输油管道热力计算及程序设计

评价埋地热油管道的的热工状况,首要的问题是计算管道周围土壤的非稳态温度场。针对埋地热油管道的一般形式,以二维非稳定传热方程来描述输油管道的传热过程,建立了计算温度场的计算模型,在边界条件中充分考虑了地面温度的变化以及管径等参数对管路温降的影响。采用有限差分数值理论对温度场进行了计算,并由此求得了热油管道的有关热工参数。通过实例分析表明了计算方法和计算程序具有一定的实际参考价值。     

固液两相流管道水力输送的研究进展

在参阅国内外有关文献的基础上,介绍了管道水力输送的基本原理,综述了管道固液两相流动中流动状态,浓度和速度分布,临界流速及摩阻损失等方面的研究进展。     

气藏水平井连续携液理论与实验

在气藏水平井中随着生产管柱倾斜角度的变化，井筒内液体的重力作用会发生改变，从而引起气液两相流型的变化。以产气为主的气井井筒内液体主要以液膜、液滴的形式出现，由此出现了液滴模型与液膜模型两种解释积液的理论。从这两种携液理论出发，考虑生产管柱倾斜角度的影响，对倾斜管内液滴、液膜进行受力分析，推导出了随管柱倾斜角度变化的连续携液临界流速的计算式，使之适用于水平井连续携液临界流量的计算。设计制作了水平气井连续携液实验装置并进行了实验研究，观测气藏水平井中气水两相运动与流型变化情况并测试其临界携液气量，结果表明，气藏水平井中水平井段的液体以液膜携带为主，但直井段中越接近井口，越以液滴携带为主，液滴模型也能适用于计算气藏水平井的连续携液临界流速。     

水平井压裂携砂液摩阻定量计算模型研究

近年来, 携砂液在压裂管柱内流动的沿程摩阻研究仍未取得实质成果, 而携砂液的沿程摩阻分析是指导压裂设计和施工的关键。因此, 有必要对携砂液的沿程摩阻进行研究, 推导可普遍应用的沿程摩阻计算模型。利用液固两相流相间的动量交换理论, 研究了携砂液分别在直井段、 造斜段和水平段流动时支撑剂颗粒处于悬浮运动状态、 滑跳移运动状态以及部分悬移, 部分滑跳移状态下的携砂液平均流速, 最终利用 Darcy-Weisbach 公式建立了可用于各类型井的携砂液沿程摩阻计算模型, 并计算分析了管径、 施工排量、 砂比、 压裂液及支撑剂性质对携砂液沿程摩阻的影响     

润湿性对砾岩油藏剩余油饱和度分布的影响

砾岩油藏二次开采结束后,其采收率较低,地下仍存在大量的剩余油。润湿性是控制这些剩余油分布的一个重要因素,它强烈影响着砾岩油藏水驱动态、毛管压力和相对渗透率。应用数值模拟方法着重研究了油藏水平上不同润湿情况下砾岩油藏剖面上剩余油饱和度的分布,以及砾岩层序韵律和油层厚度对油相饱和度分布的影响,并引入无因次变量对其模拟结果进行了分析。     

注蒸汽水平井井筒内参数计算新模型

注入蒸汽在水平井筒内流动时，蒸汽沿着水平段的质量流量越来越小，且加速度压降不等于零，导致蒸汽的物性参数发生变化，而蒸汽物性对井筒内蒸汽的沿程参数分布有较大影响。依据质量守恒和能量守恒，建立了注入蒸汽干度沿水平段的变化方程，利用动量守恒原理，推导了沿水平井筒的蒸汽干度分布和压力分布计算公式，构建了摩擦力做功、湿蒸汽混合物密度、水平段吸汽量和井筒与油层之间的热传递计算模型，模型同时考虑了变质量流与蒸汽PVT参数的变化对计算结果的影响，采用按压力增量迭代的计算方法对模型进行求解。实例的模型计算结果与油藏数值模拟结果对比表明，新模型具有较高的计算精度。     

玛北油田三叠系百口泉组储层四性关系研究

利用岩芯、测井、试油、分析化验等资料，对准噶尔盆地玛北油田三叠系百口泉组的岩性、岩石学特征、物性及含油性等关系进行分析，总结岩性与电性、物性及含油气性之间的关系及影响因素，得出孔隙度、渗透率及含油饱和度等油层参数的解释模型。研究表明，岩石类型、粒度、分选、泥质含量，以及胶结物类型等是控制百口泉组储层物性的关键因素；各种岩性的含油产状普遍较高，砾岩、砂砾岩和含砾砂岩含油产状较好；储层具有物性变好，含油显示级别升高的特点；储层物性，含油饱和度，以及地层电阻率呈正相关。通过对百口泉组储层四性关系的研究，并根据试油资料与储层物性、电性参数交会，制定了油、水、干层的定量解释标准，为下一步的油气勘探与开发工作提供了科学依据。     

