一、油气水多相管流中降阻剂机理研究（论文文献综述）
吴海涛[1]（2020）在《伪段塞流流动机理及测量方法研究》文中提出随着气液两相流体动力学的理论发展与两相流量测量要求的不断提高,伪段塞流研究的重要性日益凸显。因其气液两相时空分布具有高度的复杂性和随机性,导致伪段塞流特征参数的准确测量难度极大。本论文针对水平伪段塞流流动机理与气液两相流量测量展开理论分析与实验研究,主要研究内容如下:首先,研制了一套可控型伪段塞流发生装置及可视化测量系统。该装置可以在实验管路形成不同塞体长度以及发生频率的伪段塞流,同时,在软硬件系统设计上保证了实验安全、可控、智能化运行。设计并研制了16*16的丝网成像传感器以及电导环测速系统,与高速相机拍摄系统相结合,利用各传感器的特性从不同角度针对水平伪段塞流的流动开展实验研究。其次,研究了水平伪段塞流的流动机理。利用可控型伪段塞流发生装置,采用高速相机快速捕获、丝网径向与轴向成像,观察到了长泡塞流与瞬间泡塞流两种典型伪段塞流的流型,二者均具有液膜区与塞体区交替来临的间歇流动特性,其气液两相时空分布演化特征均表现为气相穿透了伪段塞体,在管道中保持连续存在。随着表观气相流速与体积含液率的增加,截面含气率的波动性增强,塞体产生的频率增加。通过电导环测速传感器证实,塞体区内气液相间存在显着滑差,这是区分传统段塞流与伪段塞流最根本的特征。第三,在预测文丘里传感器压降时,根据其几何结构特点,拆分为前后直管段、收缩段、喉部以及扩张段。前后直管段压降主要受气相与管壁以及气液相间摩擦作用影响。在预测收缩段截面含气率时,建立了基于γ修正系数的漂移通量模型。喉部压降则考虑其与收缩段衔接处由于流体流动惯性对静压变化的影响。在扩张段中,针对逆压力梯度的存在而建立了基于权重系数κ的边界层预测模型。基于以上分析,建立了一套文丘里压降预测模型,与50 mm、80 mm、100 mm三种管径文丘里实流实验数据相对比,压降预测误差均在±15%以内。最后,在压降理论与实验研究的基础上,利用单一文丘里建立了伪段塞流中气液两相流量的测量模型。时域信号分析表明,文丘里差压信号中蕴含了丰富的伪段塞流流动信息。采用傅里叶变换与多尺度小波变换分析文前差压信号,根据其时频域特征规律,提出“膜-塞区小波阈值模型”。基于文前差压时均信息与脉动信息,建立了关于体含气率的预测模型,以此为基础建立了一套两相流量测量模型,实现了伪段塞流气液两相流量的有效测量。经实验验证,新建模型中97.78%的实验点气相相对误差在±10%以内,95%实验点液相相对误差在±20%以内。
秦思思[2]（2019）在《含表面活性剂水平和微上倾管道气液两相流动研究》文中指出液相加注表面活性剂已经成为气井排水采气重要的增产增效措施,但是表面活性剂对湿气集输管道多相流动的影响仍处于探索阶段。本文通过搭建长度为40m、内径为50mm多相流实验环道,并在流动稳定段和测试段配备可拆卸弯管以改变管道倾角,对材质为有机玻璃、长度为15m的测试管段进行压力压降数据采集、采用高速摄像进行流型观测,并用超声波多普勒测速仪获得段塞流特征参数,探究表面活性剂对水平、1°上倾和3°上倾管道气液两相流动特征的影响规律。具有起泡性质的表面活性剂可在气液界面产生泡沫层,在流型转变为波浪流时形成泡沫波浪,在段塞流时形成泡沫段塞,且随着表面活性剂浓度增大,气液流型种类随之减小,越容易形成泡沫环状流。低浓度表面活性剂对水平管和微上倾转换边界影响较小。高浓度表面活性剂使水平管分层泡沫波浪流与携泡波浪流的边界向低表观气速和低表观液速移动,水平管和微起伏管携泡波浪流和泡沫环状流的流型分界同样向低表观气速和低表观液速方向移动,微上倾管道段塞流和携泡波浪流的流型转换边界向低表观气液速度移动,间歇流存在的气液流速范围大大缩小。表面活性剂能增大水平管的压降,特别是环状流的压降,且随着表面活性剂浓度的增大对压降的增大程度越大,表面活性剂对1°上倾管和3°上倾管的压降影响受表观气速的影响,在中低表观气速下,表面活性剂能够降低微上倾管道的压降,但是对于高表观气速下,表面活性剂起到了增大了压降的作用。表面活性剂增大了水平管压力波动。对于1°和3°上倾管,在低表观气速下均起到降低压力波动的效果,在高表观气速下则增大了压力波动。表面活性剂浓度越高时,对压力波动的影响程度越大,表观液速对压力波动的影响较小。低浓度的表面活性剂能够降低液塞频率,高浓度的表面活性剂的液塞频率随着表观气速增大迅速降低,直至消失。液相为低浓度的表面活性剂降低了液塞速度,高浓度的表面活性剂除了低表观液速起到增大液塞速度的作用,均起到了降低液塞速度的作用。表面活性剂添加后使得液塞长度增大,表面活性剂浓度越大,液塞长度越大。
史爽[3]（2018）在《大翻越管道油气混输波动压力特性及其控制研究》文中进行了进一步梳理管道运输具有输送费用低、通过能力大、安全系数高等固有特性,在油气输送方面占据重要地位。大翻越管道是指管道与水平面倾角大于30°的管道,与常规管道相比,其持气率、气相滑脱速度与压力波速等参数均随着流体的运移发生明显变化,加之油气相界面间相互作用、气相漂移及黏度物性差异等因素的影响,使大翻越管道油气混输的研究难度更大。大翻越管道油气混输波动压力的计算与混输流体的运移规律、混输密度、压力波速密切相关,其研究除了准确定义边界条件外混输流体的持气率、压力变化及压力波速等参数也是关键。因此深入研究油气混输过程中流体运移规律、压力波速、波动压力特性,有助于为后续管道设计及油气混输研究奠定理论基础。首先建立多相流动模型、多相压力波速模型及多相波动压力水力学体系,针对模型研制相应的计算模块,得到多相流动参数（压力、温度、持气率等）,获得管道中变化的波速,在多相流动参数及压力波速参数获取的基础上,最后开展多相波动压力求解,并借助实验手段验证模型正确性,提出相应波动压力控制手段,主要工作及研究结果如下:（1）多相运移规律研究:建立大翻越管道油气混输运移模型,分析大翻越管道油气混输过程中的气体溶解度特性、管道持气率、管道出口压力等参数对运移规律影响。（2）压力波速研究:在求解混输压力、持气率的基础上,通过对双流体模型求解过程的改进,提出了考虑虚拟质量力的两相压力波速模型,从而建立油气混输压力波速模型,并分析混输量、混输管道出口压力等参数对压力波速的影响。（3）波动压力研究:考虑管道中油气两相流的弹性、管道泊松比、管道内压力波速的变化等因素的影响,提出了油气混输波动压力模型,并借助有限差分等数学方法,建立多相波动压力模型,得到了阀门动作引发阀门本体以及沿程管道波动压力的变化规律。（4）计算软件编制:基于前面建立的油气混输运移模型、压力波速模型以及油气混输波动压力模型,研发了《大翻越管道油气混输流动规律及波动压力分析系统》软件。该软件可实现大翻越管道油气混输溶解度特性分析、混气量和油水混合比对持气率的影响分析、压力与温度等对压力波速的影响分析,以及油气混输、混气量、阀门关闭时间等因素对油气混输波动压力的影响分析。（5）实验验证:在西南石油大学三期多相流实验场,开展了油气混输波动压力的相关实验研究,揭示了阀门调节过程中油气混输流动的真实规律。研究表明,多相波动压力同油相波动压力相比,气相的混入量对波动压力影响较显着,这不仅与气相对管壁的摩阻有关,更与气体对波动压力传输过程中的能量耗散有关;在混输过程中,阀门动作产生的波动压力不可忽略,在第一个周期内,最大波动压力出现在阀门处。（6）控制方法研究:从控制波动压力的角度,提出三种控制波动压力的新方法,分别为建立限压条件下阀门动作路径模型、通过双阀门串联降低波动压力和采用设计的一种双连体装置减小波动压力。
