柱状气液分离器入口组合立管内液塞特性研究

目前,对于柱状气液分离器(GLCC)组合立管内液塞的运动规律研究较少。为进一步完善GLCC入口流型控制策略,以GLCC入口管与来流管线之间的组合立管为对象,建立了一套气液两相流试验系统,试验研究了该组合立管内液塞速度、长度及动能比的变化规律。研究结果表明:(1)液塞通过组合立管时由减速运动转变为加速运动,组合立管同一位置处液塞长度的概率统计符合对数正态分布;(2)平均液塞长度沿组合立管先增大后减小,并且变化幅度随折算气速增大而减小;(3)液塞动能比沿组合立管先减小后增大,出口段液塞动能比随折算气速增大而减小。     

气液混输起伏管积液起塞特征数值模拟

地形起伏地区的湿天然气集输过程中,湿天然气中的水分容易聚集在管道底部位置较低的区域,并形成积液,进而引发液塞的形成,使得管道内流量及压力发生剧烈波动。为准确获得气液两相液塞的起塞过程及特征参数,建立内径为150 mm、长16.5 m的起伏管线模型,利用VOF界面捕捉方法建立三维数值模型,对液塞起塞进行数值模拟研究,得到了液塞体的相分布,压力、速度分布,气液界面的起塞和演化过程,以及积液液面起塞的临界表观气速;分析了表观气速及积液量对液塞形成时管道压降的影响。模拟结果表明:积液液面由于KelvinHelmholtz不稳定效应形成液塞;液塞头部速度及上半部分液体速度对液塞的运动起决定作用;液位高度与管径之比小于0.6时,不形成液塞;液塞形成时的压降会随表观气速及积液量的增加而增大。     

含油气系统的油气藏规模预测及应用

含油气系统作为沉积盆地中油气藏形成和演化的独立地质单元，其中的油气藏分布与盆地类型和生烃洼陷等有着良好的成因联系。这种自然分配过程可以用发现过程模型来描述和分析，进而作出科学预测。利用对数正态模型对辽河盆地某含油气系统中油气藏匠研究证实了这种方法的有效性。     

气井涡流排液采气工具有效作用长度

针对目前对涡流工具适用条件和工具有效作用长度认识不清,现场应用与分析主要依据经验,进而影响使用效果等问题,运用Auto CAD和Fluent流体模拟软件,建立涡流工具气液两相流场模型,研究流体旋转强度的衰减规律,预测涡流工具有效作用长度,并分析井筒气液状况和工具结构参数对有效作用长度的影响。研究结果表明:流体旋转强度的衰减规律符合对数递减,以对数递减公式预测的涡流工具有效作用长度介于10~100 m;流体入口速度和井筒气液比是影响工具有效作用长度的主要因素,入口速度和气液比增大,有效作用长度增大;槽宽为60 mm时,工具有效作用长度较大,排液效果较好;减小槽深和工具与油管之间的间隙,流体速度增大,有效作用长度增大。研究结果可为现场涡流工具结构参数优选和排液效果的提高提供理论依据。     

含油气系统的油气藏规模预测及应用

含油气系统作为沉积盆地中油气藏形成和演化的独立地质单元,其中的油气藏分布与盆地类型和生烃洼陷等有着良好的成因联系。这种自然分配过程可以用发现过程模型来描述和分析,进而作出科学预测。利用对数正态模型对辽河盆地某含油气系统中油气藏规模的研究证实了这种方法的有效性。     

输气管道天然气水合物段塞形成机理

针对现有的多数水合物预测模型无法描述输气管道水合物段塞形成过程这一问题,依据管道中气液分布特点,构建了描述输气管道中水合物生成状态的物理模型。以此为基础,借用传热学、多相流和相平衡理论建立了预测水合物段塞形成的数学模型。给出了定解条件,继而采用数值模拟方法对水合物段塞的形成过程进行了研究。结果表明,模型可以成功预测段塞的形成位置、形态及变化过程;气流量、绝热层的厚度和导热系数对初始状态下水合物生成区域会产生明显的影响,而且随着气流量的增加,气芯的携液能力增强,液膜厚度减小;水合物段塞形成过程中引起管线压降增大、温度降低、气芯携液能力增强、液膜厚度减小等一系列参数的变化,这些变化又可以作用于段塞使其进一步生成。     

