基于毛细不稳定性的聚焦通道微液滴操控研究

针对目前利用微流道产生微液滴时,存在的制作成本高、难于控制液滴大小的缺点,采用数值模拟的方法对聚焦通道进行研究。文章基于毛细不稳定性来系统研究聚焦流道液滴生成与作用规律。研究中主要采用水平集方法,探讨了连续相速度、表面张力、两相黏度比、通道尺寸等因素对于液滴生成的影响,并从不稳定性角度来阐释其物理机制。研究结果表明水平集方法可以很好地模拟液滴破碎,发现连续相速度、表面张力、两相黏度比对液滴尺寸影响较大     

低压及欠平衡钻井中注气量对井内压力的影响

以多相瞬变流理论为基础,建立了井筒内气液两相流动模型,并对低压欠平衡钻井中注气量对井内压力的影响关系和规律进行计算和分析。计算分析结果表明,注气量对井内压力的影响除与注气量本身大小有关外,还与井深、井眼与钻柱结构尺寸、井内液相流量和性质等因素密切相关。单纯增大注气量并不一定就必然会导致井内压力的降低,这取决于所给条件下构成井筒内气液两相流体的静液压力和流阻间的平衡关系。介绍的模型及方法对确定低压欠平衡钻井过程中各相关参数、地面压缩机组的配置、以及设计方案等有一定指导意义。     

声表面波传感技术用于微液滴尺寸检测的研究

为了实现微液滴大小的检测,设计了一种基于声表面波技术的液相传感检测系统,并对5～10 μL的微水滴大小进行了检测.实验结果表明:声表面波的幅度衰减与微液滴的大小之间存在相关性,相关系数在0.9以上,证明了声表面波技术用于微液滴大小检测的可行性.同时还发现,在相同的条件下,对大小相同而黏性不同的微水滴和微油滴进行检测,声表面波的变化趋势和衰减程度不同,说明液相的黏性会在一定程度上影响声表面波的传输.     

液滴通过圆形表面的格子Boltzmann模拟

为了探究液滴在通过圆形表面的运动过程中固体表面的润湿性对液滴运动的影响,基于S C伪势模型的介观格子Boltzmann方法（LBM）,课题组对重力场下液滴的运动过程进行了二维数值模拟,并考虑了气 液、液 固间的相互作用力与重力的影响。同时采用MATLAB软件图像处理中的边缘检测技术来提取液滴轮廓线,然后以多项式拟合的方法来获得液滴的接触角。计算结果表明：液滴的整体运动速度会随着接触角的增大而增大,而且都会经历一个相同的速度变化过程,同时在液滴下落的过程中存在一个临界接触角。该研究表明润湿性对液滴运动有显著的影响,其模拟结果对液滴动力学的仿真有一定的参考价值。     

用于油水分离的聚结技术及其进展

对处理油水乳化液聚结分离技术的研究进展进行了综述，包括聚结床类型与材料、聚结的过程以及影响聚结性能的参数。重点介绍了多孔聚结床、颗粒聚结床和纤维聚结床的研究与应用；总结了液滴聚结过程中的接近机理、粘附机理和释放机理；详细叙述了填料表面性质、尺寸和流速、聚结床厚度、表面活性剂及其他因素对聚结性能的影响，指出了研究者对影响参数不一致甚至矛盾的结论。根据其研究状况阐述了存在的问题，其中聚结机理和影响参数需要进一步实验验证，提出了聚结技术未来研究和发展的方向。     

急冷塔内喷雾蒸发过程的数值模拟

针对废弃物焚烧时高温烟气在降温过程中二噁英的再生成问题,建立了高温烟气与雾化液滴两相流动及两相之间传质传热的数学模型,并以此为基础,利用计算流体力学（CFD）方法对急冷塔内雾化液滴的蒸发过程进行了数值模拟,研究了入口烟气温度、液滴初始粒径、初始温度及喷射速度对液滴群蒸发的影响。模拟结果表明：液滴蒸发经过非稳态和稳态过程,在稳态阶段液滴平衡温度受入口烟气温度的影响较大且随着烟气温度升高而增大;液滴群的完全蒸发时间随着烟气温度的升高而缩短且随着颗粒初始粒径的增大而延长;液滴群完全蒸发时间与液滴初始温度及喷射速度基本无关;初始粒径在150 μm以下能保证在1 s内冷却烟气至200 ℃。该结果可为急冷塔系统设计及运行提供参考。     