李小江[4]（2018）在《多场耦合下二氧化碳压裂流动传热与岩石损伤特性研究》文中研究指明二氧化碳压裂是一种可高效开发页岩气等非常规油气藏的新型无水压裂技术。针对二氧化碳压裂过程中的流体流动传热与岩石破坏等关键问题,本文采用理论分析和数值模拟相结合的方法,对二氧化碳压裂过程中井筒和裂缝内的流动传热规律以及岩石损伤特性开展研究,主要研究工作和成果如下:1.模拟计算了液态-超临界二氧化碳在圆管中的流动摩阻压降,对比研究了二氧化碳管流特性以及压力和温度对其流动摩阻的影响规律等。结果表明:二氧化碳流动摩阻遵循Darcy-Weisbach方程,基于清水管流建立的摩阻系数经验公式能够较好地预测二氧化碳的流动摩阻。高雷诺数下,压力和温度对二氧化碳的摩阻系数影响很小,但可以显着改变二氧化碳的摩阻压耗。在恒定体积流量下,摩阻压降随压力的升高而升高,随温度的升高而降低。2.推导建立了考虑热量源汇的二氧化碳压裂井筒流动与传热解析模型,实现了模型在井深和径向方向的双向耦合数值求解;分析了井筒传热机理,研究了排量等工程参数对井筒流动传热的影响规律。结果表明:环空流体是井筒内影响井筒传热最重要的热阻,液体有利于地层与油管内流体的热量传递,而气体则会阻碍热量传递;高排量压裂过程中,需同时考虑摩擦生热和气体做功的影响,焦-汤效应影响较弱,工程计算上可忽略。3.模拟研究了二氧化碳压裂起裂缝内流动和传热特性,并通过计算地层圈闭压力,进行了二氧化碳压裂蓄能效果的评价。结果表明:裂缝起裂后,在流体膨胀和压缩做功的作用下,初始裂缝中的二氧化碳温度降低,新裂缝中的二氧化碳温度升高,温度的变化产生热应力,从而可诱导产生微裂缝;二氧化碳以较低的井口温度注入页岩等致密储层,有利于形成较高的地层圈闭压力,提高压裂的蓄能效果。4.建立了二氧化碳压裂的流固热耦合有限元模型,运用损伤力学参数对二氧化碳压裂岩石的损伤破坏效果和机理进行评价和研究,并分析其流固热耦合特性。结果表明:二氧化碳注入地层是一个多物理场耦合的过程,流动、传热和岩石力学参数相互作用,呈现出与单场或双场耦合作用下的不同特征规律;受原地应力的影响,岩石在最大地应力方向即垂直于最小地应力的方向最先发生破坏,随着时间的推移,在流体压力和热应力的共同作用下,沿最小地应力方向的岩石也逐渐发生损伤破坏,但大损伤破坏区仍集中在最大地应力方向。本文研究成果可为二氧化碳无水压裂工艺参数优化设计和地层适应性评价提供理论依据和参考。
吴嬉[5]（2017）在《稠油掺气输送阻力特性研究》文中研究表明稠油作为一种重要的能源,在石油天然气勘探开发以及国家能源战略储备中占有重要的地位。由于稠油黏度高、密度大,且流动性差,常规输送工艺难以满足其安全经济高效的管输要求。受流体掺气减阻的启发,同时考虑到一些偏远分散油井及海洋平台多将伴生气放空或燃烧处理,若将这些气体与稠油混输,可望实现稠油的减阻节能输送。为此,论文提出稠油掺气阻力特性研究的思路及方法,探讨稠油掺气减阻的条件及主要影响因素,探索稠油管输减阻的新方法,为促进稠油掺气输送技术发展奠定理论基础。论文采用数值模拟与室内实验相结合的研究手段,对稠油掺气输送阻力特性以及相关问题开展深入研究:采用数值模拟方法,通过建立海管模型,研究了掺气介质、气液比和管径对压降、温降、气液相流速、持液率和流型的影响;采用220#白油、440#白油作为模拟用油,测试并分析其物性、特性的变化规律;选择空气作为实验模拟掺气介质,设计合适的掺气系统,建立小型实验环道装置模拟稠油掺气输送,系统研究了稠油掺气过程中的流动行为,探讨了其流动过程中的掺气压降、流型等变化规律;对比分析相关压降模型描述稠油掺气流动实验的适用性。研究结果表明:（1）稠油随掺气量的增加,沿程压降均逐渐增大,持液率逐渐降低,并逐步出现段塞流;掺气介质为伴生气时压降最小,为二氧化碳时最大;通过掺气压降值的相对大小比对,不断缩小各掺气介质的最优掺气区间,在模拟区间内得到氮气和空气的最优掺气比均为为1:1,二氧化碳的最优掺气比为0.65:1,伴生气的最优掺气比为1.2:1;（2）220#和440#模拟油在测试温度10～60℃下均具有良好的牛顿流体特性,并且在10～30℃下黏度随温度的升高而降低明显;（3）实验范围内220#白油掺气减阻率大多在20%以下,最大减阻率不超过60%,且采用T型三通掺气方式的减阻率总体高于采用Y型三通掺气方式的获得的减阻率;在同一种掺气方式下,440#白油与220#白油相比,整体减阻率更高,在相同的减阻率下气液比更高,但低气液比减阻效果更好;（4）在实验工况下,220#白油T型掺气在气液比为24.02时减阻率最大,为49.24%;Y型掺气时在气液比为4.35时减阻率最大,为39.13%;440#白油Y型掺气在气液比为0.96时减阻率最大,为33.76%。同时,由第2章的模拟结果可知,在软件模拟工况范围内,掺入空气的最优掺气比为1:1,稠油黏度亦与本章模拟油黏度相近,说明液相黏度是影响最优掺气比的主要因素之一;（5）理论计算值主要分布在较低的压降区间,而实验值主要分布在较高的压降区间;当流体的黏度一定时,其数据点主要分布在低气液比范围内,气液比数值越小,计算的压差值与模拟结果之间的误差越小,黏度越高模型的适用性越差;（6）杜克勒Ⅱ法更适合描述文中流体掺气流动过程,同时也验证了杜克勒Ⅱ法压降公式适用的黏度范围和流量范围较杜克勒I法更广。
熊柯杰[6]（2017）在《柴油携水两相流动特性研究》文中认为国内成品油输送管道在投产和运行过程中,由于采用“油顶水”的投产方式,发现低洼处积水现象引起的管道内腐蚀问题。成品油管道内腐蚀不仅降低管道的寿命,降低管道输送能力,也对管道的安全运营带来了威胁。本文主要针对上倾管道低洼积水问题,通过环道实验与数值模拟结合的方法研究柴油携水的流动特性,提出有效解决成品油管道低洼积水的方法。本论文在充分调研国内外油水两相流基本理论、流型划分、流型转换准则和工艺计算模型的基础上,引入重力影响项,推导了在上倾管道中的油水两相流工艺计算模型,确定了影响上倾管道中油水两相流的主要影响因素包括流速、上倾角度、含水率与管径。为了深入研究上倾管道中柴油携水流动特性,搭建了可视化油水两相流环道实验装置,以流速和上倾角度为变量,以50mm管径上倾管道为对象,对柴油携水过程进行了流型识别、流动特性和临界参数的研究。基于计算流体动力学原理,建立了柴油携水两相流动数值计算模型;通过实验数据对比和网格无关性验证,得到了合理的数值求解方案和网格无关解;采用Fluent软件对柴油携水两相流动进行三维非稳态数值模拟,分析流速、上倾角度和初始积水厚度对柴油携水流动特性的影响;研究了回流作用在柴油携水过程中的作用及影响规律。最后,通过Fluent迭代试算得到不同管径、上倾角度条件下,柴油携水的临界流速,并与实验数据进行对比,误差在±10%以内,说明建立的数值计算模型具有一定的工程应用价值。通过上述研究工作,本文得到如下成果:柴油携水过程中水相内部存在回流作用是管道低洼处存在积水的根本原因。在柴油携水流动的过程中,当流速达到临界值时,积水能够被全部带离出管。柴油携水临界流速随着上倾角度和管径的增加而增加,与水平段初始积水厚度无关。通过临界携水流速对管径和上倾角度的敏感性分析,可以通过提高流速的方法避免管道运营过程中存在低洼积水;临界流速随上倾角度变化的敏感值为35°。上述研究成果对我国成品油管道的内腐蚀控制有非常重要的工程价值。
阎晓雨[7]（2016）在《泡排井集气管道流动特性及消泡实验研究》文中进行了进一步梳理作为煤和石油的替代能源,天然气在工业生产和日常生活中得到了广泛应用,其重要性不言而喻,加大天然气勘探开发力度、保持现有气田高效稳定生产,已成为各能源企业的共识。长期以来,地层出水造成的气井积液,是天然气开采过程中无法回避的难题。泡沫排水采气工艺以其独特的自身优势,成为使用最早、应用最普遍的排水稳产措施。但是,泡排技术在实施过程中所出现的消泡效果差、分离器严重积泡、泡沫进入脱水撬或增压机压缩缸而破坏设备工况等情况,使泡排工艺的适应性受到极大影响,限制了其推广应用。因此,为了保证单井泡排技术平稳运行,提高集输管道内的消泡效率,有必要在起泡剂、消泡剂室内评价筛选的前提下,引入基于气-液-泡沫多相管流的消泡方法研究思路,开展泡排井集气管道流动特性及消泡实验研究。采用Ross-Miles法、气流法、搅拌法对8种起泡剂、2种消泡剂进行了评价,筛选出符合实验要求的起泡剂和消泡剂各1种,测试分析了浓度、温度、酸碱度、矿化度、聚合物含量对起泡剂、消泡剂性能的影响。自行设计和搭建了泡排井集输管流与消泡模拟装置,模拟单井集气管道气-液-泡沫流动,认识在不同因素条件下的流型变化；测量管道出口端泡沫高度和压力梯度,分析二者与气液比、浓度、温度等变量间的关联性,根据多元回归原理,采用SPSS软件对实验数据进行回归分析,分别得到泡沫高度、压力梯度与各因素间的数学模型。提出将雾化喷嘴和管道静态混合器用于消泡剂加注混合过程,模拟多种消泡工艺在单井集气管道中的工作状态,观察气-液-泡沫流在不同加注方式下的流型、管道沿线泡沫分布及消泡效果等相关信息。研究结果表明：UT-5D型起泡剂、FG-2A型消泡剂能够适应LHS气田地层条件,符合现场工况要求；在静态评价实验中,试剂浓度、温度、溶液矿化度对起泡剂、消泡剂性能均有显着影响,而在含酸碱或聚合物的环境中则有较稳定的起、消泡性能；在气-液-泡沫多相管流中,气液比在0.55～137.42范围内变化,多相流体呈现出4种流型,气液比α=0.55时为泡沫-液分层流,气液比α=0.978～2.615时为气-泡沫段塞流,气液比α=5.69时为气-泡沫波动流,气液比α≥10.83,开始进入气-泡沫分层流；管道出口端一定时间内收集到的泡沫量与流经测试管道的压降之间,存在一定的关联性,即同一实验条件下,气液比增大,压力梯度随之下降,相应的泡沫量也减少；采用相关性分析方法研究泡沫高度、压力梯度同各实验因素间的关系,证明气液比与泡沫高度、压力梯度均有强相关性；部分静态评价实验中对起泡剂性能有有显着影响的因素如起泡液温度,在管流实验中不再具有相同的作用；直通嘴加注消泡剂,分散效果差、与泡沫液的接触不良,难以适应多变的管流状态,而采用雾化喷嘴加注则表现出较好的消泡效果,以小口径喷嘴最为突出,具有喷雾分散粒度小、相同流量下喷射压力较高、能适应气泡直径较小的稠密泡沫消泡需求的特点。