混合立管系统严重段塞流流动特性的实验研究

深海油气田开采过程中混合立管系统会出现严重段塞流,造成系统流动特性参数周期性剧烈波动,严重危害海洋开发系统。在混合立管系统的模拟装置上,实验研究了混合立管系统严重段塞流的流动特性。研究结果表明：混合立管严重段塞流的1个周期分为液塞形成、液塞生产、液气喷发和液体回流4个阶段,立管的垂直管段与U形柔性管段的流动特性稍有不同,U形柔性管段在液气喷发阶段产生剧烈抖动;严重段塞流周期随气液相折算速度的增大而减小;立管压力波动幅度随气相折算速度的增大先增大后减小;液塞长度随气相折算速度的增加而减小,且下倾管增加缓冲容积时液塞长度明显增大,减小出油管长度有利于抑制严重段塞流;在深水混合立管系统结构尺寸变化范围内,垂直管高度和U形柔性管尺寸对严重段塞流的发生范围及特性影响不大。该研究结果将为混合立管的设计提供一定的参考依据。     

顺序输送液体隔离塞最优长度的数值计算

针对最小混油量问题，对液体隔离塞在成品油顺序输送工艺中的应用进行了分析，分析了不同长度的液体隔离塞对混油量的影响，对隔离塞的最优长度进行了分析与数值计算，编制了用于求解液体隔离塞最优长度的数值计算程序。计算实例的结果表明，应用液体隔离塞时的混油量要低于两种油品直接接触交替输送时的混油量，同时在最优隔离塞长度下的混油量为最小，为求解顺序输送最优隔离塞长度提供了实用可靠的方法。     

测量油气混输管道中液塞速度的差压波动分析法

分析了压力波动信号互相关求液塞速度存在的不足，引入了差压波动分析法，明确了液塞到达和离开上，下游取压点的时刻与差压波动信号之间的关系；分析了电导探针信号，差压信号和压力信号互相关所求得的相关速度的含义，指出差压互相关得到的液塞运动速度，电导探针信号互相关得到的是液塞速度与液膜段界面波速度的平均值，压力信号互相关得到的相关速度具有随机性。根据空气－水，柴油和机械油的试验结果，回归出液塞速度的经验关系工，指出了影响液塞速度的主要因素。该研究结果丰富了段塞流特征参数的测量方法，为段塞流特性的深入研究提供了一种新的实验方法。     

���������������ٹ��̵���ֵģ��

美国Amoco公司和巴西Lima等人分别在几口枯竭油井中进行了称为Ball Pump和Pig Lift的间歇球塞气举试验。实践证明，采用U型双管柱（一注一采），随注入气流投入球塞，在举升气液相间形成固体界面，有效地防止液体滑脱，其增油节气效果十分显著。我们开展的球塞连续气举实验也充分证实了这一结论。文章针对低压低效连续气举井普遍存在的液相滑脱损失严重的核心问题，提出了描述球塞连续气举系统举升管柱中气、液、球三相流动的理论和数值模拟方法。数学模型考虑了流体流动状态的瞬变性和气液两相流特性，模型的数值化处理采用长度和时间的有限差分方法。以川西南威远气田威100井为例，计算分析了举升过程中各物理量随时间的变化规律，对比分析了常规气举和球塞气举的滑脱损失，并对投球频率进行了优选。这一理论研究成果为开展新型球塞连续气举现场选井和工艺设计提供了必要的技术手段。     

国外混输管路终端液塞捕集器

随着海洋、极地、沙漠、近海油气田的开发和开采，混输管路得到不断的发展。在段塞流状态下运行的混输管路，其终端设有气液初级分离设备─—液塞捕集器。综述了国外液塞捕集器的研究情况。液塞捕集器又分为管式和容器式两大类。介绍了管式液塞捕集器的组成和设计参数，以及容器式液塞捕集器的结构和静态与动态工艺计算方法。     

动力打入钢管桩中的土塞研究现状

对开口钢管桩在打入过程中形成土塞的闭塞效应理论判断方法、影响土塞长度的因素、土塞的力学机制以及有关土塞模型与计算方法等研究成果进行了系统的回顾、总结,并指出存在的问题,进而提出还需要解决的重要问题,为进行这方面应用与研究的人们提供参考.     

