原油/水管流压降规律实验

在油水多相流环道上利用原油与矿化水进行油-水两相流流型和压降实验。混合流速为0.1~1.1m/s,入口含水率为0.1~0.7,实验温度分别为60℃和70℃,并进行了破乳剂质量浓度为0.1 mg/L条件下的比较实验。把原油/水流型区分为油包水乳状液流型、混合流型和水环流型3种,并根据不同流型分析了温度、含水率、混合流速和加入破乳剂等因素对原油/水管流压降的影响规律。实验表明,流型是影响压降规律的主要因素;其它因素对压降的影响规律随流型的不同而改变。     

新型破乳剂对高含蜡原油破乳脱水净水的应用研究

采用传统瓶试法测定了3种不同相对分子质量的含氮聚醚型破乳剂(PRO7501 X,X=A、B或C)对南海某高含蜡原油破乳脱水净水的能力,考察了破乳剂种类、破乳剂相对分子质量、破乳剂质量浓度等因素对原油乳状液脱水率的影响。通过现场中试以及加药点改造,考察了该药剂在现场实际脱水净水的能力。结果表明,在现场停留10min时,破乳剂PRO7501 X的脱水速度较快,其中,破乳剂PRO7501B因其相对分子质量适中,脱水率最大。在实验范围内,随着破乳剂PRO7501B质量浓度的增大,脱水率逐渐升高,当质量浓度升高到15mg/L时,脱水率趋于稳定。对现场中试以及加破乳剂点进行了改造,检测结果表明,破乳剂PRO7501B可以明显降低P-V-103分离器油相出口的含水率,由原来的11.0%~15.0%降至0.2%~1.0%,处理后外输原油的含水率为2.5%~3.0%,可以满足平台的正常生产及外排要求,水相出口含油的质量浓度从30~35mg/L降至3mg/L以下,基本解决海面存在油膜的问题。     

水平90°弯管内固液两相流动的数值模拟

为研究90°弯管内固液两相流动特征,采用多相流混合模型对水平90°弯管内水和沙粒固液两相流动进行数值模拟,分析弯管典型横截面上二次流现象,讨论其发展变化对沙粒浓度分布的影响。模拟结果显示:当Re=5×104时,随着入口沙粒浓度升高,弯管出口横截面中心区域混合流体速度趋于更均匀分布,随着入口沙粒直径增大,沙粒快速积聚于管道下侧,形成堆积;当Re数增大到2×105时,在相同沙粒直径下,弯管出口横截面混合流体速度分布变化不大,除管道下侧区域外,沙粒浓度分布变得更均匀。与实验结果对比表明,该模型可用于弯曲管道内固液两相流动特性的有效计算。     

水平90°弯管内固液两相流动的数值模拟

为研究90°弯管内固液两相流动特征,采用多相流混合模型对水平90°弯管内水和沙粒固液两相流动进行数值模拟,分析弯管典型横截面上二次流现象,讨论其发展变化对沙粒浓度分布的影响.模拟结果显示:当Re=5×104时,随着入口沙粒浓度升高,弯管出口横截面中心区域混合流体速度趋于更均匀分布,随着入口沙粒直径增大,沙粒快速积聚于管道下侧,形成堆积;当Re数增大到2×105时,在相同沙粒直径下,弯管出口横截面混合流体速度分布变化不大,除管道下侧区域外,沙粒浓度分布变得更均匀.与实验结果对比表明,该模型可用于弯曲管道内固液两相流动特性的有效计算.     

倾斜管内油水两相流数值模拟

倾斜管内的油水两相流流动是油田地面集输管道内最常遇到的流动现象。采用VOF在不同含水率和混合流速条件下对不同角度的倾斜管内的油水两相流进行数值模拟。通过计算可知,管内流型受管道倾斜角度影响。倾斜管内的油水两相流压降与含水率和流体混合流动速度有关,倾斜管内流体压降随含水率的增大而减小,随流体混合流动速度增大而增大。倾斜管压降计算公式对高含水期的油水两相流压降规律预测同样适用。     

基于Fluent的前混合磨料水射流高压管道流场的数值模拟

利用Fluent软件对前混合磨料射流技术高压管道中的液固两相流场进行数值模拟,得出了水、磨料在管道中速度云图和磨料的体积分数分布图,考察了磨料浓度,高压管直径及水流量等参数的影响。结果表明,磨料浓度越大,水和磨料在出口处获得的平均速度越小,实现水和磨料的充分混合的距离越长。在流量一定的情况下,随着管道直径的增大,水的入口速度减小,水和石英砂的出口处平均速度v减小,而在管径相同或入口速度相同的条件下,水流量越大出口平均速度越大,磨料的密度对出口速度影响不大,但密度大的磨料需要经过较长的距离才能和水实现充分完全的混合。     

放电反应器内气液两相流混合过程的数值模拟

为了研究放电水处理技术中气液两相流的混合状况,对放电反应器内气液两相流混合过程进行了数值模拟,得到最佳气液两相混合条件.通过建立混合模型,在水流速度一定的条件下,在不同的气体流速和不同的出气孔个数的条件下进行了数值模拟计算,得到了不同工况下的YZ中心截面速度分布图,YZ中心截面水体积分数分布图,XY中心截面速度矢量分布...     