邱伊婕[8]（2015）在《稠油掺稀采输管内掺混特性及多相流动规律研究》文中进行了进一步梳理随着常规原油的不断开采,原油重质化问题日益突出,稠油的高黏、重质与易乳化特性使其采输颇具挑战性,稠油掺稀降黏技术以其明显的技术经济优势而在国内外稠油开采和输送中得到了广泛应用。但稠油降黏的混合均匀程度、降黏减阻效果、混合流体沿油管的流动特征及稳定性、掺混前后的流动压降预测至今尚缺乏充分认识,掺混量、掺混段混合长度等参数的确定急需理论指导与优化。针对上述难题,有必要对稠油与稀油的掺混特性及多相流动规律进行实验模拟及理论研究,为稠油掺稀采输安全保障与节能增效提供理论指导与技术支撑。本文以我国典型稠油、稀原油、柴油、LPG为研究对象,围绕稠油掺稀采输管内的掺稀混合液的掺混特性、扩散特性、多相流动特性、反相特性及边界层变化规律,采用流变学、环道模拟等实验研究与理论分析相结合的方法开展研究,具体研究工作如下：（1）基于搅拌法的测黏原理,分析同轴圆筒系统中流体的流态,采用改进的同轴流变仪,根据搅拌扭矩与转速的关系、剪切速率与黏度的关系,提出稠油掺稀搅拌混合黏度的测定方法,实验评价搅拌过程中掺稀混合液的表观黏度变化规律,分析混合性能与剪切性能及能耗的关系,揭示影响混合效果的关键因素。结果表明,稠油黏度和稀油黏度越小、温度越高、搅拌转速掺稀比越大,搅拌槽中流体的循环量越大,混合效率越高,达到均匀混合所需的时间越短,混合均匀后搅拌轴的扭矩和混合黏度越低。（2）设计与搭建恒温液液扩散系数测定装置,采用折光指数法测定稀释扩散系数。结果表明,随温度升高,分子热运动加剧,扩散系数呈增大趋势；同一温度下,随溶液初始稠油浓度的增大,分子间的摩擦以及相互作用增强,稠油浓度越高,黏度越大,扩散系数不断减小。（3）从掺混界面二元扩散的角度,考虑稠油与稀油相间的扩散影响,应用动力平衡方程,分别建立水平圆管掺稀管流及套管掺稀竖直管流的稠油与稀油两相掺混运动模型,计算机编程对其求解,直观展示稠油掺稀的流场变化规律,揭示掺混过程中稠油与稀油相间的作用机理。结果表明,分层流动中,随掺混时间的延长,稠油与稀油扩散面积增大,稀油-稠油掺混界面向下移动；幂律流体稠油掺混分层界面不明显,与牛顿流体相比最大流速过渡带变厚；同层流相比,非牛顿流体紊流流动时,稠油与稀油的过渡段增大,掺混速度提高,随着掺混时间的延长,掺混均匀程度提高,流动阻力减小；在采油过程中,流速在油管中的分布呈现轴对称性,增大压降可改善稠油在油管中的运动特性,但提高采输效率更依赖于降低稠油黏度。（4）设计加工中压密闭LPG加注-掺混-回收系统,结合现有多功能实验流体环道模拟装置,模拟研究风城稠油掺柴油和LPG管流特性,评价稠油掺稀降黏效果,证实稠油掺稀采输的可行性；同时考虑气相在稠油中的溶解度、稠油的压缩系数、流型变化等因素,建立LPG气相-稠油两相流动方程,分析井筒掺LPG多相运移规律。结果表明,随LPG掺入量的增大,摩阻系数呈现减小趋势,减阻效率增大；井底LPG气相滑脱速度不大,在井口800m附近,LPG滑脱速度迅猛增大；沿管道方向,随输送时间的延长,输送温度和压力的降低,LPG持气率逐渐增大,随着LPG的掺混比增大,压降呈现减小的趋势。（5）基于密度波理论,考虑虚拟质量力、相间阻力、相界面的动量传递等因素,在双流体模型的基础上,建立含水稠油掺稀管内反相点判定的数学模型,结合掺稀采油过程中的温度和压力场分布模型,计算机编程计算,分析不同井深、虚拟质量力、掺稀比等条件下的油水反相特性。结果表明,虚拟质量力系数越大,分散相与连续相之间的相对运动越强,分散相的聚集作用减弱,反相点越大；掺入柴油后,油水反相点减小；沿井深越大,温度越高,分散油相密度减小,反相点减小。（6）针对稠油-稀油流动,将附面层理论分为层流附面层、紊流附面层及混合附面层三种,考虑密度、管径、管壁粗糙度、壁面润湿性、表观黏度等因素,建立稠油-稀油附面层模型。结果表明,在稠油与稀油分层流动中,稠油相附面层厚度略大于稀油相附面层厚度,随着稀油掺入比的增大,附面层交合线下移；分层紊流中,附面层厚度变化较小,但仍出现稠油与稀油混合流体附面层交合线下移的现象；在完全分散层流流动和完全分散流紊流流动中,稠油与稀油均匀混合流体附面层厚度的分布规律与单相流相同,随稠油与稀油流体混合液黏度的增大,附面层厚度增大,且呈轴对称分布。应用VB.NET计算机语言,研编了“稠油掺混特性及多相流动分析系统”,可用于稠油掺混流动特性、气液两相流动减阻特性、油水反相特性及附面层特性等方面的计算。本文研究成果可为稠油掺稀输送工艺设计及安全经济运行提供理论依据与实用工具。
刘洪涛,解勇珍,许连洁,魏媛茜,王树森,肖诚诚[9]（2014）在《滑溜水压裂液降阻剂的研制与应用》文中提出通过对高聚物降阻机理及影响因素的分析研究,借助正交实验设计方法,优选出降阻剂主要活性组分UJ,研制出低成本滑溜水压裂液降阻剂GCY-1,性能表征结果显示,该降阻剂具备高分子降阻特性,性能良好,并通过添加适当的压裂液添加剂,形成了滑溜水体系配方,该配方在现场应用4井次,降阻率可达63.6%,取得了良好的应用效果。
王志华[10]（2014）在《含水原油低温集输胶凝淤积行为及治理研究》文中进行了进一步梳理在原油紧缺和低碳经济背景下，油气集输工艺的优化简化已经在油田高效开发中发挥着举足轻重的作用，低温集输工艺作为降投资控成本的有效途径，近年来在油田地面工程方案中得到了广泛的研究、设计和推广应用，并取得了明显的成效。但以单管串接通球为代表的简化集油工艺，在运行实践中暴露出集输管道发生淤积、堵塞、井口回压升高、管理缺乏科学性等一系列制约正常生产的问题，含水原油作为一种热力学不稳定的复杂混合体系，这些问题在严寒地区及多种开发方式并存的油田中表现更为突出。为此，本文对非牛顿含水原油体系的胶凝特征温度及胶凝结构强度进行了流变测量，基于热力学倾向系数和动力学扩散系数理论方法及室内模拟试验，对含水原油体系低温管输过程的淤积规律进行了系统研究和预测，同时从能量转化的角度解释了考虑剪切流场中含水原油体系乳化成核机制的低温胶凝淤积行为与机理，最后通过单管集油工艺现场试验研究，对含水原油低温集输胶凝淤积行为所带来油井高回压的问题进行了全面系统的分析，并研究提出了胶凝淤积行为及其所致高回压井的治理技术措施与方案。通过对含水原油体系降温胶凝过程特性的研究发现，流变测量技术仍适用于对不同含水原油体系降温胶凝过程特性的描述与解释，基于温降过程中不同含水原油体系粘弹性参数的变化规律，可确定其相应的胶凝特征温度与胶凝结构强度。含水原油体系的胶凝温度要低于原油本身的凝固点，且含水率升高，体系的胶凝特征温度进一步降低，相应胶凝过程中的受力稳定性及其抵抗剪切变形的能力变弱，胶凝强度减小。同时在恒应力作用下，降温速率增大，任一相同含水原油体系的胶凝特征温度值均升高，但体系的胶凝强度却减弱。原油含水率和降温速率对含水原油体系胶凝过程特性影响的研究认识，对于在新的节能形势下，高寒地区和低产液量油井进行地面低温集输工艺设计、参数优化及集输系统的安全运行保障具有重要参考价值。在管输模拟试验研究中，考虑流场畸变对压降测试的影响，针对非牛顿型油-水两相水平管流，改进了差压法试验确定结蜡淤积厚度的方法，研究了含水原油体系温度、含水率、含聚浓度、流速及系统压力对淤积规律的影响。考虑到单相油流关于蜡沉积问题研究的主要方法和目标是构建准确的热力学或动力学模型来描述蜡沉积过程、预测蜡沉积规律，从而以典型单相流的蜡沉积理论模型为出发点，将两相混合体系相关物性及流动特征参数作为含水率的函数，回归建立了描述油-水两相流动结蜡淤积的热力学倾向系数模型和动力学扩散系数模型，并分别对非牛顿含水原油体系低温管输过程的淤积行为进行了预测。