p>г. Новосибирск.</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Andrej M. Krylov, Lead Software Engineer.</p></bio><email xlink:type="simple">akrylov@nntc.pro</email><xref ref-type="aff" rid="aff-2"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Козлов</surname><given-names>М. Г.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Kozlov</surname><given-names>M. G.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Козлов Михаил Геннадьевич, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник,</p><p>г. Новосибирск.</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Mihail G. Kozlov, Candidate of Physics and Mathematics, Senior Researcher.</p></bio><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Лыхин</surname><given-names>П. А.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Lyhin</surname><given-names>P. A.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Лыхин Павел Александрович, руководитель отдела математического моделирования,</p><p>г. Новосибирск.</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Pavel A. Lyhin, Head of Mathematical Modeling Department.</p></bio><xref ref-type="aff" rid="aff-2"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><contrib-id contrib-id-type="orcid">https://orcid.org/0000-0002-4400-8069</contrib-id><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Усов</surname><given-names>Э. В.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Usov</surname><given-names>E. V.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Усов Эдуард Викторович, кандидат технических наук, старший преподаватель кафедры физики ФФ и СУНЦ,</p><p>г. Новосибирск.</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Eduard V. Usov, Candidate of Engineering, Senior Lecturer at the Department of Physics.</p></bio><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Тайлаков</surname><given-names>Д. О.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Tailakov</surname><given-names>D. O.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Тайлаков Дмитрий Олегович, кандидат технических наук, заведующий лабораторией программных систем оптимизации добычи углеводородов,</p><p>г. Новосибирск.</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Dmitry O. Tailakov, Candidate of Engineering, Head of the Laboratory of Software Systems for Optimization of Hydrocarbon Production.</p></bio><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Ульянов</surname><given-names>В. Н.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Ulyanov</surname><given-names>V. N.</given-names></name></name-alternatives><bio xml:lang="ru"><p>Ульянов Владимир Николаевич, кандидат технических наук, генеральный директор,</p><p>г. Новосибирск.</p></bio><bio xml:lang="en"><p>Vladimir N. Ulyanov, Candidate of Engineering, General Director.</p></bio><xref ref-type="aff" rid="aff-2"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru"><institution>Новосибирский национальный исследовательский государственный университет</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Novosibirsk State University</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><aff-alternatives id="aff-2"><aff xml:lang="ru"><institution>ООО «Новосибирский Научно-технический Центр»</institution><country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en"><institution>Novosibirsk Scientific and Technical Center LLC</institution><country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2023</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>09</day><month>01</month><year>2024</year></pub-date><volume>0</volume><issue>6</issue><fpage>47</fpage><lpage>64</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Матрошилов Н.О., Крылов А.М., Козлов М.Г., Лыхин П.А., Усов Э.В., Тайлаков Д.О., Ульянов В.Н., 2024</copyright-statement><copyright-year>2024</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Матрошилов Н.О., Крылов А.М., Козлов М.Г., Лыхин П.А., Усов Э.В., Тайлаков Д.О., Ульянов В.Н.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Matroshilov N.O., Krylov A.M., Kozlov M.G., Lyhin P.A., Usov E.V., Tailakov D.O., Ulyanov V.N.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://tumnig.tyuiu.ru/jour/article/view/1166">https://tumnig.tyuiu.ru/jour/article/view/1166</self-uri><abstract><p>С целью обеспечения эффективной и безопасной эксплуатации нефтяных и газовых месторождений необходим инструмент для проектирования добывающих скважин и наземной инфраструктуры. При этом важно учитывать возникающие при добыче физические процессы, а также свойства флюида и фазовые переходы. Программный продукт «dFlow» позволяет создать комплексную модель месторождения по геолого-промысловым данным для расчета гидравлических потерь трубопроводов, а также прогноза добычи углеводородного сырья. В основе моделирования течения флюида лежит расчет многофазного трения со стеной скважины или трубопровода.