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我国原油大部分具有高含蜡、高凝点和高粘度,即“三高”特点。目前,油田普遍采用热力输送工艺,随着油田开发进入特高含水期后集输加热能耗很大。因此,对油井实施不加热集输是油气集输系统节能降耗的主要措施之一。在不加热集输时,原油温度大部分已低于其凝点,集输管线中的原油开始胶凝,对油田安全生产造成影响。因此,水—胶凝原油特性研究对油田安全稳定生产有重要的理论及应用价值。本文创新地提出了胶凝原油流态化集输思想,即将胶凝原油变为颗粒,实现水-胶凝原油不加热水力悬浮输送。流态化集输系统中的水-胶凝原油两相流是一个非常复杂的动力系统,复杂的相间作用及边界条件影响着水-胶凝原油两相流动状态,包含着多种非线性非平衡特征。为此,本文基于混沌时间序列理论,结合水-胶凝原油两相流流型实验研究,对水-胶凝原油的流型动态特性进行研究。利用课题组研制的水-胶凝原油两相流实验系统,以原油(凝点38℃)和自来水为介质,在内径为53mm的水平管道内对不同流速、含水率及温度等条件下的水-胶凝原油两相流流型进行实验研究,并分析了不同参数对水-胶凝原油两相流流型的影响;利用摄像技术,结合目测法将温度为25℃(低于原油凝点13℃),混合流速范围为0.3～0.9m/s,含水率为70%～95%的水平管道内水-胶凝原油两相流流型定义为四种典型流型,分别是油-段塞流,油团悬浮流,油粒分层流,油粒分散流;并分析了四种典型流型的流动机理,定量地绘制了水-胶凝原油两相流流型图。通过对四种典型流型的压差波动信号统计及频域特征分析,表明水-胶凝原油两相流压差波动信号是一种非线性、非稳定信号,其统计特征参数与水-胶凝原油两相流流型之间变化不敏感,利用统计特征参数来进行流型辨识比较困难,同时定性地分析了水-胶凝原油两相流压差波动信号是混沌信号。基于混沌时间序列理论对水-胶凝原油两相流四种典型流型压差波动信号的混沌特性,即关联维数及K熵进行了定量计算及分析。结果表明:四种典型流型压差波动信号的关联维数值分别为2.58、1.98、4.58、1.77及K熵值分别为3.16、0.6、4.05和1.37。水-胶凝原油两相流压差波动信号的关联维数及K熵与流型有着密切的联系,关联维数及K熵对水-胶凝原油两相流流型变化具有敏感的“指示器”特性。