东河砂岩水淹后岩石物理特性变化规律研究

为了准确确定东河砂岩水淹后储层的含油饱和度，进而判断油藏的水淹程度，以岩石物理实验为基础，系统 分析了油驱水与水驱油过程中岩电参数的变化规律，研究结果表明，东河砂岩水淹后a、m 不变化，只与岩石自身特性 有关；水淹后岩性系数（b）也基本不变，但饱和度指数（n）发生了变化，物性差时n 变小，物性好时n 变大。根据岩电 参数的变化规律，建立了变岩电参数计算模型，提高了物性较差储层的饱和度计算精度。利用不同矿化度下水驱油岩 电实验，分析了储层水淹后电性特征的变化规律，污水水淹后储层电阻率随含水饱和度的增加而降低，淡水中低水淹 时储层电阻率随含水饱和度的增加而降低，淡水高水淹或强水洗后储层电阻率随含水饱和度的增加而升高。     

加热原油管道停输热力计算

在加热原油管道停输过程中,油品温度下降,粘度上升,有时甚至出现冻管事故,常常给再启动带来困难。合理地进行热油管道停输后的温度计算,模拟原油的凝固过程,有利于确定安全停输时间,制订再启动方案。针对加热原油管道停输后油品、管道及周围介质的相互关系和它们的不稳定传热,提出了热力计算的数学模型。该模型综合考虑了有关物性参数随温度的变化以及在冷却过程中油品的凝固问题。采用保角变换和盒式积分法对数学模型进行了处理,并构造出问题的差分方程。通过数值计算分析管道停输后油品冷却和冷凝规律,运用文中所提出的方法,对加热原油管道停输温度变化和冷凝过程进行了计算,与实测数据和文献中计算方法相比,该计算结果更符合实际情况。     

气-液界面处水合物膜形成过程的传热分析

通过对静止系统的气-液两相界面处水合物膜形成过程的分析，建立了一维水合物膜形成过程的传热数学模型，提出了根据气体的消耗率确定出水合物膜厚度随时间的变化关系，分析水合物的反应体系中各相的温度分布，明确了水侧温度分布规律．结果表明，强化水侧的传热效果对提高水合物的生成速率具有重要的意义．     

仰角式油水分离器流场的数值模拟

仰角式油水分离器是一种新型、高效的重力式油水分离设备，为了深入了解其分离机理和内部流场分布，利用Fluent 12.0 数值模拟计算软件，基于多相流欧拉分析方法，结合Realizable k–" 双方程湍流模型对油水两相在分离器内的分离过程进行了数值模拟。结果表明：所选用的数值模拟方法能够较为真实地反映分离器的分离特性和内部流场分布，与传统卧式分离器相比较，仰角式油水分离器内堰板处的“死油区”和“死水区”明显减小，油水分离效率更高，当仰角为12◦时，油水分离效率达到了最高值90.48%，提高了29.26%；仰角式分离器的结构简单，但内部流场分布较为复杂，入口分液管处的速度分布不均匀，存在不同程度的旋流，易造成油水两相在分界面处的掺混；分液管处的结构有待于进一步地改进。     

分支管气固两相流动阻力性能的研究

在水平T型分支管道中,用压缩空气对平均粒径分别为0.25 mm和0.5 mm的砂石进行气力输送试验,对气固两相流动的阻力性能进行研究.试验结果表明,在发送压力保持不变的情况下,当输送气速逐渐下降时,分支管的单位长度压差在开始时减小,但当输送气速下降到一定程度后,单位长度压差下降趋势减缓,有时甚至转而增大;当分支管路流量控制阀开度差值由小变大时,两分支管路中颗粒产生沉积时的临界速度发生相反方向的变化,且平均粒径较小的颗粒临界速度相对较大.     

釜式再沸器壳侧循环流动的模拟计算

本文利用釜式再沸器壳侧循环流动与管束传热的分格模型，进行了管束中不同管列循环流速的模拟计算，考察了管束直径，液面高度，管束排布式，管间距和加热方式对循环速的影响，并对计算结果进行了分析。     

缝洞型底水油藏油井见水及含水规律实验研究

针对塔河碳酸盐岩缝洞型底水油藏的特点,根据矿场生产的动静态资料,利用相似理论,构建不同缝洞组合的可视化模型,开展物理模拟实验。比较和验证了不同含水上升规律所对应的储集空间类型,揭示了不同含水上升规律的物理本质,为此类油藏的合理开发提供了必要的实验和理论依据。实验证实,碳酸盐岩缝洞型底水油藏油井见水和含水上升规律存在5 种基本形态,而每一种类型都与特定的储集体地质特征、缝洞组合关系、水体能量的大小以及水体与储层的沟通程度密切相关;底水入侵的方式与砂岩油藏有很大区别,底水主要沿大裂缝窜进,溶洞内油水界面缓慢水平抬升,流体流动属于层流,这将简化管流与渗流耦合的数学模型。     