</p><p>В работе рассмотрены реализации четырех моделей трения: модель Беггза — Брилла, модель Грея и ее модификация, а также модель Мукерджи — Брилла. Цель работы — сравнение предсказаний моделей трения с результатами, полученными с помощью коммерческих реализаций этих же моделей. За эталон для сравнения с моделями «d-Flow» были взяты результаты расчетов гидравлического симулятора PIPESIM компании Schlumberger. Были проведены численные эксперименты в условиях различной геометрии скважин и режимов течения в двухфазном потоке в пределах области применимости каждой из моделей. Результаты сравнения показали, что средняя относительная ошибка предсказанного локального объемного содержания жидкости (holdup) составила порядка 0,06 %, а для некоторых моделей ошибка не превышала 0,02 %. Ошибка предсказанного кумулятивного падения давления в скважине не превышала 0,34 % для всех рассмотренных моделей. На основании результатов сравнения сформулирован вывод о пригодности программного комплекса «d-Flow» для расчетов падения давления в скважинах различной геометрии и наземных сетях.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>In order to ensure efficient and safe operation of oil and gas fields, a tool is required to design production wells and surface infrastructure. It is important to take into account the physical processes that occur during production, as well as fluid properties and phase transitions. The "d-Flow" software package enables the creation of a comprehensive field model based on geological and field data to calculate hydraulic losses of pipelines and forecast hydrocarbon production. The fluid flow modelling is based on the calculation of multiphase friction with the wall of a well or a pipeline.</p><p>                The article discusses the implementation of four friction models: the Beggs-Brill model, the Gray model and its modification, and the Mukherjee-Brill model. The purpose of this work is to compare the predictions of friction models with the results obtained using commercial realizations of the same models. The results of the Schlumberger PIPESIM hydraulic simulator calculations were used as a benchmark for comparison with the "d-Flow" models. Numerical experiments were conducted to investigate two-phase flow under varying well geometry and flow regimes. The models used were compared, and the results showed that the predicted liquid holdup had an average relative error of 0.06%. In some cases, the error was as low as 0.02%. The predicted cumulative pressure drop in the well did not exceed 0.34% for all considered models. Based on the comparison results, we conclude that the "d-Flow" software package is suitable for calculating pressure drop in wells of different geometry and surface networks.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>многофазный поток</kwd><kwd>модели трения</kwd><kwd>градиент давления</kwd><kwd>d-Flow</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>multiphase flow</kwd><kwd>friction models</kwd><kwd>pressure gradient</kwd><kwd>d-Flow</kwd></kwd-group><funding-group><funding-statement xml:lang="ru">Работа выполнена в соответствии с проектом FSUS-2022-0020.</funding-statement><funding-statement xml:lang="en">This research was performed in accordance with project FSUS-2022-0020.</funding-statement></funding-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2020662812 Российская Федерация. d-Flow : № 2020661891 : заявл. 12.10.2020 : опубл. 19.10.2020 / П. А. Лыхин, Э. В. Усов, Р. З. Курмангалиев [и др.] ; заявитель ООО «Смарт Дриллинг Текнолоджи». – Текст : непосредственный.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Lykhin, P.A., Usov, E. V., Kurmangaliev, R. Z., Kozlov, M. G., Chukhno, V. I., Valkovich, A. S.,… Kolchanov, B. A. Certificate of state registration of computer programme No. 2020662812 RF. d-Flow : No. 2020661891. Applied. 12.10.2020. Published: 19.10.2020. (In Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Моделирование движения газожидкостных потоков в наклонно направленной скважине / П. А. Лыхин, Э. В. Усов, В. И. Чухно [и др.]. – DOI 10.33285/0132-2222-2019-10(555)-22-27. – Текст : непосредственный // Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности. – 2019. – № 10 (555). – С. 22–27.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Lykhin, P. A., Usov, E. V., Chukhno, V. I., Kurmangaliev, R. Z., &amp; Ulyanov, V. N. (2019). Simulation of gas-fluid flows motion in a directional well. Automation, Telemechanization and Communication in Oil Industry, (10(555)), pp. 22-27. (In Russian). DOI: 10.33285/0132-2222-2019-10(555)-22-27</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Моделирование многофазных течений углеводородов в газоконденсатных и нефтяных скважинах / Э. В. Усов, В. Н. Ульянов, А. А. Бутов [и др.]. – DOI 10.20948/mm-2020-04-10. – Текст : непосредственный // Математическое моделирование. – 2020. – Т. 32, № 4. – С. 131–144.