石油、天然气储存与运输工程：下倾管段塞流特征参数试验研究
水平管道段塞流段塞频率实验研究
程 中运 行 数 据 采 集 程 序 ，其 中特 征 数 据 （ 采 集 如 时 间 、流型 、流量 的平 均值 、压 降的平 均值 和均方 值 以及永 久保 存 数 据 的数 据 文 件 名 ） 保 存 到 多 相 流实 验数 据库 中 ，而 采集 的反 映多相 流 波动特 征 的 压差 信号保 存在 数据 文件 中。下面将 对应 段塞 流型 的信 号提取 进行 分析 。
罐 顶排 放 。本实验 环道 采用 内径 为３ ｍ的工 程 塑 ２ｍ 料 管 ，测试段 ２个取 压点距 离 为２０５ｍｍ，被测压 ２
差 通过 电容式 变送 器转 换成 电信 号输 出 。在 实验过
Ｂｎ ｅ ＿根 据 段 塞 形 成 机 理 计 算 段 塞 频 率 ，得 出 ｅｎｔ４ ｔ
气 经过 空气 压缩 机进 入管路 中 ，依次 通过气 体流 量 计 、电动调 节 阀后进 入静 态混合 器 ，再 经过 流型 测
试 段和 计量 测试段后 进 入油气 水 三相分 离罐 中，由
稳定性 增长 ，假设 临界 波 的频率 与段塞 频率 之 间存
在 线 形 关 系 ：ｆ ＝ ｃ ， Ｃ ｗ 取 ２ （ ） 水 、３ 、４ （ ） 油 ，即 每 ２个 临 界 波 形 成 一 个 稳 定 的 段 塞 。
经验 公式 归纳 了实验 结果 ，这些 计算 式完 全没 有考 虑 流体物 性对 段 塞频 率 的影 响 。Ｔｉｌ ａｅ 等人 认 为 ｔ
段 塞的形 成机 理决定 其频 率 ，将 一 维质量 和动 量守 恒方 程用 于不 稳定 的明渠 流动 ，通 过量纲 分析 提 出
油气多相流流动特性分析
摘要：油气混输作为管道输送中一种常见形式，它在管道中的流动比较复杂，不同的参数会发生变化，特性
也会发生相应的变化，所以本文主要分析了多相流流型的分类和流动特性，还对多相流的几种经典模型进行了分
析。通过对多相流模型进行分析及探究，选取了其中两种模型进行了压降计算。根据多相流的特点以及其主要模
型的对比，笔者认为：当管道内混合物容量减少，气体容量不变的情况下与气体容量增加，混合物容量不变的情
两相混合物流速：
0+Qg 4(0+0g) -4x(1.2x10-2+3.4x10-2)
w=
=1.464(mK)
A
itd2-
jtx0.22
体积含气率：
0=字 On =---3-.1-4-x--1-0-°- =0.7391 Q (3.4+12)x10-2
体积含液率：
R 1=1/= 1-0.7391=0.2609 两相混合物粘度： ,0=^+(1-^,=0.7391 X12X ia5-+02609 X 5X10J
(2) 多相流中各相的体积百分数以及分散相的颗粒 大小可以在很宽的范围内变化，这些都会引起流动性质 及流动结构的很大变化。例如，用管道输送的固体物料 可分为稀相和密相输送，而这两种输送方式的分析方法 有很大不尽相同。
(3) 多相流中，各相间存在着速度差，造成相间的 滑移，这一特征给流场的总体和局部型的变化与理论分析结果基本一致。
关键词：两相流；流型；压降；特性
中图分类号：0359
文献标识码：A
1油气两相流流动特性探究(牛顿流体流动)