不同工况下含水原油体系淤积行为的模拟试验和预测结果均具有相似的变化规律，体系胶凝温度附近的淤积速率相对最大、转相点附近是淤积行为发生明显变化的含水区间、流速增大时淤积速率减小、体系中的含聚浓度上升时淤积加快、管输系统压力升高时淤积行为则在一定程度上减缓。与热力学倾向系数回归模型相比，综合了扩散效应、剪切剥落效应及沉积老化作用，同时考虑了沉积过程中的动力学行为而引入扩散系数反映油-水两相体系中蜡分子从液流到沉积界面扩散机制的动力学扩散系数回归模型，对油-水两相流结蜡淤积的预测具有更好的适用性，其厚度淤积速率预测值与试验结果的平均相对偏差在10%左右。由于体系组成的多样性，水力、热力工况的不稳定性及乳化条件的存在，含水原油低温集输的胶凝淤积行为较含蜡原油管输结蜡更为复杂。通过显微观察认为，胶凝、聚集成核是淤积物表现最为突出的物理状态；胶凝淤积物的熔点温度高达60℃以上，析蜡热焓超过80J/g，且在流场突变区域，DSC曲线上的特征温度值更高；形貌学所分析固相组分中的砂质、成垢与腐蚀产物，又为淤积在规模上的增多、变大提供了晶核。同时，低温流动结构的研究反映出剪切流场中必然存在着乳化成核效应，在特定流场区域内，定义剪切能为沿该区域某一特征长度的圆管流动时所存在压降的函数，也就是剪切应力在流场中剪切做功所产生的能量，则依据能量守恒方程，当含水原油体系处于剪切流场中有动能存在时，剪切能是体现含水原油体系动能对乳化成核过程油水界面Gibbs自由能贡献的一种有效形式。通过对典型节点区域流动压降与剪切能的关联，运用剪切能分析法定量描述了集输系统流场剪切作用对油水乳化成核的贡献及区别，实例计算分析结果表明，对于同一含水原油体系，在相同温度条件下，同一系统中沿程弯头及阀组位置的剪切能明显要高于正常集油管道内的剪切能，表明在流场突变区域，对于油水乳化所需克服的界面Gibbs自由能要相对减少，低温环境下含水原油体系的乳化聚集、成核几率也更大，从而对胶凝淤积行为的作用机制更为显现，且主要发挥于局部区域。低温集输的胶凝淤积物结构充满孔隙，密度和粘度大，除了40%以上的蜡质含量外，胶质、沥青质及固相杂质等重组分的含量也较多，水分则以少量游离水、毛细水、吸附水和内部乳化水为主要存在形式，同时滋生有大量的细菌，呈具有一定强度的海绵状弹性凝胶态特征，属于温降过程中含水原油介质结蜡与乳化成核共同作用的结果。基于单管集油适应性现场试验，多尺度分析了集油工艺井口高回压的形成原因及相应油井生产特征，认为单管串接集油工艺中含水原油体系的沿程温降胶凝过程特性是高回压形成的内在机理，含水率低、产液量小于集输管道最小安全流量界限、井口出油温度低于管输起点最低温度界限则是高回压形成的外部表现；提出了低温集输中将井口回压按A类＞1.5MPa、B类0.8～1.5MPa、C类0.5～0.8MPa、D类＜0.5MPa进行分级分类控制与治理的思想。现场试验结果表明，多数高含水、大液量生产井对单管串接集油工艺具有较好的适应性，但对于部分低液量、大集油半径、特别是端点井液量远小于串接井的井组，胶凝、淤积严重，回压上升快，表现出其地面控制与有效治理的必要性；同时，现场试验在凝油形成规律、油水流型及其过渡上与室内实验及理论研究认识具有较好的符合性。通过对单管集油工艺高回压井治理技术的系统研究，建立了胶凝温度附近集油清管周期随管输液量、含聚浓度变化的关系；考察了井口安装电加热器对胶凝结构形成时间延长、凝油速率减缓、井口回压控制的效果；提出了包括健全通球配套设施、井口安装定压调节阀、更换管道材质及扩建辅助掺水流程等在内的集输工艺改造措施；研究了含水原油体系低温降粘减阻输送的可行性，结果表明，有效的表面活性剂类减阻剂能够适应于对已发生淤积阀组间汇管干线的溶淤、清淤及其摩阻压降的减小，更适应于保障阀组间汇管干线清管后的含水原油转输，延长汇管干线的冲洗周期，控制所辖单井井口回压的上升，减阻率可达到20%以上。另外，针对高含水期油气集输系统简化优化设计与低能耗运行的背景，对各种治理技术的投资和操作成本进行了比较，以技术性和经济性相结合为实际工程应用方案的选择提供了充分依据。综合实验及理论研究认为，低温集输工艺中，含水原油体系的降温胶凝过程特性是淤积行为发生的条件基础，多相体系的形成及相间作用是胶凝淤积过程发生的关键，而含水原油体系温降过程中结蜡与乳化成核的共同作用机制则是胶凝淤积过程发生的根本，这种胶凝淤积行为导致了集输管道局部（或整体）有效流通截面减小，流动阻力增加，井口回压升高。研究结果与认识对于更加深入地掌握含水原油胶凝淤积机理、油井高回压成因及集输系统节能降耗潜力均具有重要价值，同时能够为集油工艺及其运行参数的进一步优化简化提供实验与理论支持，也为维持油田地面工程系统的高效、低耗、安全、协调与平稳运行状态提供技术保障方案。
二、油气水多相管流中降阻剂机理研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、油气水多相管流中降阻剂机理研究（论文提纲范文）
（1）伪段塞流流动机理及测量方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 伪段塞流研究现状 |
| 1.2.1 伪段塞流发生装置研究现状 |
| 1.2.2 伪段塞流流动机理研究现状 |
| 1.2.3 气液两相流量测量研究现状 |
| 1.2.4 文丘里压降特性研究现状 |
| 1.3 伪段塞流测量相关参数 |
| 1.4 伪段塞流研究中存在科学问题 |
| 1.5 本文工作与创新点 |
| 1.6 本文组织结构 |
| 第2章 可控型伪段塞流发生装置与可视化测量系统设计 |
| 2.1 伪段塞流流型图区域分析 |
| 2.2 可控型伪段塞流发生装置 |
| 2.2.1 可控型伪段塞流发生装置设计方案 |
| 2.2.2 可控型伪段塞流发生装置实施方案 |
| 2.2.3 可控型伪段塞流发生装置性能评价 |
| 2.3 可控型伪段塞流可视化测量系统 |
| 2.3.1 高速相机简介 |
| 2.3.2 丝网成像传感器研制 |
| 2.3.3 电导环测速传感器研制 |
| 2.4 本章小节 |
| 第3章 水平管中伪段塞流流动机理研究 |
| 3.1 长泡塞流和瞬间泡塞流 |
| 3.2 可视化测量系统安装方案与工况条件 |
| 3.3 利用高速相机捕获伪段塞流 |
| 3.3.1 水平长泡塞流特征与分析 |
| 3.3.2 水平瞬间泡塞流特征与分析 |
| 3.4 利用丝网成像传感器系统观察伪段塞流 |
| 3.4.1 水平径向气液两相分布及演化 |
| 3.4.2 水平轴向气液两相分布及演化 |
| 3.5 截面含气率与气相真实流速研究 |
| 3.5.1 截面含气率统计特征分析 |
| 3.5.2 气相真实流速统计特征分析 |
| 3.6 塞体区传播速度与滑差特征分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 基于修正的漂移通量模型与边界层模型预测文丘里压降 |
| 4.1 模型建立的背景条件 |
| 4.2 文丘里直管段压降动力学模型 |
| 4.2.1 基于MARS模型的管道湿周分数预测 |
| 4.2.2 剪切应力与摩擦系数预测模型 |
| 4.3 基于漂移通量模型的截面含气率预测 |
| 4.3.1 经典漂移通量模型理论基础 |
| 4.3.2 基于γ修正系数的收缩段截面含气率预测模型 |
| 4.4 文丘里收缩段压降动力学模型 |
| 4.5 喉部流动惯性影响及其压降动力学模型 |
| 4.6 基于边界层模型的扩张段压降动力学模型 |
| 4.6.1 文丘里扩张段边界层理论基础 |
| 4.6.2 基于κ权重系数的边界层修正模型 |
| 4.7 本章小结 |
| 第5章 文丘里压降实验验证与相似性研究 |
| 5.1 传感器设计与实验工况 |
| 5.1.1 文丘里传感器设计 |
| 5.1.2 实验工况范围 |
| 5.1.3 流型预测分析 |
| 5.2 利用理论模型预测文丘里轴向静压变化 |
| 5.2.1 修正系数γ与权重系数κ预测误差分析 |
| 5.2.2 文丘里轴向静压分布 |
| 5.3 文丘里压降理论模型误差定量分析 |
| 5.3.1 文前差压误差定量分析 |
| 5.3.2 总压损误差定量分析 |
| 5.4 文丘里压降理论与实验相似性研究 |
