喷气燃料上倾管道油水两相流动规律仿真研究

随着民航行业的快速发展,广泛使用管道运输喷气燃料。但是管道中的水分容易在低洼处聚积,并带来腐蚀和流动不畅等一系列问题。基于计算流体力学(CFD)方法对不同倾角上倾管道中喷气燃料携带底部积水情况进行了计算机仿真。计算结果表明,随着时间的增加,在喷气燃料的剪切作用下,管底积水将被分成大水团和小水滴两部分;随着倾角的增大,大水团的轴向长度变短,相界面波动剧烈,导致管底水相出现回流现象进而流动速度变缓。

基于应力敏感的致密油藏孔隙结构及油水两相渗流特征

针对致密油藏应力敏感性强引起流体渗流能力变差和产能降低的问题,选取冀东油田某致密储层岩心进行全直径岩心驱替实验和原位CT扫描实验,研究应力敏感作用下的致密油藏孔隙结构及油水两相渗流特征。研究表明:随净应力的增加,应力敏感性增强,岩心的喉道和较大孔隙受到压缩而发生变形,部分超微细小孔隙甚至闭合,油相相对渗透率下降速度和水相相对渗透率上升速度均增大,两相渗透率曲线逐渐下移;束缚水饱和度和残余油饱和度均增大,共渗点右移,两相渗流区逐渐变小,水驱油效率降低,说明油井见水后,含水率大幅增加,油水同产期较短,水驱突破快,水驱油效率下降,主要依靠补充地层能量降低应力敏感对油水两相渗流规律及采收率的影响。研究成果对致密油藏开发技术方案的制订具有重要指导意义。

水平井油水两相流阵列电磁波持水率计算方法及应用

准确求取水平井多相流持水率和反演井筒流体分布是揭示水平井开发动态的关键基础,以国产阵列电磁波持水率计为切入点开展研究,在对比分析现有阵列持水率定量计算方法基础上,提出了一种基于阵列探头径向投影中点切分面积计算持水率方法,同时对比建立了水平井筒油水两相流高、中、低含水率条件流体介质分布反演方法。研究表明,新方法计算水平井持水率平均绝对误差为4.43%,相对误差为16.34%,明显优于目前采用的权系数法和径向等高面积法;同时,高、中、低含水条件水平井筒流体分布反演以高斯径向基函数法和多元线性法最为匹配,研究成果为矿场水平井多相流生产动态评价奠定基础。

特低渗透储层油水两相非达西渗流特征

以榆树林地区特低渗透岩样油水两相渗流实验为实例,对特低渗透岩样在不同含水饱和度下的拟启动压力进行了研究,通过对实验数据进行的理论分析,得到了描述油水两相非达西渗流的经验关系式。对稳态法测定的特低渗透岩样油水两相相对渗透率曲线进行研究的结果是:当空气渗透率小于2×10-3μm2时,油水的相对渗透率就依赖于油水渗流速度,对油相影响较大,流速越低,油相相对渗透率也越低,油水两相同时渗流时的拟启动压力比单相时要大很多。

油水两相乳化液流动特性的实验研究

对垂直上升管内油水两相流动特性进行了实验研究,指出油包水流型向水包油流型发生转变的界限点在含水率w=0.3处.在前人研究的基础上,提出了通过实验测量得到的压力降来计算油水两相乳化液粘度的新模型.结果表明,这种计算油水乳化液粘度的方法较为精确.

基于CPW的油水两相流持水率检测方法研究

为了提高原油的开采效率,各油田越来越多地采用注水采油的措施和水平井开采的方法。这对井下油水两相持水率的在线检测提出了更高的要求,其一要求传感器在高持水条件下具有与低持水段一样高的检测精度,其二要求单支传感器体积结构小,便于在油井截面上布置多支传感器形成检测阵列,提供水平井或大斜度井油水截面上持水率分布的差异信息,提高测量的空间分辨率。为此,提出基于共面微带传输线的油水两相流持水率检测方法。通过保角变换法分析了共面微带传输线传感器的结构参数和材料参数与电磁波传播特性之间的关系,采用片状双面S形布线结构,在小型化传感器的同时提高了检测的动态范围。数值模拟和实验结果表明,信号在传输线上的相移与持水率间具有近似线性的关系,传感器在持水率0%~100%全程范围内具有小于3%的分辨率,该方法弥补了电容法和电导法仅适合于低持水率和高持水率的弊端。

