油气两相流压力恢复试井规律研究

针对油气两相流动试井规律无法用解析方法得到准确认识的事实，提出用数值解法来求解的思路。用数值方法对在均质油藏不存在初始饱和度梯度情况下，油气两相流压恢试井的一般规律进行了研究，分析了实始饱和度分布、油气两相黏度比及相对渗透率关系的影响；进而又研究了初始饱和度梯度对试井规律的影响。研究首次发现，由于高压缩性气体参与渗流，会使压力导数曲线表现出了类似于单相流双重介质的“凹子”特征。     

低渗油藏油气两相渗流的理论模型

依据已有的实验结果 ,建立了低渗油藏油气两相渗流的理论模型 .分析表明 ,当启动压力梯度为零时 ,就得到中高渗流油气两相渗流表达式 ,因此统一了油气两相达西流和非达西流的渗流方程 .启动压力梯度的存在是影响低渗油藏开采率低的主要因素 ,当其达到一定值时产量会特别低     

黏度对垂直管气液两相流压降的影响

压降是气液两相流研究中的重要参数,而黏度对气液两相流压降有显著影响,因此有必要对不同黏度下压降规律进行研究。采用多相流试验平台测试系统,在内径60 mm,实验段长8 m的垂直管中开展油气两相流实验研究。表观液速0. 08～0. 20 m/s,表观气速1～19 m/s,气相为空气,液相为白油,黏度分别为25、50、70、150、200 m Pa·s,研究黏度对压降以及Beggs-Brill、Mukherjee-Brill和Hasan-Kabir三种压降模型计算准确性的影响。结果显示:压降模型的计算精度绝大部分会随黏度的增加而降低,其中Beggs-Brill模型在不同黏度下准确度较其他两种更为稳定,但黏度在200 m Pa·s时绝对误差高达42. 67%;黏度对于总压降影响明显,而对位差压降的影响较小;实验中观察到负摩阻压降现象,发现表观气液速度越小,黏度对负摩阻压降影响越大。     

两相流流体网络模型的实时仿真及其算法

根据核电站安全分析及实时仿真的需要，针对核电站一回路在事故状态下的两相流问题，进行了仿真建模及其算法的研究。在以漂移流理论为依据建立的理论模型的基础上提出了一种既能比较准确反映流体网络的动态过程，又能实现快速运算、达到实时仿真要求的两相流流体网络模型的建模方法和求解技术。所建模型具有精度高、实时性好的优点。并可适用于各种拓扑结构的两相流流体网络的实时仿真计算。     

三维流固两相流的颗粒群轨道柔性模型

为解决工程应用中三维流固两相流动力学建模的难题,提出了基于离散单元法(DEM)的颗粒群轨道柔性模型．即在Euler坐标系中表达流体连续相,在Lagrangian坐标系中运用DEM表达颗粒离散相,从而简单且有效地解决了三维流固两相流中颗粒相和流体相间的双向耦合和求解问题,同时以三维管道中气固两相流的建模和典型实例,可视化地说明了该方法的有效性．     

用水气两相流数学模型计算明流长隧洞通气量

结合工程实例,利用水气两相流数学模型计算明流长隧洞的通气量。计算结果表明：该模型具有良好的模拟能力,能适应不同的工程布置和运用条件,运用该模型计算通气量具有较高的精度。     

面粉正压气力输送的两相流压损研究

分别建立起各项分压损和一维可压缩气固两相流体动力学理论的面粉正压气力输送两相流压损计算模型。通过由意大利OCRIM公司引进的两条面粉正压气力输送线上的不同工况压损试验数据，进一步验证了压损计算模型的工程适用性。指出局部压损的确定是面粉正压气力输送两相流压损研究的重点。     

复杂两相流动对底部排气弹底部减阻性能影响的数值分析

借助于稀颗粒假定下的双流体简化模型,采用具有高精度、高分辨率数值方法,研究了轴对称底部排气弹弹底混合绕射的复杂两相流动,得到了平衡两相流中颗粒相浓度大小对底排弹减阻性能影响的规律,与实验比较,两相流劝状态比单相气体流动状态更接近于实际情况。     