| 5.4.1 基于实流实验的文前差压与总压损相似性 |
| 5.4.2 基于理论模型的总压损相似性 |
| 5.4.3 基于理论模型的文前差压相似性 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 基于文丘里传感器的伪段塞流两相流量测量模型研究 |
| 6.1 伪段塞流气液两相流量测量方案 |
| 6.2 伪段塞流经文丘里差压信号的时域与频域响应 |
| 6.2.1 伪段塞流中文前差压信号的时域响应 |
| 6.2.2 伪段塞流中文前差压信号的频域响应 |
| 6.3 伪段塞流中液膜区与伪段塞体区的辨识模型 |
| 6.3.1 小波变换信号分析理论基础 |
| 6.3.2 小波阈值与气液密度比的关系模型 |
| 6.3.3 基于“膜-塞”区小波阈值模型辨识伪段塞流 |
| 6.4 伪段塞流中液膜区两相流量测量模型 |
| 6.5 伪段塞流中伪段塞体区两相流量测量模型 |
| 6.5.1 基于文丘里的两相流量测量理论基础 |
| 6.5.2 文丘里收缩段体含气率关系模型 |
| 6.5.3 伪段塞流两相流量预测模型计算流程 |
| 6.6 伪段塞流两相流量预测模型误差分析 |
| 6.7 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 附录1 符号表 |
| 附录2 两相流量测量实验点汇总 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况说明 |
| 致谢 |
（2）含表面活性剂水平和微上倾管道气液两相流动研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 表面活性剂与其起泡性介绍 |
| 1.2.1 表面活性剂 |
| 1.2.2 泡沫 |
| 1.2.3 表面活性剂的起泡性 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 含表面活性剂水平和微上倾管道气液两相流型研究 |
| 1.3.2 含表面活性剂水平和微上倾管道气液两相压降和压力波动研究 |
| 1.3.3 含表面活性剂气液两相段塞流特征参数研究 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第二章 实验系统及测量方法 |
| 2.1 实验环道与设备仪表 |
| 2.1.1 实验环道 |
| 2.1.2 实验设备及仪表 |
| 2.2 数据采集系统 |
| 2.2.1 数据采集系统 |
| 2.2.2 数据处理 |
| 2.3 实验工况及介质 |
| 2.3.1 实验工况 |
| 2.3.2 实验介质选择 |
| 2.3.3 表面活性剂评价与选择 |
| 2.4 实验测量系统 |
| 2.4.1 流型摄像观测系统 |
| 2.4.2 压力压差测量系统 |
| 2.4.3 液相流速测量系统 |
| 第三章 表面活性剂对气液相流型及流型转换的影响 |
| 3.1 表面活性剂对水平管气液两相流流型的影响 |
| 3.1.1 水平管典型流型 |
| 3.1.2 流型影响因素分析 |
| 3.2 表面活性剂对1°上倾管流型的影响 |
| 3.2.1 1°上倾管典型流型 |
| 3.2.2 流型影响因素分析 |
| 3.3 表面活性剂对3°上倾管的影响 |
| 3.3.1 3°上倾管典型流型 |
| 3.3.2 流型影响因素分析 |
| 3.4 表面活性剂对流型转换的影响 |
| 3.4.1 表面活性剂对0°上倾管流型转换的影响 |
| 3.4.2 表面活性剂对1°上倾管流型转换的影响 |
| 3.4.3 表面活性剂对3°上倾管流型转换的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 表面活性剂对气液两相流压降的影响 |
| 4.1 表面活性剂对水平管压降及压力波动的影响 |
| 4.1.1 表面活性剂对水平管压降的影响 |
| 4.1.2 表面活性剂对水平管压力波动的影响 |
| 4.2 表面活性剂对1°上倾管压降及压力波动的影响 |
| 4.2.1 表面活性剂对1°上倾管压降的影响 |
| 4.2.2 表面活性剂1°上倾管压力波动的影响 |
| 4.3 表面活性剂对3°上倾管压降及压力波动的影响 |
| 4.3.1 表面活性剂对3°上倾管压降的影响 |
| 4.3.2 表面活性剂对3°上倾管压力波动的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 表面活性剂对气液两相段塞流特征参数的影响 |
| 5.1 表面活性剂对液塞频率的影响 |
| 5.1.1 液塞频率的测量 |
| 5.1.2 表面活性剂对液塞频率的影响 |
| 5.2 表面活性剂对液塞速度的影响 |
| 5.2.1 液塞速度的测量 |
| 5.2.2 表面活性剂对液塞速度的影响 |
| 5.2.3 表面活性剂对液塞速度分布的影响 |
| 5.3 表面活性剂对液塞长度的影响 |
| 5.3.1 液塞长度的测量 |
| 5.3.2 表面活性剂对平均液塞长度的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的学术成果 |
| 致谢 |
（3）大翻越管道油气混输波动压力特性及其控制研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究的目的及意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 多相流研究 |
| 1.3.2 倾斜管流动特性研究 |
| 1.3.3 压力波速研究 |
| 1.3.4 波动压力研究 |
| 1.3.5 波动压力控制研究 |
| 1.4 主要研究内容及关键技术 |
| 1.4.1 主要研究内容 |
| 1.4.2 技术关键 |
| 1.5 研究技术路线 |
| 1.6 论文结构及逻辑关系 |
| 1.7 创新点 |
| 第2章 大翻越管道油气混输水力学模型 |
| 2.1 大翻越管道特点 |
| 2.2 混输运移模型建立及求解 |
| 2.2.1 混输运移模型 |
| 2.2.2 混输流型转换及辅助模型 |
| 2.2.3 混输运移模型求解 |
| 2.3 混输压力波速与响应模型建立及求解 |
| 2.3.1 双流体压力波速模型 |
| 2.3.2 考虑虚拟质量力的新压力波速模型 |
| 2.3.3 混输压力波速及响应模型求解 |
| 2.4 混输波动压力模型建立及求解 |
| 2.4.1 混输波动压力模型 |
| 2.4.2 混输波动压力模型求解 |
| 2.5 串联阀门波动压力模型建立 |
| 2.6 小结 |
| 第3章 大翻越管道波动压力分析系统开发 |
| 3.1 系统开发平台与数据库 |
| 3.1.1 开放平台 |
| 3.1.2 数据库 |
| 3.2 系统功能与程序设计思路 |
| 3.2.1 功能模块 |
| 3.2.2 程序设计思路 |
| 3.3 系统逻辑架构设计 |
| 3.3.1 逻辑架构设计 |
| 3.3.2 系统非功能性需求分析 |
| 3.3.3 数据库交互层设计 |
| 3.3.4 系统物理架构设计 |
| 3.4 软件主界面介绍 |
| 3.4.1 登录界面 |
| 3.4.2 软件主界面 |
| 3.4.3 混输流动规律分析界面 |
| 3.4.4 混输压力波速分析界面 |
| 3.4.5 混输波动压力分析界面 |
| 3.4.6 阀门受波动压力分析界面 |
| 3.5 小结 |
| 第4章 大翻越管道油气混输流动特性分析 |
| 4.1 大翻越管道实例 |
| 4.2 倾角对持气率影响 |
| 4.3 出口压力对管道持气率影响 |
| 4.4 气体溶解度对持气率影响 |
| 4.5 混输量对管道压力降影响 |
| 4.6 倾角对流体运移速度影响 |
| 4.7 小结 |
| 第5章 大翻越管道油气混输压力波速特性分析 |
| 5.1 压力波速模型回顾 |
| 5.2 双流体模型压力波速分析 |
| 5.2.1 泡状流及弹状流持气率对压力波速的影响 |
| 5.2.2 虚拟质量力对压力波速的影响 |
| 5.2.3 扰动频率对压力波速的影响 |
| 5.2.4 运行压力及温度对压力波速的影响 |
