电磁流量计应用近况和技术发展

简要阐述国内外电磁流量计销售台数在流量仪表总市场中所占比重，以及社会装用保有量估计等应用状况。论述当前若干技术发展动向和应用技术研究，如应用领域从传统封闭满管流发展到非满管流以及河渠流量，流体物性（电导率、粘度、温度）对测量值的影响等。     

电磁流量计应用近况和技术发展

简要阐述了国内外电磁流量计销售台数在流量仪表总市场中所占比重，以及社会装用保有量估计等应用状况，论述当前若干技术发展动向和应用技术研究，如应用领域从传统封闭满管流发展到非满管流以及河渠流量，流体物在（电导率，粘度，温度）对测量值的影响等。     

管流液体的有效剪切速率

管流液体的有效剪切速率应是宏观表征摩擦特性的参数,层流和紊流光滑区管流有效剪切速率数值上等于管壁剪切速率。通过分析管内流体受力与沿程摩阻之间的关系,对牛顿流体和假塑性流体,给出了稳定流动条件下不同流态时管流有效剪切速率的一般计算公式,可用于计算工业管道中的有效剪切强度。     

裂缝性油藏管道网络模型数值模拟方法研究

目前模拟裂缝性油藏的模型主要有双重介质模型、等效渗透率模型和离散网络模型,但是它们在油田开发中的应用都有一定的局限性.系统深入地研究裂缝性油藏的描述方法和数值模拟技术及其在油田开发中的应用已成为一个重要的课题.管道网络模型是根据油藏中裂缝的分布和走向,在二维或三维空间中建立一种规则的或不规则的管道网络,管道网络即是油藏流体的流动通道.综合考虑了流体流动中可能存在的渗流和管流,耦合渗流模型和管流模型,建立了同时考虑流体渗流和管流的二维的裂缝性油藏管道网络模型,并用管道网络模型对反五点法理论模型进行了模拟.     

缝洞型油藏离散数值试井解释方法研究

塔河油田奥陶系碳酸盐岩油藏主要是裂缝和溶洞组成的缝洞型储层,非均质性极强,基质系统不具有储渗能力,地层流体以管流或管流一渗流耦合流动为主。传统试井解释方法基于多重连续介质模型和解析渗流理论,难以对储层特征和流体流动规律正确描述。离散数值试井解释方法通过连续性特征分析,把溶洞和裂缝视为离散介质进行处理,把缝洞型储层等效为粗细溶洞相间的组合模式,并对粗细溶洞中的流体流动进行管流公式和等效渗流公式描述,建立8种试井地质模型,对径向流、线性流和储罐流分别进行有限差数值方法求解,绘制典型曲线并分析各流动阶段压力特征。通过T762井实例应用分析,其解释结果能更好地描述缝洞型油藏特征并指导开发。     

碳酸盐岩缝洞储集层电成像测井产量预测

针对碳酸盐岩缝洞储集层中流体流动的非达西渗流特点,应用电成像测井资料图像分割技术,提出一种新的碳酸盐岩缝洞储集层电成像多尺度管流模型产量预测方法。该方法以描述细管中不可压缩流体流动的Hagen-Poiseuille定律为基础,根据碳酸盐岩缝洞储集层井筒内单个缝洞横截面积大小不同这一特征,建立碳酸盐岩缝洞储集层多尺度管流模型,给出碳酸盐岩缝洞储集层多尺度细管平面径向流流量计算公式;引入管流模型产量指数的概念,应用电成像测井资料图像分割结果提取的缝洞面积参数计算管流模型产量指数,最终实现碳酸盐岩缝洞储集层电成像测井资料产量预测。将此方法应用于塔里木盆地北部地区奥陶系碳酸盐岩缝洞储集层,预测结果与实际试油资料吻合较好。图8表1参23     

水平与微倾斜两相段塞流中持液率计算新方法

一种新的计算水平管与小角度倾斜管中段塞流持液率经验关系式 ,该关系式是混合物速度、液体粘度和倾斜管倾角的函数。该经验式是基于水平管流中 316个测试数据和倾斜管流中 10 7个数据点而提出的 ,倾斜管流倾角 (以水平面为准 )的变化范围为 - 10℃～ 9℃。根据现有的测试数据和其它方面的数据进行检验 ,结果表明新经验公式比现有计算水平和倾斜段塞流的模型具有较大的改进     

尼日利亚A深海油田投产面临问题及其应对措施研究

尼日利亚A深海油田投产面临的主要问题:管线长而复杂,管中流体体积大、惯性大、流态变化复杂,启动方案及实际操作稍有不慎将会引起生产管线中压力和流量的大幅波动而破坏生产设施;油藏流体为临界流体,管线中可能形成水合物;油藏储层为疏松砂岩,而油井产能高,容易出砂.通过油藏岩石力学实验和管流流体稳定性数值模拟分析,研究了应对措施,并尽可能严格实施,油田投产以来生产状况良好.     