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Usov, E. V., Ulyanov, V. N., Butov, A. A., Chuhno, V. I., &amp; Lyhin, P. A. (2020). Modeling multi-phase flows of hydrocarbons in gas-condensate and oil wells. Mathematical Models and Computer Simulations, 12(6), pp. 1005-1013. (In English). DOI: 10.1134/S2070048220060162</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Использование цифрового двойника месторождения (в системе d-Flow) для прогнозирования и анализа осложнений с целью построения оптимального плана геолого-технических мероприятий / П. А. Лыхин, Е. Е. Хогоева, Н. К. Каюров [и др.]. – Текст : непосредственный // Нефть. Газ. Новации. – 2022. – № 1 (254). – С. 56–59.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Lykhin, P. A., Khogoeva, E. E., Kayurov, N. K., Usov, E. V., Kozlov, M. G., Krylov, A. M.,… Badazhkov, D. V. (2022). Use of digital twin fields (in d-flow system) to predict and analyze complications in order to build optimal plan for geological and technical measures. Neft. Gas. Novacii, (1(254)), pp. 56-59. (In Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Оптимизация технологических режимов эксплуатации добывающих газовых и газоконденсатных скважин / А. М. Крылов, А. Н. Черемисин, М. Я. Спивакова [и др.]. – Текст : непосредственный // Нефть. Газ. Новации. – 2021. – № 9 (250). – С. 36–40.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Krylov, A. M., Cheremisin, A. N., Spivakova, M. Ya., Kolchanov, B. A., Khogoeva, E. E., Valkovich, A. S.,… Kayurov, N. K. (2021). Optimization of process modes while operating production gas and gas condensate wells. Neft. Gas. Novacii, (9(250)), pp. 36-40. (In Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Реализация методики расчета трехфазного равновесия углеводородов и водяной фазы / О. А. Аксенов, М. Г. Козлов, Э. В. Усов [и др.]. – Текст : непосредственный // Нефть. Газ. Новации. – 2022. – № 12 (265). – С. 38–43.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Aksenov, O. A., Kozlov, M. G., Usov, E. V., Lykhin, P. A., Kayurov, N. K., &amp; Ulyanov, V. N. (2022). Implementation of methodology to calculate three-phase equilibrium of hydrocarbons and water phase. Neft. Gas. Novacii, (12(265)), pp. 38-43. (In Russian).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Реализация методики расчета PVT-свойств многофазного многокомпонентного флюида / Д. В. Бадажков, Е. Д. Головин, М. Г. Козлов [и др.]. – DOI 10.33285/0132-2222-2021-2(571)-24-31. – Текст : непосредственный // Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности. – 2021. – № 2 (571). – С. 24–31.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Badazhkov, D. V., Golovin, E. D., Kozlov, M. G., Kurmangaliev, R. Z., Lykhin, P. A., Ulyanov, V. N., &amp; Usov, E. V. (2021). Implementation of the methodology for calculating the PVT properties of a multiphase multicomponent fluid. Automation, Telemechanization and Communication in Oil Industry, (2(571)), pp. 24-31. DOI: 10.33285/0132-2222-2021-2(571)-24-31</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Beggs, D. H. A study of two-phase flow in inclined pipes / D. H. Beggs, J. P. Brill. – DOI 10.2118/4007-PA. – Direct text // Journal of Petroleum technology. – 1973. – Vol. 25, Issue 05. – P. 607–617.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Beggs, D. H., &amp; Brill, J. P. (1973). A study of two-phase flow in inclined pipes. Journal of Petroleum technology, 25(05), pp. 607-617. (In English). DOI: 10.2118/4007-PA</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Gray, H. E. Vertical Flow Correlation in Gas Wells / H. E. Gray. – Direct text // User manual for API 14B, Subsurface controlled safety valve sizing computer program, Appendix B. Washington, DC: API. – 1974.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Gray, H. E. (1974). Vertical Flow Correlation in Gas Wells. User manual for API 14B, Subsurface controlled safety valve sizing computer program, Appendix B. Washington, DC: API.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Mukherjee, H. Liquid Holdup Correlations for Inclined Two-Phase Flow / H. Mukherjee, J. P. Brill. – DOI 10.2118/10923-PA. – Direct text // Journal of Petroleum Technology. – 1983. – Vol. 35, Issue 05. – P. 1003–1008.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Mukherjee, H., &amp; Brill, J. P. (1983). Liquid Holdup Correlations for Inclined Two-Phase Flow. Journal of Petroleum Technology, 35(05), pp. 1003-1008. (In English). DOI: 10.2118/10923-PA</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Mukherjee, H. Empirical equations to predict flow patterns in two-phase inclined flow / H. Mukherjee, J. P. Brill. – DOI 10.1016/0301-9322(85)90060-6. – Direct text // International Journal of Multiphase Flow. – 1985. – Vol. 11, Issue 3. – P. 299–315.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Mukherjee, H., &amp; Brill, J. P. (1985). Empirical equations to predict flow patterns in two-phase inclined flow. International Journal of Multiphase Flow, 11(3), pp. 299-315. (In English). DOI: 10.1016/0301-9322(85)90060-6</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