| 5.3 改进的压力波速模型应用 |
| 5.4 翻越管道压力波速影响因素分析 |
| 5.4.1 管道倾斜角度对压力波速影响 |
| 5.4.2 出口压力对压力波速影响 |
| 5.4.3 持气率对压力波速的影响 |
| 5.4.4 混输量对压力波速及压力响应时间影响 |
| 5.5 小结 |
| 第6章 大翻越管道油气混输波动压力特性分析 |
| 6.1 波动压力模型分析 |
| 6.2 阀门特性参数分析 |
| 6.3 管道受波动压力影响分析 |
| 6.3.1 单相/油气混输对波动压力的影响 |
| 6.3.2 混输量对波动压力的影响 |
| 6.3.3 油相流量对波动压力的影响 |
| 6.3.4 管道长度对波动压力的影响 |
| 6.3.5 阀门关闭时间对波动压力的影响 |
| 6.4 小结 |
| 第7章 大翻越管道波动压力实验及控制 |
| 7.1 波动压力模拟实验 |
| 7.1.1 实验平台与方法 |
| 7.1.2 误差分析 |
| 7.1.3 结果分析 |
| 7.2 混输波动压力控制 |
| 7.2.1 关阀控制 |
| 7.2.2 串联阀门控制 |
| 7.2.3 双连体装置控制 |
| 7.3 小结 |
| 第8章 结论与展望 |
| 8.1 主要结论 |
| 8.2 对未来工作的展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及科研成果 |
| 附录一: 大翻越管道油气混输水力学模型计算数据表 |
| 附录二: 《大翻越管道油气混输流动规律及波动压力分析系统》程序代码 |
| 附录2.1 多相压力波速部分代码 |
| 附录2.2 多相波动压力部分代码 |
（4）多场耦合下二氧化碳压裂流动传热与岩石损伤特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 创新点 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究目的和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 二氧化碳压裂可行性研究现状 |
| 1.2.2 二氧化碳压裂流动与传热研究现状 |
| 1.2.3 二氧化碳流固热耦合研究现状 |
| 1.2.4 二氧化碳室内压裂实验研究现状 |
| 1.2.5 二氧化碳压裂现场试验与应用现状 |
| 1.3 存在问题 |
| 1.4 本文研究内容与方法 |
| 1.4.1 研究内容 |
| 1.4.2 研究方法 |
| 第2章 二氧化碳管流摩阻压降特性规律 |
| 2.1 管流数值模型建立 |
| 2.1.1 几何模型 |
| 2.1.2 控制方程 |
| 2.2 二氧化碳物性模型 |
| 2.2.1 二氧化碳热力学性质 |
| 2.2.2 二氧化碳输运性质 |
| 2.3 模型求解与验证 |
| 2.3.1 模型求解 |
| 2.3.2 模型验证 |
| 2.4 二氧化碳管流摩阻特性 |
| 2.4.1 与经验公式对比 |
| 2.4.2 温压对摩阻的影响规律 |
| 2.4.3 与水对比 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 二氧化碳压裂井筒流动与传热耦合规律 |
| 3.1 井筒流动与传热数学模型 |
| 3.1.1 基本假设 |
| 3.1.2 压降模型 |
| 3.1.3 传热模型 |
| 3.2 模型双向耦合求解 |
| 3.3 模型对比与验证 |
| 3.3.1 模型对比 |
| 3.3.2 模型验证 |
| 3.4 井筒传热机理分析 |
| 3.4.1 井筒流动温压作用机制 |
| 3.4.2 井筒热阻 |
| 3.4.3 热量源汇项 |
| 3.5 井筒流动和传热影响规律 |
| 3.5.1 质量流量 |
| 3.5.2 井口压力 |
| 3.5.3 注入温度 |
| 3.5.4 注入时间 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 二氧化碳压裂起裂缝内流动与传热耦合特性 |
| 4.1 数学模型及求解 |
| 4.1.1 几何模型与基本假设 |
| 4.1.2 控制方程 |
| 4.1.3 模型全耦合求解 |
| 4.2 模型验证与对比 |
| 4.3 缝内流动与传热特性 |
| 4.3.1 流体速度变化特性 |
| 4.3.2 流体压力变化特性 |
| 4.3.3 流体温度变化特性 |
| 4.4 膨胀热效应 |
| 4.4.1 起裂热应力 |
| 4.4.2 地层圈闭压力 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 二氧化碳压裂流固热耦合特性及岩石损伤特性 |
| 5.1 流固热耦合数学模型 |
| 5.1.1 几何模型 |
| 5.1.2 孔隙流动与传热模型 |
| 5.1.3 岩石本构关系及损伤模型 |
| 5.2 模型求解与验证 |
| 5.2.1 模型全耦合求解 |
| 5.2.2 模型验证 |
| 5.3 流固热耦合特性 |
| 5.3.1 耦合作用下的压力场 |
| 5.3.2 耦合作用下的温度场 |
| 5.3.3 耦合作用下的位移场 |
| 5.4 岩石损伤特性 |
| 5.4.1 损伤特征参数 |
| 5.4.2 裂缝固有渗透率的影响 |
| 5.4.3 热损伤特性规律 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论与建议 |
| 参考文献 |
| 附录A Darcy摩阻系数经验公式 |
| 附录B 井筒传热模型辅助方程 |
| 1.井筒传热的总传热系数 |
| 2.地层非稳态传热的无因次温度函数 |
| 致谢 |
| 个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（5）稠油掺气输送阻力特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究的目的与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 稠油管道输送方法 |
| 1.2.2 气液两相流动研究 |
| 1.2.3 液相掺气研究 |
| 1.3 研究内容 |
| 1.4 研究技术路线 |
| 第2章 稠油掺气管流特性数值模拟 |
| 2.1 模拟管道的基本情况 |
| 2.2 多相流模拟软件 |
| 2.2.1 模拟软件的筛选 |
| 2.2.2 OLGA的理论基础 |
| 2.3 管线流动特征分析 |
| 2.3.1 模型建立 |
| 2.3.2 模拟结果及分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 模拟油样特性评价 |
| 3.1 实验器材和仪器 |
| 3.1.1 实验材料 |
| 3.1.2 实验仪器 |
| 3.2 实验内容及方法 |
| 3.3 模拟油的基本性质 |
| 3.3.1 模拟油的物性 |
| 3.3.2 模拟油的特性 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 稠油掺气流动行为实验研究 |
| 4.1 实验装置 |
| 4.2 实验内容及方法 |
| 4.3 实验结果与分析 |
| 4.3.1 稠油管流特性分析 |
| 4.3.2 稠油掺气压降规律 |
| 4.3.3 最优掺气比探究 |
| 4.3.4 稠油掺气流型分析 |
| 4.3.5 相似原理及准则 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 油气流动压降分析 |
| 5.1 单相流的摩阻计算理论 |
| 5.1.1 管道流动的状态 |
| 5.1.2 沿程阻力的计算 |
| 5.2 油气流流型与压降预测 |
| 5.2.1 油气混输管流特性 |
| 5.2.2 水平混输管道压降计算 |
| 5.2.3 结果与讨论 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 结论及建议 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 建议 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果 |
