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一种深水气液两相流循环温度压力耦合计算方法，其特征在于，包括以下步骤：1)根据井眼轨迹计算网格中心垂向坐标和网格垂直长度；2)应用初始条件获得海水区钻柱内和环空所有节点的初始温度和地层区钻柱内和环空所有节点的初始温度；3)从初始值出发，按照先钻柱内钻井液后环空钻井液的顺序迭代计算钻柱内和环空钻井液节点温度和压力数据，直至温度和压力都达到收敛条件，迭代结束，最后一次迭代计算结果为最终深海气液两相流井筒温度和压力模拟结果，保存并输出，该迭代命名为全局迭代，由于对钻柱内钻井液和环空钻井液每个节点求解温度和压力值时都存在温度、压力与气液两相钻井液热物性的相互影响，故对每一个节点的求解也需要迭代计算，直至取得稳定收敛解，该迭代命名为子迭代；上述步骤3)中：自上而下计算钻柱内气液两相流钻井液节点温度和压力数据；每个节点的温度和压力都需要迭代计算至获得收敛解，具体计算步骤如下：A用变量TOld和POld记录上次迭代结束时该节点的温度和压力数据；B假定该节点的温度和压力等于上部相邻节点的温度和压力；C取该节点与上部相邻节点压力的平均值为网格单元平均压力；D计算环空气液两相流钻井液与钻柱外壁的强迫对流换热系数；E计算气相和液相在网格中心温度和平均压力下的热物性参数；F计算钻柱内气液两相流钻井液的压降梯度；G计算钻柱内气液两相流与钻柱内壁的强迫对流换热系数；H计算钻柱内钻井液与环空钻井液之间的热阻；I计算钻柱内节点的新温度和压力；J比较并记录本次迭代节点初始温度和压力与新计算出的节点温度和压力的差值，若达到收敛条件，则该节点本次温度和压力迭代计算结束，否则，以新计算出的温度和压力作为初始值，再转到步骤C，重复执行，直至获得收敛解，作为该次迭代的最终解；自下而上计算环空气液两相流钻井液节点温度和压力数据；每个节点的温度和压力都需要迭代计算至获得收敛解，具体计算步骤如下：K用变量TOld和POld记录上次迭代结束时该节点的温度和压力数据；L假定该节点的温度和压力等于下部相邻节点的温度和压力；M取该节点与下部相邻节点压力的平均值为网格单元平均压力；N计算气相和液相在网格中心温度和平均压力下的热物性参数；O计算环空气液两相流钻井液的压降梯度；P计算环空气液两相流与钻柱外壁和环空壁面的强迫对流换热系数；Q计算环空钻井液与地层之间的热阻；R计算环空节点的新温度和压力；S比较并记录本次迭代节点初始温度和压力与新计算出的节点温度和压力的差值，若达到收敛条件，则该节点本次温度和压力迭代计算结束，否则，以新计算出的温度和压力作为初始值，再转到步骤M，重复执行，直至获得收敛解，作为该次迭代的最终解。T比较节点新温度压力数据与Told和POld的差，确定相邻两次迭代所有节点的最大温度差值TDiffMax和压力差值PDiffMax，以判断全局迭代计算是否满足结束条件。若最大温差和压力差满足收敛条件则终止迭代计算，保存计算结果，否则，转到初始状态重复计算直至获得收敛解。 |