基于油水两相渗流的地层流体复合注水井试井模型

目前,注水井试井以单相渗流为基础,缺乏考虑含水率、水驱前缘半径等参数,以及缺乏分析地层性质与流体性质的变化对压力特征曲线影响。根据质量守恒原理,结合注水井岩心归一化相渗曲线,建立含水饱和度与相对渗透率关系,以油水两相流渗流理论为基础,建立地层流体复合注水井试井模型,通过Laplace变换,利用Stehfest数值反演得实空间解,绘制了压力和压力导数双对数样板曲线,分析水驱前缘半径、油水两相驱前半径缘、两相区含水率、两相区含水饱和度等注水油藏重要参数对试井曲线的影响,讨论流体性质与地层性质的变化对试井曲线的影响。研究结果对认识注水油藏的物性参数及注水情况起到重要作用,为注水油藏进一步合理注水开发提供依据。

核磁共振技术在油水两相渗流特征研究中的应用

油水两相驱替实验主要从宏观角度描述渗流特征,但无法从微观层面对储层动用状况进行描述。为解决该问题,使用核磁共振技术从微观角度研究油水两相渗流特征,运用弛豫时间谱转换成喉道半径分布法和各喉道区间饱和度计算方法,研究饱和水状态下油驱水特征以及饱和油状态下水驱油特征,得出了不同驱替阶段油水在孔隙空间中的分布以及各喉道区间油相采出程度。该研究在一定程度上实现了对两相渗流机理较为全面的认识,对新区勘探和老油田开发技术调整具有重要意义。

分支水平井和直井井网油水两相渗流理论研究

根据拟三维原理,将理论分析方法和一维油水两相渗流理论相结合,求解分支水平井和直井混合井网三维两相非活塞渗流问题。采用适当的保角变换,将XY平面二维两相复杂渗流问题转化为一维两相问题求解,从而确定出水平井在油水两相流条件下XY平面内的渗流阻力,根据各部分的渗流阻力,确定出水平井的产液速度和无因次产液速度;根据一维渗流条件下见水前后的无因次时间和无因次见水时间,确定出井网条件下见水前后的无因次时间和无因次见水时间。根据水平井的无因次产液速度确定出直井的注水速度,无因次注水速度随时间的变化规律。该理论的建立为水平井整体注水开发油田的动态分析和预测提供了依据。

油水两相及低渗透油藏试井分析新进展

基于油水两相试井分析的全面系统论述,包括两相渗流理论、多相流、数值、注水井和剩余油分布等试井分析的新进展之后,论述了低渗油藏非达西试井分析的部分新进展,对油水两相及低渗透油藏试井分析的发展进行了展望。该研究不仅是合理高效开发天然水驱和注水开发油田的需要,也是合理高效开发低渗、特低渗注水开发油田的需要。

低渗透油藏油水两相渗流研究

用无因次分析法对低渗透岩心的实验数据进行了分析,得出新的低渗透油藏非达西渗流方程,并建立了油水两相渗流的数学模型。通过实例计算,研究了低渗透油藏中储层参数、流体特性以及开采方式等因素对注水开发效果的影响。结果表明,由于非达西渗流的影响,注水开发时容易发生指进现象,而地层倾角的增大可以削弱指进;地层原油粘度的增大会增强开采难度,而地层渗透性能的改善会使油井产能提高。因此,低渗透油藏应加密井网,强化注水以扩大生产压差,从而改善开发效果。

岩石孔喉道中表面粗糙度对油水两相流动的影响

岩石孔喉道中表面粗糙性是影响油水两相流动的重要因素之一.本文利用格子波尔兹曼数值模拟方法模拟了在光滑和粗糙孔喉道中的水驱油的流动特性,通过比较亲水和亲油的孔喉道模型中的含水饱和度、油水相对渗透率的变化,分析粗糙度对于流动特性的影响.结果表示:1)无论是亲水性还是亲油性模型,孔喉道表面的粗糙性对于油水流动都起阻碍作用;2)由于孔喉道表面粗糙元间空隙的存在,一部分油被圈闭于空隙中,不能实现完全驱替;3)水驱油的过程中,亲水性的孔喉道的含水饱和度和油水相对渗透率均高于亲油性孔喉道;4)在亲水性孔喉道中,粗糙性对含水饱和度和油水相对渗透率的影响更为明显,亲油性孔喉道次之;5)亲油性孔喉道的粗糙性增加到一定的程度后,它对流动的阻碍作用不再随着粗糙性的增加而逐渐增强.