整体波场延拓法基准面校正

提出了一种新的近地表问题解决方法——整体波场延拓法基准面校正(WEDD)。借助地震理论中的互换原理和观测面沉降概念,在基准面校正过程中将炮点和检波点的处理统一起来,并利用炮点-全偏移距域双平方根算子实现波场的单域整体延拓,最后提取目标深度的波场值完成参考面的重新定义。模型试算结果表明了WEDD方法的有效性。     

可动凝胶调驱技术在普通稠油油藏中的应用

针对蒙古林稠油油藏粘度高,注水开发后含水上升快,产量迅速递减的实际,提出了应用可动凝胶调驱技术。介绍了蒙古林普通稠油油藏高含水开发条件下开展的从实验室到矿场实施、到效果评价的可动凝胶调驱先导试验技术研究和应用的概况,说明了可动凝胶调驱技术同时具有剖面调整、储层深部液流转向以及驱替的作用,可以作为一种驱替方式有效解决非均质性较强的普通稠油油藏后期水驱开发问题。矿场先导试验实施5年来已累积增油5.88×10⁴t,获得良好的增油降水效果。     

水平井气水变形泡状流测井分析模型实验研究

变形泡状流是水平井气水两相石油开发测井过程中最为常见的流型之一,为建立适用于此流型的测井分析模型,在16m长、可任意倾斜的透明实验环路上,以空气和自来水为介质,利用实际测井仪器串,对井斜75°~90°达到稳定的气水变形泡状流动进行实验测量,通过把握实验过程中变形泡状流的流动特性及机理,选择以漂移流动模型为基础进行理论推导修正。基于实验数据的模型检验证明,实验数据符合修正后模型反映的流动规律。依据实验数据计算的相分布系数与漂移速度系数,体现了水平及近水平井眼中仪器串对井筒内原有流动状态的干扰。分析模型能同时反映水平井气水变形泡状流测井过程中的流动机理以及仪器测量对流型的影响,适用于水平井气水变形泡状流测井解释。     

稠油油藏水平井侧向重力水驱技术研究

针对常规水驱开发稠油油藏效果较差的问题，提出了顶部注水水平井侧向重力水驱技术。在水平井注水室内评价实验基础上，分别从纵向和平面上分析了稠油油藏水平井侧向重力水驱的驱油机理，认为侧向重力水驱技术能够充分利用注入水和底水能量，提高油藏纵向动用程度，同时加大油藏的水驱波及系数和局部驱油效率。以某底水稠油油藏为概念模型，对水平井侧向重力水驱注采井网和生产层位进行了优化研究，得到最优的注采井网形式、注采井距和水平段走向，获得不同底水体积大小和韵律特征下生产井无因次避射高度优化图版和无因次射孔井段长度优化图版。为指导同类油藏实施水平井侧向重力水驱井网设计和纵向射孔层段设计提供了标准和依据。     

水平井井身轨迹对底水油藏开采效果的影响

建立了底水油藏水平井开采三维物理模型，通过改变水平井狗腿位置以及距底水高度，研究了水平井不同井身轨迹对水平井产能、底水与井筒压力梯度、含水率及采收率的影响。研究结果表明，凹型水平井狗腿远离跟部含水率上升较缓，无水采油期较长。凹型水平井狗腿位于中部时，狗腿深度较浅的模型采收率较高。注入冻胶堵剂成胶后底水开采，凹型水平井狗腿位于跟部的模型提高采收率幅度较高。实验结果符合实际油藏状况，为底水油藏水平井优化设计和现场堵水选井提供了参考。     

井筒重力热管室内实验与矿场试验研究

利用重力热管的高效传热特性,将其应用在井筒流体加热过程中,分析了重力热管加热效果的外部影响因素。结果表明,重力热管在不消耗额外能量的条件下,利用深部流体能量提高井筒上部流体的温度,能起到均衡井筒温度场的作用,进而改善井筒温度分布剖面。室内实验表明：工质类型、工质充液率、真空度对重力热管的传热效果有很大影响。矿场试验表明：在适当的条件下,能够将原油温度加热到原油凝点以上,降低原油粘度,改善原油流动性,井底抽油杆载荷,满足生产实际的要求;重力热管加热过程受井底温度、热管下入深度、油井产液量以及原油物性等因素的影响,随着井底温度、热管下入深度、油井产液量的增加,重力热管的传热效果变好。