在封闭地层中非牛顿幂率流体压降曲线分析

研究非牛顿流体压降特征有助于提高聚合物驱油或常规稠油开采效果。用Laplace变换方法给出了封闭地层中非牛顿幂率流体不稳定渗流数学模型的解析解式,通过渐近分析给出了比较完整的压降流动期表现公式,其中晚期拟稳态表达式是一个新的结果,而通过流动期渐近公式可以对非牛顿幂率流体压降测试数据进行简洁分析。给出了具体应用方法和步骤。

偏心环空中幂率流体层流流动特性数值模拟研究

Herschel-Bulkley模型(即屈服幂率模型)可用于研究非牛顿流体的流动特性,并能在大范围剪切速率条件下得到准确的预测结果。为此,采用有限体积方法(FVM),研究了内部管柱旋转及流变参数(屈服应力τ0、稠度系数K和流性指数n)对偏心环空(E=0.5)中Herschel-Bulkley流体层流区域的轴向、切向速度剖面与压降梯度的影响。研究结果表明,内部管柱转速从100 r/min增加至400 r/min时,会引起最大轴向速度增加,增幅为120%;较低的流性指数(n=0.2)会引起偏心环空宽区域出现二次流;内部管柱转速及流变参数的变化对偏心环空宽区域切向速度剖面有不良影响;内部管柱转速从0增加至400 r/min时,会引起不同偏心环空(E=0.2,0.4,0.6和0.8)内幂率流体压降梯度降低,降低幅度为10%。

在封闭地层中非牛顿幂律流体压降特征分析

研究非牛顿流体压降特征有助于提高聚合物驱油或常规稠油开采效果。本文首先用Laplace变换方法给出了封闭地层中非牛顿幂律流体不稳定渗流数学模型的解析解式,然后通过渐近分析给出了比较完整的压降流动期表现公式,其中晚期拟稳态表达式是一个新的结果,而通过流动期渐近公式可以对非牛顿幂律流体压降测试数据进行简洁分析,文中给出了具体应用方法和步骤。

幂律流体边界层方程的近似解析解和壁摩擦因数的近似值

对幂率流体层流平板边界层的解析解进行了研究.对该问题提供了Adomian分解方法并且推导出了问题的级数形式的近似解析解,该近似解析解具有快速收敛性和易于计算性.对不同的幂率给出了方程的近似解析解和相应的壁摩擦因数近似值,最后对近似解所推出结果和所得壁摩擦因数与文献中的数值解进行了比较验证,证实了该文提出的解析近似方法的准确性和可靠性,说明了该近似解能够应用于提供所研究问题的壁摩擦因数.

带有抽吸喷注的幂律流体边界层方程的近似解

对求解带有抽吸/喷注的幂率流体平板边界层的相似解方程进行了研究,利用Adomian分解方法得到了在不同的幂率下方程的近似解析解和相应的壁摩擦因数值,并通过对近似解所推出结果以及所得壁摩擦因数进行的验证,证实了本文提出的解析近似方法的准确性和可靠性.

径向轴承非Newton流体润滑的研究方法及其数值仿真

以幂率流体为例,介绍了一种求解径向轴承非Newton润滑的方法。该方法通过定义两个当量粘度将非Newton模型的Reynolds方程与熟知的Newton流体的Reynolds方程在形式上统一起来,避免了对不同的非Newton模型需要推导不同的Reynolds方程。并对幂率指数对轴承润滑性能的影响进行了数值仿真,发现在不考虑温度变化时,幂率指数的改变并不改变油膜厚度,对油膜压力的影响也很小。但是在考虑三维温度时,油膜厚度、压力和温度都随着幂率指数的改变发生很大的变化。

非牛顿流体管道流动方程及其近似解

为准确计算非牛顿流体充填料浆在不同工况条件下的充填流量和沿程阻力并以之指导充填工程实践,对非牛顿流体充填料浆在管道内的流动行为进行了研究.首先根据流变学以及流体力学理论,对充填料浆在管道内的流动状态进行分析,确定了非牛顿流体管道输送的层流临界条件;然后推导出近似管道流量方程,大幅度的降低了计算量、简化了计算过程;最后根据所构建的非牛顿流体管道流量方程组和近似管道流量方程组,以铜矿选厂全尾砂和325普通硅酸盐水泥制备了固体质量分数为71%、水泥掺量为11%的非牛顿流体充填料浆进行了环管试验,并分别以精确解法和近似解法对其屈服应力τB、稠度系数K和幂率指数n进行了计算.研究结果表明:试验料浆在管道半径R为0.75 m、管道总长L为26 m及压差ΔP分别152376、132219、109576 Pa时,流量Q分别为119.6、73.1、24.3 m 3/h;基于试验结果以精确解法所求解的τB为128.0983 Pa、K为0.4506、n为1.1097,以近似解法所求解的τB为138.9652 Pa、K为1.2444、n为0.9057;以方程可视化方法绘制的三维图像对比证明精确解法和近似解法所求得的管道流量数值大小基本一致,且有相似的变化规律,证明了近似管道流量方程的准确性;因此,非牛顿流体管道流动方程及其近似解适用于非牛顿流体管道输送工程实践,是白金汉(Buckingham)流动方程和泊肃叶定律(Poiseuille law)的有力补充.