ASP驱中石油磺酸盐在油水两相中的分配系数研究

该文介绍了克拉玛依油田二中区ＡＳＰ驱中石油磺酸盐在油水两相中的分配系数研究成果。考察了盐浓度、碱浓度和磺酸盐浓度对分配系数的影响，结合二中区ＡＳＰ驱，给出了ＡＳＰ配方中磺酸盐在油水比（体积）为１∶１时的分配系数。文中还介绍了用多维液相色谱法分析原油中的石油磺酸盐。该项研究为其它相关研究提供了重要依据。

双重介质裂缝型油气藏油水两相流动与固体变形藕合数学模型

双重介质裂缝型油气藏在我国油气资源中占有十分重要的地位。该类气藏的共渗流机理和储层物理参数的确定都远远比一般单重介质孔隙型气藏更为复杂和困难。双重孔隙中多相流动与固体变形藕合的作用是双重介质油气层中一个特殊的和复杂的物理现象。针对这一现象，建立了考虑这些比较复杂的物理因素的数学模型，包括基本概念（孔渗饱、介质总体积、质量密度、流体速度和流体压力等表达式）和基本方程（流动方程、质量守恒方程、固体守恒方程以及应力平衡方程）等，采用有限元法对这些方程做了数值解，并计算了实例。

基于孔隙-喉道双通道模型的油水两相流动形态分析

在孔隙网络模型和并联双通道模型基础上,提出一种新的孔隙-喉道双通道模型,研究油水两相流体的驱替流动,采用格子Boltzmann方法的颜色梯度模型进行模拟,重点研究不同注入速度条件下和不同宽度比的模型中,非润湿相在喉道中的流动形态变化,并对一系列不同宽度比的模型进行模拟。结果表明存在段塞流驱替的流动形态;随着注入速度的减慢,非润湿相经过双通道时存在双喉道驱替流动、段塞驱替和单喉道驱替3种流动形态变化;随着宽度比的增大,单喉道驱替的分布区间增大,段塞流和双喉道驱替出现的区间减小;多孔介质的非均质性越强,流体越容易发生卡断,驱替效果越差。

电缆地层测试器测量的油水两相有限元模型

在电缆地层测试器的测量过程中,油水两相共渗的情况普遍存在,此时其测量过程的数学模型是非线性的耦合场问题,无法用解析方法求解.加上测量中存在抽吸探针与地层、井筒接触面几何形状复杂、探针与地层尺寸相差悬殊等问题,使得应用渗流力学中较为成熟的有限差分方法求解数学模型也不能获得理想的结果.本文应用适合于处理复杂几何形状计算的有限元方法,根据地层测试器测试过程中油水两相渗流的数学模型,首次建立了地层测试器测量油水两相渗流的有限元模型,给出了验证和求解的实例.运用本文所建立的计算模型可以更准确地模拟测试过程中压力和饱和度随时间和空间变化的情况,为正确使用地层测试器提供指导.

油水两相流动漂流模型的研究

郑希科，谭廷栋，李进旺，等．油水两相流动漂流模型的研究．测井技术，１９９８，２２（３）：１７８～１８２漂流模型考虑了多相流之间在流动特性上的相互影响以及流动机构因素，常常用来整理滞留数据，在研究管道多相流动中得到了广泛应用。对模拟井动态实验数据整理发现，漂流模型在持水率大于０．７５时具有较低的解释精度，在实验数据的基础上对此问题进行了探讨，并提出了新的解释方法。

水平管油水两相流持率仪响应特征试验研究

准确获取井筒中各相持率是生产测井产出剖面精确解释的关键步骤之一,水平管中因普遍存在层流导致常规居中测量的持率仪器响应产生纵向片面性。电容阵列仪是一种采用多探头覆盖全井眼信息采集的新型流体识别技术,研究基于电容阵列仪、放射性流体密度计和电容持水率计的室内模拟试验,分析了水平管油水两相流动型态和电容阵列仪的持率确定方法,详细研究了3种不同持率测量仪器随流体流动型态变化的响应规律,提出了水平管油水两相流持率参数优化选取的方案。

表面波纹度对油水两相润滑轧机油膜轴承弹流润滑的影响

以轧机油膜轴承为研究对象,建立油水两相流的弹流润滑模型,利用多重网格法及Fortran程序分析表面波纹度对轧机油膜轴承润滑性能的影响。结果表明:表面波纹度对轧机油膜轴承润滑性能的影响不可忽略,并且是不利的;考虑波纹度后,接触中心区产生明显的波动现象,最大压力增大,最小膜厚减小,润滑性能减弱;随着表面波纹度幅值和波长的增加,接触区波动幅度更加显著;在一定范围内随着油水两相流体中含水量的增加,压力增大,膜厚增加,润滑能力增强。

不同操作参数下动态水力旋流器内部油水两相流动的数值模拟

根据计算流体动力学(CFD)的方法,应用Fluent软件对动态水力旋流器内部油水两相流场进行数值模拟,考察了不同入口流量及转筒转速下旋流器内速度场与油水两相的分布情况。结果表明:动态水力旋流器内切向速度呈双涡结构(准自由涡与准强制涡);轴向速度明显小于切向速度且不存在零速度包络面,油相集中于旋流器轴心形成油核,随着流量及转速的增加,各相速度及中心油核浓度均增加。