利用节流装置噪音测量两相流流量的理论模型

两相流流过节流装置时产生的差压测量噪音是人们熟知的现象。这一噪音是由于相浓度在空间的随机分布所引起的。当流动遇有阻挡体（例如孔板）造成扰动时，噪音的临度将进一步增强。假设分散相浓度分布的方差正比于其平均相浓度，在不考虑阻挡体扰动的条件下，应用两相流分离流理论模型论证了节流装置差压方根噪音的方差近似正比于分散相流量。进而推导出利用噪音测量两相流流量的理论模型。这一论证预示了可以根据简单的理论模型用单一节流装置实现两相流流量的测量。     

HTR-10蒸汽发生器试验回路及其水动力特性分析

１０ＭＷ高温气冷堆（ＨＴＲ－１０）蒸汽发生器的两相流动稳定性问题是设计中必须考虑的问题，文中分析了ＨＴＲ－１０蒸汽发生器恒热流和强迫循环一次热源的静态水动力特性。论述了用恒热流所得判别各类稳定性准则作为Ｈｅ加热的ＨＴＲ－１０蒸汽发生器设计依据是不足的。有必要进行Ｈｅ加热ＨＴＲ－１０蒸汽发生器工程模型两相流稳定性试验。还介绍了ＨＴＲ－１０蒸汽发生器工程模型试验回路及本体，以及在该试验回路上预期达到研究成果。     

油气管道流动保障技术发展趋势

流动保障技术是通过综合研究影响油气管道流动安全各主要相关因素对所输介质流动特性的影响规律,进而提出保障和预防措施来实现油气管道的安全运行。对油气管道流动保障技术的历史、现状和未来趋势进行了论述,明确了所包含的原油流变学及其应用研究、油（气）管道流动改进剂研究与应用研究和多种油品顺序输送流动特性研究等三项主要研究内容,提出了这一研究领域的重点发展方向。     

油水气三相流的流型及泡状流向弹状流的转变

油水气多相混输是海上油气田开发中赖以取得重大经济效益的技术,其流动特性的准确计算是管线设计及安全、经济运行的重要依据.首先,通过实验确定出了油水两相混合物由油包水(W/O)向水包油型(O/W)的转变发生在含水率约为0.45时.垂直下降管内油水气三相流的流型基本上可以划分为油包水和水包油型的泡状流、弹状流及环状流.通过对垂直下降管内气泡碰撞、合并机理的分析建立了油水气三相流动过程中泡状流与弹状流间的转变界限的计算式,该转变发生的临界截面含气率约为0.35,计算结果与实验值的平均误差为11%.泡状流向弹状流的转变主要取决于折算气速和折算液速的大小,含水率对转变界限的影响较弱.     

油气润滑输送管内流动特性实验研究

通过实验观察法及数值模拟手段研究了油气两相流体在输送管内的流型,并利用差压传感器测量了管内流动压力损失,进一步对试验结果进行了理论分析,总结出油气润滑输送管内压力损失的经验公式。通过对油气流型的研究,发现油气润滑输送管内为波浪—环状流流型,油、气速度变化、对环状流的流动特性有影响。     

管内油气两相流流量变化瞬态过程研究

为了给油气两相流管线的设计和运行的安全性提供参考依据,并为油气两相流瞬态模型研究提供检验数据,对流量改变引起的油气两相流瞬态过程进行了详细实验研究．实验系统的管路采用管径为２９ｍｍ,总长为１８ｍ的有机玻璃管道,由水平段、垂直上升段和垂直下降段三种管道布置组成;实验工质为３０＃机油和空气．在垂直下降段、水平段和垂直上升段设置测量段,测量压力、压降、含液率和流型;用微机数据采集系统实现自动连续采集,能得到流动参数快速变化的详细信息．该系统可同时采集１６路信号,采集频率为１ｋＨｚ．实验发现,增加气相流量时压力会陡然增加,超过最后的稳态值,出口流量也会出现瞬间峰值,增加液相流量和分别减小两相流量的操作不会引起超越稳态值的问题,因此在油气两相流管线的设计和运行操作时应考虑气相流量增加过程中出现的极大值超越稳态设计值所带来的技术问题．     

依据流型修正两相流组分含率的方法

两相流参数测量中,电容式组分含率传感器,受流型影响很大·仿真实验表明,该种传感器在测量管道气／油两相流截面含油率时,其误差高达１５％以上·流动成象可重建被测两相流体分布情况的图象,采用此处所述的依据流型修正浓度的方法,修正后的含油率误差降至５％以下·分析流型对测量的影响,导出了一个修正公式,并通过典型流型验证该修正方法的正确可行性·此修正方法同样适合其它气／液及液／液两相流·     