液相介质对水平气液间歇流动压降的影响

研究了水平管内不同液相介质（水、油和不同浓度的CMC溶液）对气液两相间歇流动压降的影响.实验管道为内径50mm的透明有机玻璃管,从入口到分离器长约30 m,实验段由2个长3 m的水平管组成.共记录了320组不同表观流速下的压降信号：油相0.17～1.85 m/s,水相0.17～2.48 m/s,CMC溶液0.17～1.42 m/s,气相0.06～3.40 m/s.结果表明,液相为牛顿流体（油或水）的气液流动,随着表观气相流速的增大,压降呈增加趋势;非牛顿幂率流体（不同浓度的CMC溶液）的管道流动,当流动指数低于一定值时,压降随气相流量的增加呈降低趋势,并且低于单液相流动的压降.Lockhart-Martinelli模型过高地预测了气-非牛顿幂率流体两相的压降.

三水-一水软铝石型铝土矿原矿浆流变性研究

以难处理三水-一水软铝石型高硅铝土矿为研究对象,采用Thermo公司生产的RS600型流变仪,研究了温度、固含、碱浓度以及粒度等因素对此类铝土矿原矿浆流变性的影响。结果表明:原矿浆的流变性随温度、固含、苛性碱浓度的升高及矿石粒度的细化而恶化;当固含低于1 050 g/L时,原矿浆为宾汉姆流体,当固含高于1 050 g/L时,转化为幂率流体,原矿浆屈服应力急剧升高;当苛性碱浓度低于180 g/L时,原矿浆为宾汉姆流体,苛性碱浓度高于180 g/L时,逐渐转化为幂率流体;相同固含条件下,-180μm原矿浆的屈服应力约是-850μm原矿浆的3倍。从便于输送、降低能耗的角度考虑,原矿浆制备的温度不应太高,固含应低于1150 g/L,苛性碱浓度最好低于180 g/L。

微小井眼循环系统压力损失规律研究

通过研究,建立了微小井眼连续管内及环空压耗计算模型;根据所建立的数学模型及设定的参数,计算了不同井深和排量下连续管直管段、螺旋管段及环空的压力损失,得到了压力损失与各参数之间的变化规律曲线。曲线表明,在相同流量下,直管段、螺旋管段及环空的压力损失随井深(长度)的增加而线性增加;流量增大,相同长度的直管段和螺旋管段的压力损失增大,环空压耗也增大;长度相同时,在螺旋段产生的摩擦压力损失远比在直管段的大;随着井深的增加,连续管的总压力降呈下降趋势。

探测半径计算方法研究

对求解广义径向不定常渗流的瞬时点汇模型给出了一种包括了经典的平面单向、平面径向和空间球形三种渗流方式的压力降落探测半径综合表达式;通过求解非牛顿幂率流体拟稳态渗流数学模型,得到了井壁压力晚期渐近公式,导出新的非牛顿幂率流体径向渗流的压降探测半径计算公式,该公式比已有的结果更具有合理性;最后阐述了Peaceman压力恢复探测半径的计算公式。

塑料薄膜压延过程的计算机仿真系统设计研究

初步探究了塑料薄膜压延过程的计算机仿真系统的设计方案,并对该方案进行了验证,结果表明,所选取的Visual Basic用户操作平台,操作简单易学,稳定不易出现漏洞;基于流变理论的纯黏性幂率流体进行建模,其结果与期望符合;在软件开发过程中,完善了压延过程建立的专用模块,同时建立了大量通用模块;验证性实验的结果证明了实验的正确性及有效性,即所采用的理论、数学模型和算法都是正确的。

蒸汽吐吞稠油热采产量递减分析方法研究

产量递减分析作为储层参数求取及单井控制储量计算的一种重要方法,已经在常规及非常规油气资源储层评价及动态储量计算方面得到了广泛应用。为了对蒸汽吐吞稠油藏进行产量递减分析,建立牛顿⁃幂率流体径向复合油藏不稳定渗流数学模型,求解模型得到对应的NPI产量递减和Blasingame产量递减特征曲线。结果表明,该特征曲线分为四个流动阶段(牛顿流体径向流阶段、过渡流阶段、幂率流体径向流阶段和拟稳态流动阶段);幂率流体径向流阶段NPI积分导数曲线呈斜率为(1-n)/(3-n)的直线,幂率指数和流度比越大,幂率流体流动阶段曲线越高。通过该模型对辽河油田进行实测数据拟合解释,验证了该模型的准确性。