(1) 油气两相牛顿流体流型的划分。大多数油气两 相流流型的探究分析是在标准重力条件的气体和空气一 水的油气两相流型图，重点是在水平上升管与垂直管的 流型图的探究相对较为完善。重力的作用引起流动的不 对称性，使得垂直流动流型比水平管内更复杂。所以液 体堆积在管道下部的流体中，两相流的流体型态变化更 为复杂难解。通过分析笔者认为，随着管道内气体流量 增大的同时，液体流量在水平管道内的类型可以分为： 泡状流、气团流、分层流、波浪流、段塞流、环状流、 弥散流。其中分散类型包括弥散流和分层流，间歇类型 包括团状流和段塞流，环状流等都属于分离类型。
石油、天然气储存与运输工程
在内径 ５ ０ｍｍ、长 ２ ． ｍ 的水平管上利用 空气。 ７ ３ 水作试验介质 对段塞 流 的压 力和液 塞持液率进 行 了试验 研究 ．采用压力 传 感器测量压力变 化，采用平行 电导探针测 量液塞持液率变化． 通 过试验 发现 ：液塞通过测量点 时持液率 的变化 比压力变化迅 速 ，持液率能更真实地 反映段塞 流动特 性，可 以用持液率的波 动 情况来确 定液 塞频率． 将液塞 持液率模 型预测值 与试验值 进行 了比较， 结果表 明， 水平管大多数试验工况下的 Ｚ ａｇＨ Ｑ ｈ ｎ 模型预测值与试验值吻合最好． 图 ４参 ２ （ ４ 陈志 东） 关键词 ：段塞流 ；液塞持液率 ；模型
ｌ ｅ ｔ ｓｏｔｔ ｎ ［ ， 中 ］ 尤 海 英 （ 南 石 油 大 学 ， 成 都 ｉ ａ ｐｒ ｉ ｎ ｒ ｎ ａｏ 刊 ／ 西 ６００） １５ ０ ，马国光 ，黄孟 ，吴华丽 ∥管道技术 与设备． ２ ｏ ， 一 ０ ８
（） １ ～ １ １． １ ３ 一
煤炭采样机偏倚 试验 中最 大允许偏倚（ ） Ｂ 的研究 ＝Ｓｕ ｙ ｏ ｈ ｔ ｎ ｔｅ ｄ
０ １ ０ ６ ８２５８ ４ ０ ・４ ４ ０
稳 定 ； 力矩 平衡 ０ １０ ７ ８２ ５ １ ４ ０・ ５ 石 油 、天 然 气储 存 与运 输 工 程 ５ Ｌ ＮＧ 长 距离 管 道输 送 保冷 层 厚度 的计 算方 法 ＝Ｍｅ ｏ ｏ ｔ ｄ ｆｒ ｈ
ｃ ｃ ｌｔ ｎ ｏ ｅ ｉ ｓ ｌ ｔ ｎ ｔ ｉ ｋ ｅ ｓ ｏ ＮＧ ｎ ・ ｉｔｎ ｅｐ ｐ － ｌ ａ ｕ ａ ｏ ｆｔ ｎ ｕ ａｉ ｃ ｎ ｓ ｆＬ ｉ ｈ ｏ ｈ ｌ ｇ・ ｓ ｃ ｉ ｅ ｏ ｄ ａ －
２１ ０～ ２１ ３
将几种计算普通绝热低温管道保冷层厚度 的方法 与 Ｌ ＮＧ 长距 离输送管道的特 点结合并进 行分析后 ，建议采用费用最低的方 法计算 Ｌ Ｇ 长距 离管道输送 的保冷层厚度 ，同时建立 了计算 Ｎ 保 冷层 厚度 的数学模 型，并对该模型进行 了分析求解．参 ４陈 （ 志 东） 关键词 ： ＮＧ长距离输送 ； Ｌ 低温 管道 ； 保冷层 厚度 ； 计算方法； 数学模 型；Ｐ Ｏ Ｓ
垂直管流实验报告--中国石油采油工程
中国石油大学（华东）现代远程教育采油工程实验报告学生姓名：学号：年级专业层次：19级网络秋专升本石油工程学习中心：胜利油田河口教学服务站提交时间：2021年6月11日实验名称垂直管流实验实验形式在线模拟+现场实践提交形式提交电子版实验报告一、实验目的观察垂直井筒中出现的各种流型，掌握流型判别方法；验证垂直井筒多相管流压力分布计算模型；了解自喷及气举采油的举升原理。
二、实验原理在许多情况下，当油井的井口压力高于原油饱和压力时，井筒内流动着的是单相液体。
当自喷井的井底压力低于饱和压力时，则整个油管内部都是气-液两相流动。
油井生产系统的总压降大部分是用来克服混合物在油管中流动时的重力和摩擦损失，只有当气液两相的流速很高时（如环雾流型），才考虑动能损失。