胶质,沥青质对模拟原油乳状液破乳影响的探索性研究

考察了胶质、沥青质对模拟原油乳状液破乳效果的影响。实验表明：不同胶质、沥青质含量的模拟原油，采用破乳剂对其乳状液进行破乳、脱水，其脱水速度是不同的。在较低浓度下，胶质含量增加，破乳速度降低。随沥青质含量增加，破乳速度逐渐降低。在总浓度低时，胶质比例越大，破乳速度越快。     

辽河稠油模拟乳状液的制备

通过了解辽河油田稠油的驱替方式,依据现场采出含水原油乳状液的含水率及矿化度,确定配制模拟原油乳状液的盐水配方及油水体积比。用聚丙烯酰胺聚合物和石油磺酸盐表面活性剂制备了模拟乳状液,考察了乳化时间和搅拌速度对模拟原油乳状液运动粘度的影响,并用同一种破乳剂对模拟乳状液和现场采出乳状液进行了破乳脱水实验。结果表明,在乳化时间为6h,搅拌速度为2400r/min时,制得的乳状液与现场采出液的运动粘度接近。在破乳剂的脱水实验中得到了相似曲线,证明该模拟乳状液可以替代现场采出乳状液来对破乳剂进行初步评价。     

苏丹Palouge FPF区块含水原油热化学脱水特性研究

通过室内实验对加入不同类型破乳剂的苏丹Palouge FPF含水原油热化学沉降特性进行研究。结果表明,高效破乳剂TS-101最适合现场原油脱水,经过不同乳化条件乳化之后的不同含水率的稳定原油乳状液,加入TS-101破乳剂的最优破乳温度为80℃,最佳质量浓度为170~180mg/L,大部分试验油样在沉降13h后慢慢趋于稳定,沉降19h后全都符合预期脱后含水率低于5%的指标。     

多级搅拌塔轴向混合的研究

在内径为０．０５４ｍ的多级搅拌塔中，对单相水流动，水－煤面两相流动的轴向混合进行了研究。探讨了搅拌速度，液液两相流速对连续相及分散相轴向混合的影响，得到了操作范围内的经验关联式，并与前人的结果进行了比较。     

超稠油化学降粘脱水技术

针对辽河油田曙一区超稠油的基本性质,开发出高效降粘脱水剂,以解决现行工业生产中超稠油脱水时间长、能耗高、占用较多沉降罐的问题。利用自主开发的降粘脱水剂和破乳剂的协同作用,实现了超稠油的快速脱水。考察了破乳剂类型、脱水剂用量、温度、混合强度等操作条件对辽河超稠油脱水效果的影响。优化的工艺脱水条件为:破乳剂和脱水剂用量均为200μg·g-1、混合温度90 ℃、沉降温度85 ℃、沉降时间36 h,此时净化油含水量可降至5%以下。并且经脱水处理后,原油粘度的降幅可达40%以上,改善了油品的储运性能,有利于超稠油的后续加工。     

有机硅改性破乳剂的研制与应用

针对实验室配制的克拉玛依原油乳状液,研制出低温高效的有机硅改性聚醚破乳剂,通过单因素实验确定适宜合成条件为:含氢硅油质量分数为1.0%,催化剂质量分数为0.4%,缩合反应温度80℃,反应时间2h。应用红外光谱法比较改性前后破乳剂官能团的特征峰,分析物质结构所发生的变化,验证反应获得了目标产物。考察其对克拉玛依三次采油、辽河油田老化油、辽河曙光原油、大庆原油的破乳脱水性能,结果表明,对克拉玛依三次采油脱水效果最好,其脱水率达87.5%,三次采油两相分离明显,界面清晰。现场用破乳剂、有机硅改性破乳剂脱出水电导率分别为4 960、7 010μs/cm。有机硅改性破乳剂脱水效果好于现场用破乳剂。     

考虑入流角的水平井筒混合损失模型

对水平井的孔眼入流处的微元段进行了流动分析,根据气、液两相的连续性方程、动量方程和能量方程,在相间不存在传质和等温稳态流动等条件下,得到了气、液两相的混合损失计算模型.根据得到的模型,计算了不同入流角条件下水平井筒混合损失的值,结果表明:入流角对混合损失的影响较大,在不影响产量等条件下,应尽量采用小于90°的入流角,有利于减小井筒的压降.本模型对改变传统的射孔方式、鱼刺型分支井和压裂水平井的研究具有一定的指导意义.     