动力打入钢管桩中的土塞研究现状

对开口钢管桩在打入过程中形成土塞的闭塞效应理论判断方法、影响土塞长度的因素、土塞的力学机制以及有关土塞模型与计算方法等研究成果进行了系统的回顾、总结 ,并指出存在的问题 ,进而提出还需要解决的重要问题 ,为进行这方面应用与研究的人们提供参考     

水平井水平段中压力分布及应用

对水平井水平段中的压力分布进行了研究，把流体从地层到水平井水平段起点的流动，分成地层沿水平井筒垂直方向的渗流和在水平段中的水平管流湍流两个流动阶段，得出压力、流量的二阶微分方程。通过相应的边界条件，对半无限长井筒的数学模型进行解析求解，得到水平段的压力分布，并对连续油管车所测的实际数据进行了分析。结合实际井例，说明水平段中的压降分布与产量分布具有相同规律，大部分分布于水平段近起始点的一段范围内。因此，在设计水平段长度时要据油藏性质确定合理的长度。     

凝析气藏微观渗流实验研究

认清近井地带凝析油形成、分布及流动规律，可以为凝析气藏的开采提供重要的理论依据。文章给出了一种通过微观渗流实验研究近井地带凝析油分布及流动规律的实验方法，用具有与真实储层相似的孔隙结构微观仿真玻璃模型模拟地层孔隙介质，并在高温高压条件下观测凝析气液在模型中分布与流动规律。微观实验研究结果表明，凝析油容易聚集在小孔道、喉道、部分死孔隙以及孔壁表面，并逐渐演化形成段塞，而大孔道中凝析油不容易聚集。凝析油主要有携带、贴壁爬行、段塞流等3种流动方式。     

新型气举试验装置研制

球塞气举是一种新型高效的气举采油方式，可作为连续气举后期的接替工艺，提高举升效率。完成了球塞气举试验装置的结构和控制系统设计。该试验装置为排液采气井多相管流压降与流型实验、常规连续气举排液采气模拟试验和常规连续气举举升效率分析等研究提供了先进的手段。     

新型注水泥塞工具的研究应用

针对常规打水泥塞作业经常出现不易控制长度、水泥塞容易“打飞”、易出现“灌香肠”、“插旗杆”等实际问题，通过对水泥塞固井技术的研究，开发出一种新型工具—水泥塞定位器。该工具能够准确定位水泥塞的深度和长度，实现了水泥塞的准确定位功能，通过与钻杆胶塞的配合使用，宴现了水泥浆和钻井液的完全隔离，从而减少了打水泥塞事故，提高了水泥塞质量。该项技术研究达到了预期目的，完全能够满足现场需要。     

流体组分含量及入口温度对天然气凝析液输送管道立管系统流体流动特性的影响

天然气凝析液输送过程中海底管道立管系统可能形成严重段塞流.采用多相流模拟软件OLGA 5,分析了天然气凝析液流体组分含量及管道入口温度对立管系统流体流动特性的影响.随着流体中重组分含量的增加和管道入口温度的降低,段塞流段塞长度增大,周期增长,频率减小.应将热力学计算考虑到严重段塞流模型中.     

低速注水泥过程中密度差对顶替效率的影响

针对石油固井现场在窄安全密度窗口条件下低速注水泥的情况，利用自行研制的偏心环空注水泥模拟试验装置，用相似液顶替试验研究了密度差对顶替界面以及顶替过程的影响规律。在膨润土浆相似液顶替试验中，采用出口混浆密度连续测量法，对密度差等因素影响顶替效率的规律进行了较为系统的研究。试验结果表明，该方法可行且操作简易成本低廉；顶替液与被顶替液密度差为正时塞流的顶替效果好于低速层流顶替，而顸替液与被顶替液密度差为负时顶替效率随雷诺数的增大而提高；在偏心环空低速顶替过程中，采用大的正密度差能够克服偏心影响而提高顶替效率。     

通道压裂砂堤分布规律研究

为了掌握通道压裂砂堤分布的规律,运用大型可视化平板装置研究不同纤维加入比例、基液黏度和施工参数下的砂堤分布和通道率。研究表明,增大纤维加入比例能提高通道率,且砂堤趋于平缓,纤维加入方式也能明显影响通道率;较大基液黏度导致裂缝内的通道率增大,现场使用与压裂液黏度相同的基液效果更好;现场试验排量过低、过高都不利于在裂缝中形成通道,最优排量为４ ｍ３ ／ ｍｉｎ;随着段塞的注入时间减小,砂堤趋于平缓,对比通道率,注入时间占段塞时间的１／２ 时效果最佳。研究结果为通道压裂设计和研究提供了借鉴作用。