输油管道液柱分离模拟

为了研究输油管道在不稳定流动过程中,因轻质组分挥发、气泡聚集而形成的液柱分离现象,建立了水击分析数学方程.基于分相流模型,采用特征线法、有限差分法将偏微分方程数学模型转化为代数方程组,并采用Newton-Raphson法进行求解,给出了分析步骤.最后,采用VC++开发了仿真程序,分析了输油管道中途截断阀突然关闭时,阀后管道拔高点处的水力瞬变工况.同时,还分析了初始油品中的含气率对液柱分离的影响.结果表明,当含气率大于10-6时,初始含气率越大,管道拔高点处低压持续时间越长,压力响应越滞后,液柱弥合压力越大;否则,可以不考虑含气对水力瞬变的影响.     

悬链线立管多相流流型研究

以水和空气为介质,在不同倾角的水平段和悬链线段组合中,研究气液两相流可能出现的流型及其特点,其中流型主要通过肉眼观察结合压力波动检测的方法来进行辨别.同时针对实验范围内出现的部分流型,研究该流型下管段压力和压降随气液速度以及角度的变化规律,并对悬链线管段为段塞流和严重段塞流时管内含气率、气泡长度、气泡速度、气泡频率等参数进行测量.结果表明:试验范围内共出现9种组合流型,4种组合区域所占区域最广;气液流速的变化对管线压降有一定的影响,水平管段的角度对压降的影响远小于气液速度的影响;液速一定时,段塞流和严重段塞流含气率随气速的增加而增加,气速一定时,段塞流和严重段塞流含气率随液速的增加而减小.     

油气开采过程的环境监测与管理

 当前随着石油、天然气等开发的不断深入,对地下水、土壤、大气等自然环境的监管和保护越来越重要。本文介绍了目前国内外套后窜漏监测、输油管线泄漏监测和大气污染监测的主要方法,其中套后窜流监测的包括测井法、试井法、机械法;输油管线泄漏监测包括输差检漏法、负压波法等常规方法和实时监测系统;大气污染监测包括生物监测法、光谱分析法等常规方法和综合性监测系统。简述了该领域国内外最新进展,其中套后窜流监测包括核监测技术和实时监测技术等;输油管线泄漏监测包括模型法、漏磁监测、腐蚀理论等;大气污染监测为综合性监测系统。分析表明,井下实时监测技术、管线泄漏实时监测系统、智能化气体集成监测系统将成为未来油田开采过程中主要的发展方向和热点。     

管道油流携水系统的界面分布

成品油管道低洼处积水引起的腐蚀产物堵塞管道事故严重威胁管道的正常运行,为研究管道中油流携水作用机制,从试验、理论两个角度对油流携水系统的特性进行研究。以柴油和水为介质,在内径27 mm的水平-上倾管流试验系统上对上倾管段0.5 m位置处的出水量以及临界油相流量(出水量不为零时的最小油相流量)进行测量,同时根据试验模型,基于油水两相动量方程和光滑分层流稳定的条件,建立水相厚度梯度的计算模型,对水平测试段中相界面分布进行分析,对出水量以及临界油相流量进行预测。结果表明:新模型能很好地预测两参数的变化;在油流携水系统中,油相处于层流状态时,建立的水相厚度梯度模型能很好地预测相界面分布。     

基于双流体模型的人工煤气管道腐蚀预测

人工煤气管网中广泛存在的多相流动腐蚀是造成人工煤气管道减薄的主要原因。针对现有检测技术难以检测输送复杂介质管道的剩余壁厚的问题,以昆明市燃气管网为例,基于双流体模型进行人工煤气管网的多相流动分析,采用实验与理论研究相结合的方法,确定了人工煤气管道的腐蚀特征,计算得到管道的腐蚀情况,结果表明：管道腐蚀程度主要与持液率和CO₂分压相关;采用多相流动仿真模型平均腐蚀速率为0.054 3 mm/a,全动态多相流模拟的腐蚀预测结果存在明显误差;建立的人工煤气管网腐蚀速率预测模型误差平均值为8.9%,优于全动态多相流模拟多相流腐蚀预测结果。