原油破乳剂LAG847的应用研究

原油破乳剂 LAG847由含硅破乳剂与普通破乳剂复配制得。研究了 LAG847破乳剂在中原油田采油一厂文一联改换密闭流程中的应用情况 ,结果表明 ,LAG847的性能达到了密闭流程所要求的三相分离器出口原油 w( H2 O) <30 % ,满足了改换新工艺的需求     

T型管内两相流分配特性数值模拟

T型管内气液两相流分配不均易导致换热器偏流和受热不均。为了优化T型管内气液两相流流动,以FLUENT为模拟软件,以流体流动参数和管子几何结构为研究变量,对T型管内流体流动进行数值模拟。发现流体入口液相体积分数越大,入口速度越小,液滴粒径越小,越利于流体均布;同时支管衔接处采取弯管结构较直管结构优越,其中入口速度对流体分布影响最明显,速度相差3个数值即可优化两个出口液相体积分数比差10%左右。结果表明,相应改变流体流动参数和管子几何结构能有效优化T型管内流体流动。     

纳米Al2O3 溶胶改性聚醚破乳剂TA1031的应用研究

为提高现有高分子聚合物原油破乳剂的性能和拓宽纳米材料的应用范围,以硫酸铝和氨水为原料, 运用溶胶凝胶法在纳米Al₂O₃ 生成过程中与高分子聚醚破乳剂TA1031进行接枝改性,运用红外光谱仪、电镜、粘 度计和界面张力仪分析所制备的改性破乳剂。结果表明,将纳米Al₂O₃ 复合于原油聚醚破乳剂中能取得比较好的 效果,破乳性能均比原破乳剂有很大的提高。当纳米Al₂O₃ 与TA1031的质量比为1∶10时,所得到的改性破乳剂 效果最好,能将破乳率提高20%~25%,而且破乳脱水时间也能大幅度缩短。并对改性破乳剂的形成机理和破乳机 理做了初步分析。     

微通道入口角度对微液滴生成过程的影响

为研究不同流体物性参数条件下微通道入口角度对微液滴生成过程的影响,采用流体体积(volume of fluid,VOF)法对错流微通道内液滴生成过程进行了三维数值模拟,对液滴生成过程中两相压差及液滴生成周期和尺寸进行了研究.结果表明:拉伸挤压流型下,微液滴尺寸随着通道入口角度增大呈现先减小后增大趋势.表面张力较大或连续相黏度较小时,入口角度为90°的微通道有利于生成较短液滴;表面张力较小或连续相黏度较大时,入口角度为120°的微通道有利于生成较短液滴.对于固定的入口角度,微液滴尺寸随着表面张力系数增大而增大,随连续相黏度增大而减小.当流体物性参数不同时,生成最短液滴的通道结构不同.综合考虑通道入口角度、表面张力系数和连续相黏度,提出了预测拉伸挤压流型下量纲一液滴长度的经验关联式,为微液滴系统的设计和应用提供了指导.     

炼油厂电脱盐装置用破乳剂的设计原则探讨及其实际应用

根据对炼油厂与采油厂的原油破乳技术条件和工艺指标要求差异性的分析，概括归纳了炼油厂与采油厂对原油破乳剂性能的不同要求，并进一步总结了炼油厂电脱盐装置用破乳剂的设计原则。在此原则的指导下，综合考虑长庆油田公司第一助剂厂加工原油的性质和工艺指标要求，有针对性设计了一种新型炼油厂电脱盐装置用破乳剂CYZ-L-4。室内评价和装置实验结果表明：CYZ-L-4不仅能够满足第一助剂厂电脱盐装置的工艺技术指标的要求，而且具有降低注入水用量，脱出水含油量低的优点，成本也低于原来的破乳剂。同时对CYZ-L-4使用过程中电脱盐装置负荷情况的对比测试结果证明CYZ-L-4能够有效降低电脱盐装置负荷。试验结果证明：炼油厂电脱盐装置用破乳剂的设计原则不仅在理论上是可行的，而且在实践中取得了良好的经济效益和社会效益。     

车用催化转换器气流特性分析

用CFD软件对三种不同入口扩张管角度的催化转换器的速度场、压力场进行了三维稳态流动数值模拟。模拟结果显示,入口扩张管的角度对催化转换器的气流分布有很大影响,采用较小角度的入口扩张管,不仅可减少压力损失,而且可以使其内部速度分布更加均匀。