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近年来,油田的开发趋向海洋、极地和沙漠等偏远地区,且很多油田进入开采末期,开采的原油含水率很高。这使得油水混合输送技术的研究变得日益重要,因此引起了对多相流研究领域的广泛关注。由于油-水两相流的研究一直滞后于多相流其它分支领域的研究,所以有关此课题的实验及理论研究尚处在发展中。本论文以白矿物油和原油二种高粘稠油为介质进行的油-水实验为基础,分析了油-水两相水平管流的流动特性,将稠油-水压降规律的研究成果应用到现场。
多相流实验环道是研究油-水两相流动的重要手段之一。多相流实验环道的性能受到很多方面因素的影响,其中比较重要的两个因素是实验环道的混合装置和实验环道的管路结构。混合装置是实验环道必需的装置,其性能的好坏直接影响到油、水混合的效果。而实验环道的管路结构对实验流型往往会产生很大的影响,从而影响实验的效果。
在实验中发现了与低粘油-水两相流流型不同的新流型,包括稠油-水两相流所特有的流型。文中对两种稠油实验出现的流型作了归纳,对不同流型的压降规律做了详细的分析和阐述。在对特定流型进行的压降研究中,将影响压降的主要因素定义在有效粘度相关式中,通过大量实验数据,得到各流型下的有效粘度经验通式,将通式结合圆管层流的压降公式,得出不同流型下的压降计算式。在SZ-361油田海底上岸管道中,利用压降规律的研究成果预测了不同运行条件下的管道压降,通过计算结果及误差分析检验了实验研究的成果。