超重力分离装置填料内流场的CFD模拟研究

为了优化超重力分离装置，课题组对其内部流场进行了研究。通过计算流体力学软件FLUENT对超重力分离装置填料内部的流体流动进行数值模拟，分析了转速、填料外径和丝网尺寸对流场的影响。结果表明：液相速度分布与气相速度分布一致，液相速度主要受气相的影响，与液相入口速度无关；同一转速下填料区气相速度由内向外逐渐增大，各位置的气相速度随转速的增大而增大；气相最大速度与转速和外径有关，与丝网的尺寸无关。数值模拟的结果对超重机的设计与优化有一定的借鉴意义。     

双液滴同时撞击粗糙多孔介质表面的数值模拟

为了探究双液滴同时撞击粗糙多孔介质表面的动态行为，课题组通过使用凹凸槽来代替表面粗糙度的方法，并用VOF模型追踪液滴形态变化，最后再利用PISO算法进行数值模拟计算。课题组分析了液滴特性和多孔介质特性对液滴铺展长度的影响，以及2液滴碰撞后对射流高度的影响。研究结果表明：随着韦伯数We的增加，液滴射流高度和铺展长度都增加，且在竖直和水平方向都会产生多个二次液滴飞溅；双液滴水平间距越大，液滴的铺展长度越大，射流液柱越低；平衡接触角越大，液滴铺展长度越小，边缘液体越易回缩；达西数Da越大，液滴的铺展半径减小，双液滴合并后形成的射流液柱越低；粗糙度越大，2液滴合并所需要的时间就越长，合并后形成的射流液柱高度变低，铺展长度越小。     

宇航精密仪表及零件用LY12铝合金的尺寸稳定性

综述了宇航精密仪表及零件用LY12铝合金的尺寸稳定性,分析了影响尺寸稳定性的因素,提出了改善尺寸稳定性的途径.     

液滴撞击热多孔介质表面的数值模拟

为了探究液滴撞击热多孔介质表面的热流耦合问题，笔者建立了三角锯齿模型来表征多孔材料的表面粗糙度，运用二维轴对称模型来简化三维问题的计算。运用流体体积法(volume of fluid，VOF)来追踪液滴变形过程中两相界面的变化，运用RNG k epsilon模型来计算湍流的影响。研究结果表明：液滴的We数越大，润湿能力越强，多孔材料的降温效果也越好；多孔材料表面温度Tp越高，液滴的渗透能力越强，多孔材料的降温效果也越好；液滴比热容cp越小，液滴的渗透能力越强，但对多孔材料的降温效果越差；多孔材料表面粗糙度Ra越大，液滴润湿能力越差，但对多孔材料的降温效果增加。该研究成果对多孔介质表面湿润、渗流及传热热有一定的参考意义。     

水平井流入控制阀控底水原理及影响因素分析

随着钻完井技术的发展，采用流入控制阀（ICD）完井技术开发底水油藏成为提高产量、降低成本的有效途径。弄清水平井ICD 控底水原理及影响因素成为利用其实现延缓底水锥进、提高油藏最终采收率的关键。在分析ICD 控水限流原理基础上，通过模拟计算，具体分析了流动剖面、环空流动、含水率等3 个影响控水效果的主要因素。分析结果表明：对于不具有高含水段的油藏，可以利用ICD 增大高渗段阻力，从而在牺牲总产液量的基础上降低产水，实现控水；ICD 所产生附加压降有效地减少了环空流动，增强了控水的稳定性，为实现长期稳油控水提供了保障；对储层物性参数分布认识出现偏差将会较大地影响ICD 的控水效果；对于存在高含水段的水平井，需要增大高含水段的附加压降，降低高含水段的产液量，才能有效实现控水。对水平井ICD 控底水原理及影响因素的分析结果为优化水平井ICD完井设计，控制底水锥进提供了技术思路。     

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。     

低闭合油藏油水同层储层含水饱和度新模型

G地区P油层由于闭合高度低，油水分异差，存在大量的油水同层，且该区油水同层与油层的物性、电性相近，使得传统的利用电阻率和孔隙度计算含水饱和度的方法失效；加上工区开发过程中采取多层合试，单层试油且产液性质为油水同出的层位较少，可供选择进行油水同层饱和度建模的样本较少，使得该区油水同层饱和度的准确计算成为储量提交的难点。针对这一问题，提出以少量的密闭取芯井为基础样本，首先应用相渗资料建立起产水率与含水饱和度关系，然后外推到常规取芯井获得含水饱和度的补充样本，进而通过优选孔隙度、电阻率比值等建模参数，构建了适用于研究区油水同层的饱和度计算新模型，通过统计，其平均相对误差仅为3.59%，满足了储量计算的精度要求。     

