随着中、轻质原油不断枯竭,其重质化日趋严重,原油开发利用亟需从常规到非常规原油转变。原油开采逐步转向稠油及特超稠油资源,开发区域亦从陆地向近海、深水延伸。然而,海洋稠油-水混输管线停运再启动面临诸多挑战,特别是复杂海管停输后油水两相运移规律、启动应力变化及其与再启动压力关系尚缺乏充分认识。同时对海上无人平台,稠油停输管线启动作业、置换复产也是设计与自动化实施的难点。为此,以旅大稠油为研究对象,采用实验研究与理论分析相结合的方法,探究稠油-水在L型模拟管路停运后流型分布、启动过程应力变化规律及影响因素,建立稠油-水两相停输管道再启动压力预测方法,对海洋稠油采输管线停输再启动安全保障具有指导意义。论文主要研究工作及新认识如下:（1）稠油采出液特征化分析:采用HAAKE智能流变仪系统,分析旅大稠油黏性、屈服性、触变性及黏弹特征等性质,研究含水率、温度等对其流变学特性的影响。结果表明:稠油属于幂律流体,其非牛顿流体特性随温度降低更为凸显,在含水30%附近达到反相点;稠油具有触变性,小于20℃时,观测到明显的滞回环,随温度升高滞回环面积减小,触变显著性降低;稠油储能模量G’与损耗模量G",均随扫描频率的增加而增加;损耗模量G"随温度的升高而显著减小,而储能模量G受温度影响较小。（2）稠油-水两相海管停运启动模拟实验:针对海管结构特点,提出一种L型管内油水混输停运流型状态与启动应力测定的模拟装置及方法,分析了海管停输稠油-水运移规律及影响因素,测定了不同条件下启动壁面应力;针对水平管油水分层程度难以测量,建立了油水两相停运“流型分布系数”Fd与水平管段含水率φw的关联式。结果表明:含水量、温度、停运时间、管径均会影响停运流型变化,停运初始10 min内,油水运移最为明显;停运30 min以上,稠油-水流型状态不再发生显著变化;油水两相水平管流停运的Fd与φw遵从关系式:（1-Fd）+sin（2πFd）/2π=φw,Fd值随含水率增大总体呈减小趋势;不同含水条件下,相同温度的稠油启动壁面应力平均相对偏差为9.07%,因此基于Fd的油水两相再启动压力预测具有较好的可靠性。（3）稠油-水乳状液旋转启动特性研究:采用HAAKE智能流变仪,测试分析稠油乳状液旋转启动过程应力变化及其影响因素;应用SPSS软件,分析稠油乳液四因素混合水平的正交启动实验方差;通过非线性回归分析,建立稠油-水乳状液四参量七系数启动应力预测模型。研究发现,在恒定剪切速率启动过程中存在应力峰值,且应力随时间变化可分为屈服、衰减、平衡三个阶段;稠油-水乳液启动应力随含水率先增大后减小,随温度呈负相关指数减小,随恒定剪切速率增大而增大;无论是稠油-水还是稠油-活性水乳液,启动应力均受恒定剪切速率与温度两个因素影响最为显著;在稠油-水混输停运前,水相中加入少量表面活性剂能有效降低启动时应力,降低率可达70%以上。（4）稠油-水混合液环道启动特性研究:采用自主研制的环道装置,模拟分析稠油-水乳状液单相/两相再启动特性及其影响因素,建立基于预测启动应力的再启动过程动力学模型,推导停输管道再启动过程边界层厚度、阻力系数与雷诺数之间的关系式。研究表明:环道启动过程中,压力-位置曲线随时间由凹形逐变为凸形分布,愈接近最大压力时刻,线性趋势愈明显;启动管段或启动时间越长,管内液流相应的应力衰减幅度越大,随管长增加,平均壁面应力或再启动压力梯度有所减小;启动压力随温度升高而降低,随启动流量增大而增大,适当增大流量可缩短管线启动时间,但同时增加再启动压力;启动压力预测值与实测值平均相对误差绝对值小于17%,其吻合度较高;启动过程进口段距离Lδ随雷诺数Re增大而增大,当雷诺数Re＜100时,Lδ/D＜1.1;边界层阻力系数与雷诺数Re、启动流量均呈负相关。