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水平管内油气水三相流流型研究

作　者: 刘殿玮
导　师: 刘晓燕
学　校: 东北石油大学
专　业: 热能工程
关键词: 油-气-水三相流流型划分数值模拟
分类号: TE832.33
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

目前我国东部陆上油田大部分已进入开发后期,绝大多数油井综合含水率已超过85%,部分油井已达到95%,运用原有的油井采出液掺热水输送原油的方法成本非常高,能耗巨大。油气水混合物沿着集油管道从井口到转油站的流动属于三相流动,不同的流型下对应着不同的水力模型。油-气-水三相流型的研究是特高含水混输技术中,温度界限确定、水力热力计算方法选择以及集输系统科学运行管理的基础。本文从试验方面对水平管内油-气-水三相流流型随着流动参数变化的规律进行了研究。为完全模拟油气水三相在集输管道中的真实流动状态,对油气集输管道进行改造,将流型测试装置安装在油气集输管道上直接进行流型测试。通过调节掺水量和温度对油气水三相流型进行一系列工况试验研究,测试这些工况的流型及温度、压力、流量等相应参数,分析了随着掺水量和温度的变化油气水三相流型的变化趋势。获得1360组油气水三相流型图及相应的流动参数,总结出5种特高含水期的油气水三相流流型,分别为分层流、三层扰动流、波浪冲击流、气弹掺混流和完全掺混流,给出了每种流型对应的参数范围,并对每种流动形态及典型特征进行了解释。利用fluent软件中的VOF多相流模型对低流速油水两相分层流动流型进行数值模拟,得出不同含油率、速度、粘度条件下的相分布图,并探讨了不同参数变化下对油水两相流流型的影响。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-6
创新点摘要  6-9
前言  9-16
  0.1 研究背景和意义  9
  0.2 国内外研究现状  9-14
    0.2.1 流型实验方面的研究与进展  9-13
    0.2.2 流型数值模拟方面的研究与进展  13
    0.2.3 多相流油田应用研究  13-14
  0.3 本文的研究内容  14-16
第一章流型的测量方法  16-20
  1.1 流型的测量方法  16-19
    1.1.1 目测法  16
    1.1.2 摄影法  16-17
    1.1.3 射线衰减法  17-18
    1.1.4 接触式探头法  18
    1.1.5 压差波动法  18-19
    1.1.6 测量方法的选择  19
  1.2 本章小结  19-20
第二章油-气-水三相流动的基本参数和基本方程  20-28
  2.1 管内油-气-水三相流动的基本参数  20-26
    2.1.1 流量  20-21
    2.1.2 流速  21-22
    2.1.3 滑动比和滑差  22
    2.1.4 相份额  22-25
    2.1.5 密度  25-26
  2.2 管内油-气-水三相流动的基本方程  26-27
    2.2.1 连续性方程  26
    2.2.2 动量方程  26-27
  2.3 本章小结  27-28
第三章油-气-水三相流型试验研究  28-38
  3.1 试验介质物性测试  28-29
  3.2 试验流程  29-31
    3.2.1 试验装置及原理  29-30
    3.2.2 试验井及集油管道的基本情况  30-31
    3.2.3 试验参数范围  31
  3.3 现场试验研究  31-33
    3.3.1 变掺水量流型变化试验  31-32
    3.3.2 变温度流型变化试验  32
    3.3.3 流型及参数的测试方法  32-33
  3.4 试验结果分析  33-37
    3.4.1 参数随掺水量的变化趋势  33-34
    3.4.2 试验流型总结及分析  34-37
  3.5 本章小结  37-38
第四章油水两相流动fluent数值模拟  38-57
  4.1 假设条件  38
  4.2 初始条件  38-39
    4.2.1 边界条件  38
    4.2.2 计算条件  38-39
  4.3 计算结果及分析  39-56
    4.3.1 模拟计算过程  39
    4.3.2 模拟计算结果及分析  39-56
  4.5 本章小结  56
  4.6 建议  56-57
结论  57-58
参考文献  58-62
发表文章目录  62-64
致谢  64-65
附录  65-70
论文摘要  70-78

水平管内油气水三相流流型研究

内容摘要

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