气体钻与泥浆钻全井段钻柱动力学对比研究

全井段钻柱在井内运动过程是一个非常复杂的非线性动力学问题，不可能得到比较完美的解析解，如果采用室内试验或者现场试验研究，其成本又会很高且很难实现。因此，在弹塑性力学、岩石力学和钻柱力学的基础上，以四川某井基本钻井参数和钻具组合为依据，采用有限元法建立了塔式钻具钻至1486m井深时的全井段三维钻柱模型和相应的井筒模型，并且建立了钻头与岩石以及钻柱与井筒之间的随时间变化且有摩擦系数的接触关系和相对应的泥浆钻井模型，对比分析了钻柱在动态钻进过程中的井口参数、钻头上压力和转动速度以及全井段钻柱的弯矩扭矩变化等结果，得出气体钻井与泥浆钻井全井段钻柱的运动规律以及钻铤失效机理的差异。为认识气体钻井全井段钻柱的运动规律提供了新的研究方法，对气体钻井中钻柱力学、井斜控制和设备等方面的研究都有较好的现实意义。     

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。     

陆梁油田薄层底水油藏水平井井筒模拟研究

新疆陆梁油田呼图壁河组油藏发育一类特殊的薄层底水型油藏，其特点是油层厚度薄，构造幅度低，底水能量大，利用水平井开采，表现出无水采油期短、含水率上升速度快、产量递减大的特点。针对这些问题，采用水平井数值模拟方法，建立了考虑摩擦压力损失的水平井井筒模型，明确了摩擦压力损失对水平井的压力分布以及水平段产量的影响，在此基础上，分析研究了水平井底水锥进的水脊特征，判断了水平井出水位置，提出了封堵出水井段并结合油藏工程方法确定了水平井合理产液量，从而达到抑制底水快速锥进，减小压力损失，降低含水率上升速度的目的。     

川东地区气田水回注系统风险评价方法

气田水回注系统包括地面处理站、输水管线、回注井筒、回注地层4 大子系统，各子系统的任一环节出现问 题，整个注水系统都可能瘫痪甚至发生较大的环境污染，但目前气田水回注系统尚缺乏可靠、完善的风险评价方法。 在对4 个子系统的失效因素统计分析基础上，利用各失效因素的统计频率确定了各级各项指标的权重，并借鉴肯特风 险评价模型，从失效因素和失效后果两个方面建立了适用于气田水回注系统以及各子系统的风险评价方法与指标体 系，提供了相应的安全等级划分标准。该评价方法既包含对系统可靠性的直接评价，也包括对泄漏后果的评价；既可 用于各子系统的评价，也可将对各子系统的评价加权后用于整个回注系统。对川东气田实际回注系统的评价表明，评 价结果与现场宏观认识一致，验证了评价方法的可行性。     

煤层气井产气量控制因素分析

结合沁水盆地东北部和顺区块煤层气井排采经验，分别从地质因素（构造位置、陷落柱、断层等）、工程因素（水力压裂的缝高控制、裂缝半长等）和排采因素（排液速度、套压控制、停电停抽等）三个方面探讨了该区块煤层气井产气量的控制因素。研究发现：该区块煤层气井产气量受构造位置的影响较大，与陡坡带的距离和煤层含气量呈现明显的相关性；区块高构造部位水力压裂易出现压开含水层及井间压窜现象；见气时套压的控制与产气量具有一定规律，套压小于0.5 MPa 开井产气，效果最差，套压0.51.0 MPa 开井产气，效果次之，套压大于1.0 MPa 开井产气，效果最好。     

碳酸盐岩凝析气藏组分粗化数值模拟方法研究

为了准确模拟复杂孔、洞、缝三重介质碳酸盐岩有水凝析气藏的开发动态，提出了一种适合于该类凝析气藏组分粗化的等效数值模拟方法——调整组分传导系数法。通过建立单个岩块单重介质精细模型，求得组分传导系数(α)随某组分总摩尔分数的变化关系。模型结果分别与地质参数粗化的双重介质模型、地质参数以及组分粗化后的双重介质模型计算结果进行了对比。结果表明，对三重介质碳酸盐岩有水凝析气藏，直接采用地质参数粗化后的双重介质模型模拟偏差较大；而应用地质参数和组分粗化后的双重介质模型可正确地等效模拟。     

辽东湾地区油气运移输导体系特征及意义

砂体、断层、不整合面是辽东湾地区油气运移的基本要素，它们之间相互配合形成三类油气运移输导体系。以断层为垂向运移通道的油气藏常在断层带附近多层叠置，且断层多具有同生性质