缝洞型碳酸盐岩油藏水动力学模拟研究

塔河油田缝洞型油藏以溶洞、裂缝为主要储运空间，缝洞非均质性很强，其流体流动机理和含水率变化特征与一般砂岩油藏区别较大。基于管流理论建立了一种新的流动模型，并分别模拟了弹性开发和注水开发时缝洞型定容油藏的开发特征和含水率变化特点。该研究对于认识缝洞型油藏流体流动机理具有一定的借鉴意义。     

缝洞型碳酸盐岩油藏流动机理初探

缝洞型碳酸盐岩油藏,其储集空间以溶洞为主,裂缝为主要流通通道,溶洞、裂缝随机分布,具有网络状油藏的特征。裂缝和其连通的溶洞动力学尺寸较大,流体流动可以看成管道流动,基质渗透率很低,流体流动遵守达西定律。将渗流力学、流体力学知识相结合,建立了缝洞型油藏渗流与管流耦合模型,揭示了储集体内流体流动规律,并计算了单个缝洞系统中压力降落规律,计算结果表明,溶洞中压力降落远低于裂缝中压力降落。     

利用能量耗散率计算管流的平均剪切率

含蜡原油的流变性与其所经历的剪切历史有关.以往用截面平均剪切率或湍流时的管壁剪切率衡量流体管流的剪切历史,有不当之处.根据能量耗散率与剪切率的关系,提出了按流体的体积平均能量耗散率计算流体平均剪切率的方法,即可根据流体的密度、平均流速、管道直径、流动的摩擦因子或摩阻压降以及流变参数计算牛顿流体和幂律流体管流的平均剪切率.对于湍流,按本方法计算的平均剪切率能合理地度量流体的平均剪切历史.在原油管道正常运行的雷诺数范围内,按截面平均方法计算的湍流剪切率比按体积平均能量耗散率计算的结果约偏低20%～40%.     

H-B流体在小井眼同心环空中轴向层流的运动规律

根据不可压缩粘性流体力学及非牛顿流体流变学的基本原理,推导出Herschel-Bulkley流体在小井眼同心环空(合钻杆管体环空、钻杆接头环空及钻铤环空)中轴向层流的运动规律,分别得出了流量、流速和压降的简化解析式,定义了钻杆接头(或钻铤)环空当量长度和压降增比,给出了算例,为小井眼钻井工程的水力设计计算提供了理论依据和实用方法。     

Casson流体轴向同心环空中速度及温度分布研究

将非牛顿流体动量方程、能量方程与Casson流体的本构方程相结合,推导出了Casson流体在轴向同心环空中的速度和温度分布公式.数值研究结果表明,由于Casson屈服应力的作用,轴向同心环空内存在柱塞流动,柱塞的大小与Casson屈服应力成正比,与压力梯度成反比.在其他相同的条件下,柱塞速度随环空尺寸的增大而增大.柱塞内温度呈对数曲线变化,柱塞外侧温度与内侧温度不同,从柱塞边界到管壁,温度逐渐减小.越靠近管壁,温度降低幅度越大.     

缩扩管内携砂压裂液的压力损失实验与数值模拟

携砂压裂液在缩扩管内形成的湍流流动和颗粒群动力学耦合是产生压力损失的根源。通过建立实验系统，研究了携砂胍胶压裂液在缩扩管内的压力损失，得到了缩扩管降阻比随流量、变径比增加呈指数下降，并随支撑剂质量浓度（砂比）增大呈线性增加的变化规律，拟合出了携砂胍胶压裂液在缩扩管内的降阻比计算公式。考虑非牛顿流体的湍流流动和颗粒群碰撞、堆积的动力学耦合，建立了缩扩管内携砂压裂液固液两相耦合的数值分析模型和计算方法，其数值模拟结果与实验得到的压力损失误差均不大于10%，验证了数值模型和计算方法的准确性。经数值模拟研究表明：缩径和扩径端面区域存在流体速度大于颗粒速度以及高颗粒碰撞率和滞逸率现象，扩径端面存在较大旋涡区，且随支撑剂质量浓度增加旋涡流速增大；当支撑剂质量浓度从0增加到700 kg/m³（砂比56%）时，缩扩管压力损失的增加幅度达15%，与实验得到的16%基本一致，其中突缩管和突扩管压力损失的增加幅度分别为22%和12%。     