（6）柴油携水两相流动特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 流型的划分 |
| 1.2.2 油水两相流流型转换准则 |
| 1.2.3 油携水实验研究现状 |
| 1.2.4 油携水数值模拟现状 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 1.4 技术路线 |
| 第2章 油水两相流动理论分析 |
| 2.1 液液两相流流型划分 |
| 2.2 油水两相流流型过渡模型 |
| 2.2.1 层流到非层流的过渡模型 |
| 2.2.2 半分散流过渡边界模型 |
| 2.2.3 完全分散流过渡模型 |
| 2.3 油水两相流工艺计算模型 |
| 2.3.1 分层流的摩阻压降模型 |
| 2.3.2 三层流的摩阻压降模型 |
| 2.3.3 混合流型的摩阻压降模型 |
| 2.3.4 分散流的摩阻压降模型 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 柴油携水环道实验研究 |
| 3.1 环道实验装置简介 |
| 3.1.1 环道实验系统 |
| 3.1.2 环道实验装置操作流程 |
| 3.2 环道实验方案设计 |
| 3.3 实验参数测量 |
| 3.3.1 截面含水率 |
| 3.3.2 柴油密度测量 |
| 3.3.3 动力粘度测量 |
| 3.3.4 油水界面张力 |
| 3.4 环道实验的观测与分析 |
| 3.4.1 柴油携水两相流型划分 |
| 3.4.2 柴油携水流动形态分析 |
| 3.4.3 柴油携水流型分布规律 |
| 3.5 柴油携水临界参数 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 柴油携水数值计算模型 |
| 4.1 几何模型 |
| 4.2 基本方程 |
| 4.2.1 流体动力学控制方程 |
| 4.2.2 湍流模型 |
| 4.2.3 近壁面流动问题 |
| 4.3 多相流模型 |
| 4.3.1 多相流模型的选择 |
| 4.3.2 VOF模型 |
| 4.4 数值模拟求解过程 |
| 4.5 有限体积法 |
| 4.5.1 计算区域离散 |
| 4.5.2 控制方程离散 |
| 4.5.3 时间离散 |
| 4.5.4 边界条件 |
| 4.6 插值方法 |
| 4.6.1 空间插值 |
| 4.6.2 梯度与散度的插值 |
| 4.6.3 压力项插值 |
| 4.7 求解器的确定 |
| 4.8 网格生成方法与网格无关性检验 |
| 4.8.1 网格生成方法 |
| 4.8.2 网格无关性验证 |
| 4.9 本章小结 |
| 第5章 柴油携水两相流动数值模拟研究 |
| 5.1 物性参数 |
| 5.2 边界条件 |
| 5.3 模型求解方案 |
| 5.4 数值模拟结果分析与实验数据对比 |
| 5.4.1 临界参数与数值模拟合理性判断 |
| 5.4.2 柴油流速对柴油携水流动的影响 |
| 5.4.3 上倾角度对柴油携水流动的影响 |
| 5.4.4 积水量对柴油临界携水流速的影响 |
| 5.4.5 回流作用对柴油携水流动的影响 |
| 5.4.6 不同管径下的柴油携水临界流速 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 结论与建议 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 建议 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果 |
（7）泡排井集气管道流动特性及消泡实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究目的及意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 泡沫特性 |
| 1.3.2 泡沫管流特性研究进展 |
| 1.3.3 泡沫消除方法及理论 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 1.5 研究技术路线 |
| 第2章 起泡剂主要影响因素研究 |
| 2.1 起泡剂基本性能及评价方法 |
| 2.1.1 起泡剂基本性能 |
| 2.1.2 起泡剂性能评价方法 |
| 2.2 起泡剂的筛选 |
| 2.3 主要影响因素分析 |
| 2.3.1 浓度的影响 |
| 2.3.2 温度的影响 |
| 2.3.3 pH值的影响 |
| 2.3.4 矿化度的影响 |
| 2.3.5 聚合物浓度的影响 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 泡排井集输管流与消泡模拟装置搭建 |
| 3.1 装置流程及功能 |
| 3.2 装置搭建 |
| 3.3 实验方法与数据处理 |
| 3.3.1 实验步骤 |
| 3.3.2 测试数据的不确定度分析 |
| 3.4 实验系统的可靠性验证 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 气-液-泡沫多相管流特性研究 |
| 4.1 实验方案 |
| 4.2 管流的主要影响因素分析 |
| 4.2.1 起泡剂浓度对管流的影响 |
| 4.2.2 起始温度对管流的影响 |
| 4.2.3 管径与管长对管流的影响 |
| 4.2.4 管壁粗糙度与弯管段对管流的影响 |
| 4.2.5 气井采出液与聚合物对管流的影响 |
| 4.3 不同因素相关性分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 泡排井集输管道加剂消泡研究 |
| 5.1 消泡剂主要影响因素分析 |
| 5.1.1 消泡剂性能及评价指标 |
| 5.1.2 消泡剂筛选 |
| 5.1.3 主要影响因素 |
| 5.2 消泡实验条件的确定 |
| 5.2.1 交试验设计 |
| 5.2.2 实验结果分析 |
| 5.3 管流消泡模拟实验 |
| 5.3.1 气-泡沫分层流消泡 |
| 5.3.2 气-泡沫波动流消泡 |
| 5.3.3 气-泡沫段塞流消泡 |
| 5.3.4 泡沫-液分层流消泡 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论及建议 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 建议 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果 |
| 附录 |
| 附录1 |
（8）稠油掺稀采输管内掺混特性及多相流动规律研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究的目的及意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 稠油降黏方法概述 |
| 1.3.2 稠油掺稀采输现状 |
| 1.3.3 稠油掺液管内混合状态研究 |
| 1.3.4 掺稀混合液黏度预测研究进展 |
| 1.3.5 掺液管内多相流动状态研究 |
| 1.4 主要研究内容及关键技术 |
| 1.4.1 主要研究内容 |
| 1.4.2 技术关键 |
| 1.5 研究的技术路线 |
| 1.6 创新点 |
| 第2章 稠油掺稀混合黏度预测 |
| 2.1 掺混黏度实验测定原理 |
| 2.1.1 同轴圆筒系统内流态划分 |
| 2.1.2 搅拌槽中的剪切速率 |
| 2.1.3 混合黏度的确定 |
| 2.2 掺混黏度实验研究方法 |
| 2.2.1 实验方法 |
| 2.2.2 黏度与搅拌扭矩的关系 |
| 2.2.3 合程度的无量纲准数判断 |
| 2.3 影响掺混黏度的关键因素分析 |
| 2.3.1 稠油流动性 |
| 2.3.2 稀油特性 |
| 2.3.3 搅拌转速 |
| 2.3.4 掺稀比 |
| 2.3.5 温度 |
| 2.4 小结 |
| 第3章 液液扩散系数实验研究 |
| 3.1 液相扩散理论 |