黏弹性聚合物溶液在油藏盲端孔隙中的流动特性

采用上随体Maxwell本构方程，描述油藏条件下以第一法向应力差为主要特征的聚合物溶液的流变性，对黏弹性聚合物溶液在油藏盲端孔隙中的流动特性进行数值模拟，从理论上探讨在低雷诺数流动条件下聚合物溶液的黏弹性和盲端几何形状、倾角对孔隙盲端内速度场、应力场及压力场的影响规律。研究结果表明，油藏盲端孔隙中流体的流速随威森博格数的增大而增加，随盲端倾角的增加而减小；油藏盲端应力场随倾角的变化规律与速度场的相似，而在油藏盲端与主流道相交处，应力场随倾角的变化规律则与速度场的不同，其值随倾角的增大而增加；压力波动影响区的范围与流体的弹性变形能力密切相关（其弹性变形主要发生在盲端与孔隙的相交处），其范围随着流体黏弹性的增加不断扩大。流体的黏弹性越大，盲端内的流速和应力就越大，盲端内的压力波动也越显著。图7参6     

螺旋分离器水流动特性的CFD模拟与PIV试验

设计了一种新的螺旋分离器,采用CFD数值模拟技术对螺旋分离器的入口管段、螺旋分离段及出口管段内流体流动速度场及压力损失分布特性进行了分析,结合PIV流场测试试验对分离器的入口管段和出口管段内流体流动速度场进行了测量和对比分析。介绍了螺旋分离器油水分离的工作原理、结构参数及PIV实验流程。结果表明：该螺旋分离器螺旋导流效果明显,在螺旋分离段及出口管段内具有持续时间长、离心分离强的螺旋流分离流场;流体流过螺旋分离段后,在出口管段内可形成稳定的螺旋流场;通过对比分离器内入口管段及出口管段PIV试验速度测量值与数值模拟值,结果吻合良好,验证了模拟结果的可靠性;通过分离器的压力损耗分析,指出了螺旋分离器的主要压力损耗位置,设计工况下的分离器最大压力损耗不超过90 kPa。     

粘弹性对流体非定常流动规律的影响

研究了粘弹性Maxwell流体在具有周期运动边界的空间中的运动规律,结果表明流体的粘弹性对扰动具有较强的阻尼作用。用激光多普勒测速仪(LDA)测定了水及聚丙烯酰胺水溶液的瞬时速度分布,结果表明流体的粘弹性对紊流脉动有抑制作用。实验结果和理论分析是一致的。     

聚合物溶液多维定常渗流

聚合物溶液渗流时，当渗流速度超过临界速度后，其流变性由剪切变稀型转变为剪切增稠型，即表现为双害虫律指数特征。     

多功能旋流分离器速度场的测试与研究

论述了多功能旋流分离器在溢流管三种不同插入深度、六种不同流量组合工况下速度场的测试试验情况及分离器环形空间和分离空间内液流轴向速度和切向速度的分布状况，分析了这种分离器内部速度场的分布特点及溢流管不同插入深度、造旋臂、体侧臂、中心管等结构参数和流量比对速度场的影响，得出了溢流管直径和造旋臂直径是影响速度场的主要因素，而流量比对速度场的影响仅限于溢流管以下较小区域内的结论。     

大管径水平管油水两相流动特性试验研究

因井斜变化、流体密度差异等因素致使水平井井中流体流动特性复杂多变,准确进行水平井生产动态监测成为难题。基于水平管油水两相模拟试验,在完全水平流、上坡流和下坡流情况下,对油和水的分布规律、流型分类、速度剖面和滑脱效应等进行了分析,通过剖析3种不同持率测量仪器的响应规律,制作了速度剖面和滑脱速度等试验图版,能很好地用于判断流体流动特性。