| 3.2 折光指数法测定稀释扩散系数的原理 |
| 3.2.1 折射率与浓度的关系 |
| 3.2.2 扩散系数的计算 |
| 3.2.3 实验装置及操作方法 |
| 3.3 液液扩散系数测定结果分析 |
| 3.5 小结 |
| 第4章 稠油掺稀采输管内掺混运动模型及规律分析 |
| 4.1 掺混扩散 |
| 4.2 水平管道掺混过程两相流动模型 |
| 4.2.1 基本方程 |
| 4.2.2 流体类型 |
| 4.2.3 流动状态 |
| 4.2.4 模型求解 |
| 4.3 竖直套管掺稀掺混两相流动模型 |
| 4.3.1 模型建立 |
| 4.3.2 模型求解 |
| 4.4 实例分析 |
| 4.4.1 水平管道掺混运动特性分析 |
| 4.4.2 井筒掺混运动特性分析 |
| 4.5 小结 |
| 第5章 稠油掺稀多相流动规律及减阻机理研究 |
| 5.1 稠油掺稀降黏减阻管流特性实验研究 |
| 5.1.1 模拟实验装置 |
| 5.1.2 环道实验研究方案 |
| 5.1.3 实验研究方法 |
| 5.1.4 实验介质物性参数 |
| 5.1.5 掺柴油管流特性 |
| 5.1.6 掺LPG管流特性 |
| 5.2 井筒掺LPG多相运移规律研究 |
| 5.2.1 井筒多相流动模型 |
| 5.2.2 辅助方程 |
| 5.2.3 模型求解 |
| 5.2.4 实例分析 |
| 5.3 水平管掺LPG多相流动规律研究 |
| 5.3.1 气液两相流动压力降方程 |
| 5.3.2 气液两相温度场 |
| 5.3.3 LPG气液相平衡计算 |
| 5.3.4 气液两相流流型 |
| 5.3.5 模型求解 |
| 5.3.6 实例分析 |
| 5.4 小结 |
| 第6章 含水稠油掺稀采输过程中的反相特性研究 |
| 6.1 反相特性密度波判断模型建立 |
| 6.1.1 双流体模型 |
| 6.1.2 封闭条件 |
| 6.1.3 反相特性密度波判断模型 |
| 6.2 井筒温压模型建立 |
| 6.2.1 压力场模型 |
| 6.2.2 温度场模型 |
| 6.3 模型的求解 |
| 6.4 实例分析 |
| 6.4.1 虚拟质量力的影响 |
| 6.4.2 掺稀比的影响 |
| 6.4.3 井深的影响 |
| 6.5 小结 |
| 第7章 稠油掺混管壁附面层理论研究 |
| 7.1 稠油掺混附面层模型 |
| 7.1.1 稠油掺稀两相流动模型 |
| 7.1.2 附面层模型 |
| 7.1.3 附面层阻力系数 |
| 7.2 附面层边界条件 |
| 7.3 附面层模型求解 |
| 7.4 实例分析 |
| 7.4.1 分层层流附面层 |
| 7.4.2 分层紊流附面层 |
| 7.4.3 完全分散流层流附面层 |
| 7.4.4 完全分散流紊流附面层 |
| 7.5 小结 |
| 第8章 结论与展望 |
| 8.1 主要结论 |
| 8.2 对未来工作的展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 软件界面 |
| 攻读博士学位期间的研究成果及科研情况 |
（9）滑溜水压裂液降阻剂的研制与应用（论文提纲范文）
| 1 高聚物降阻机理分析 |
| 2 降阻剂的制备 |
| 3 降阻效果影响因素分析 |
| 3.1 分子量对降阻效果的影响 |
| 3.2 聚合物空间构型对降阻效果的影响 |
| 3.3 温度对降阻效果的影响 |
| 3.4 矿化度对降阻效果的影响 |
| 4 滑溜水压裂液体系配方及性能评价 |
| 4.1 降阻性能评价 |
| 4.2 防膨性能评价 |
| 4.3 表面活性评价 |
| 4.4 岩心伤害性能评价 |
| 5 现场应用 |
| 6 结论与认识 |
（10）含水原油低温集输胶凝淤积行为及治理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 创新点摘要 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 原油的胶凝特性及判别方法 |
| 1.2.2 原油管输蜡沉积过程与机理 |
| 1.2.3 剪切流场中含水原油的乳化理论 |
| 1.2.4 油气集输工艺的优化简化 |
| 1.2.5 原油管输蜡沉积的抑制与治理 |
| 1.3 本文的研究内容 |
| 第二章 含水原油体系降温胶凝过程特性 |
| 2.1 实验原理及方法 |
| 2.1.1 基本流变理论 |
| 2.1.2 粘度特性 |
| 2.1.3 粘弹特性 |
| 2.2 实验条件及方案 |
| 2.2.1 实验条件 |
| 2.2.2 实验方案 |
| 2.3 实验结果与分析 |
| 2.3.1 小幅动态降温条件下的胶凝过程特性 |
| 2.3.2 大幅动态降温条件下的胶凝过程特性 |
| 2.3.3 降温速率对胶凝过程特性的影响 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 含水原油体系低温管输淤积规律研究 |
| 3.1 含水原油体系结蜡淤积模拟试验 |
| 3.1.1 试验原理及方法 |
| 3.1.2 试验条件及方案 |
| 3.1.3 试验结果与分析 |
| 3.2 油-水两相结蜡淤积模型的回归建立 |
| 3.2.1 热力学倾向系数回归法 |
| 3.2.2 动力学扩散系数回归法 |
| 3.3 含水原油体系管输结蜡淤积规律预测 |
| 3.3.1 热力学倾向系数回归模型预测 |
| 3.3.2 动力学扩散系数回归模型预测 |
| 3.4 预测模型与试验结果的适配性分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 剪切流场中含水原油体系的低温乳化成核特性研究 |
| 4.1 剪切流场中的胶凝淤积物特性 |
| 4.1.1 胶凝淤积物组成 |
| 4.1.2 胶凝淤积物的物理状态与特征温度 |
| 4.1.3 固相组分及微观形貌 |
| 4.2 剪切能的定义及对低温乳化成核的作用 |
| 4.2.1 乳化对原油胶凝的影响及剪切能的定义 |
| 4.2.2 低温乳化中的剪切能成核效应 |
| 4.2.3 含水原油集输系统流场剪切能分析 |
| 4.3 乳化成核机制下的胶凝淤积行为 |
| 4.4 含水原油体系的低温淤积机理 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 单管集油工艺高回压井治理技术研究 |
| 5.1 高回压成因及油井生产特征 |
| 5.1.1 单管集油适应性现场试验 |
| 5.1.2 高回压井成因分析 |
| 5.2 高回压治理技术措施研究 |
| 5.2.1 集输技术界限优化 |
| 5.2.2 集输工艺改造措施 |
| 5.2.3 降粘减阻输送 |
| 5.2.4 投资及成本比较 |
| 5.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
| 致谢 |
| 详细摘要 |
四、油气水多相管流中降阻剂机理研究（论文参考文献）
- [1]伪段塞流流动机理及测量方法研究[D]. 吴海涛. 天津大学, 2020(01)
- [2]含表面活性剂水平和微上倾管道气液两相流动研究[D]. 秦思思. 中国石油大学(华东), 2019(09)
- [3]大翻越管道油气混输波动压力特性及其控制研究[D]. 史爽. 西南石油大学, 2018(06)
- [4]多场耦合下二氧化碳压裂流动传热与岩石损伤特性研究[D]. 李小江. 中国石油大学(北京), 2018
- [5]稠油掺气输送阻力特性研究[D]. 吴嬉. 西南石油大学, 2017(11)
- [6]柴油携水两相流动特性研究[D]. 熊柯杰. 西南石油大学, 2017(05)
- [7]泡排井集气管道流动特性及消泡实验研究[D]. 阎晓雨. 西南石油大学, 2016(03)
- [8]稠油掺稀采输管内掺混特性及多相流动规律研究[D]. 邱伊婕. 西南石油大学, 2015(03)
- [9]滑溜水压裂液降阻剂的研制与应用[J]. 刘洪涛,解勇珍,许连洁,魏媛茜,王树森,肖诚诚. 石油地质与工程, 2014(05)
- [10]含水原油低温集输胶凝淤积行为及治理研究[D]. 王志华. 东北石油大学, 2014(12)
标签：机理分析论文;