在垂直井筒中，井底压力大部分消耗在克服液柱重力上。
在水平井水平段，重力损失也可以忽略。
所以，总压降的通式为：式中：—重力压降；—摩擦压降；—加速压降。
在流动过程中，混合物密度和摩擦力沿程随气-液体积比、流速及混合物流型而变化。
油井中可能出现的流型自下而上依次为：纯油流、泡流、段塞流、环流和雾流。
除某些高产量凝析气井和含水气井外，一般油井都不会出现环流和雾流。
本实验以空气和水作为实验介质，用阀门控制井筒中的气水比例并通过仪表测取相应的流量和压力数据，同时可以从透明的有机玻璃管中观察相应的流型。
三、实验设备及材料实验设备：自动井喷模拟器、稳压罐、井筒模型、气体浮子流量计、油气分离器、空气压缩机，秒表等。
实验材料：空气，水。
五、实验报告处理过程和处理结果1.简述垂直井筒中各种流型的特征；答：油井中可能出现的流型自下而上依次为：纯油流、泡流、段塞流、环流和雾流。
各种流型的特征如下：（1）纯油流：当井筒中的压力高于饱和压力时，没有气体从油中分离出来，油呈单相流动。
（2）泡流：气体是分散相，液体是连续相；气体主要影响混合物的密度，对摩擦阻力的影响不大；滑脱效应比较严重。
立管系统泡状流和段塞流的流动特性研究
立管系统泡状流和段塞流的流动特性研究近年来，由于线性稳定性和非线性稳定性，流动学及它在工程中的应用受到越来越广泛的关注。
在石油、化工、热能动力工程、水文工程、农业灌溉、矿产资源勘查等工程领域，流动特性研究对优化设计、提高工艺效率和优化管道系统性能等都具有重要的意义。
一般来说，在管道流动系统中，流动可以分为两类：瞬时流动和持续流动。
瞬时流动表明流体仅在给定的时间间隔内发生流动，这种流动通常发生在比较短的时间内。
持续流动指的是管道流体持续流动的情况，例如泡状流、段塞流和对流均可被看作是持续流动的一部分。
泡状流是一种高效流动，它采用两种不同的流体状态进行流动，分别是泡状流和非泡状流。
在流量较小的情况下，泡状流有助于提高系统的效率。
泡状流的流动特性的主要特点是，起始传输开始时，流量呈波动变化，每段传输以较低的初速度开始，随着传输的持续，流速逐渐增加，到达最高流速后，保持一个稳定的速度，之后流速会逐渐减小，直到流速下降到零。
段塞流是一种独特的流动状态，它特别适用于管径窄、长度大、流量低的情况。
其特点是，当流体流过一段流动时，它形成了一个均匀的流动段，在这段流动段中，出口流量保持稳定，而入口流量随时间的变化而改变。
因此，本文的目的是研究立管系统泡状流和段塞流的流动特性，以改善立管系统的流动性能。
首先，介绍了泡状流和段塞流的特性、流动机制及其影响因素，然后进行实验研究，采用试验管道测量流速、压力及噪声等参数，对立管系统泡状流和段塞流的流动特性进行研究。
实验结果表明：在给定的泵性能下，泡状流的流动特性具有以下特点：入口流量低于一定值时，泵的出口流量可以稳定地保持在一个较低的水平；当入口流量增加时，出口流量逐渐增加，流速以一定的步长增加；当入口流量高于某个值时，出口流量可以保持稳定，但是入口流量会影响出口流量波动的幅度；在较窄的管径下，由于增加的摩擦力，流量有一定的振幅，这是泡状流的一个独特性。
此外，研究结果表明，在给定的泵性能下，段塞流的流动特性具有以下特点：出口流量在一段时间内保持稳定，但入口流量随时间变化而变化，但不影响出口流量。
《西安石油大学学报（自然科学版）》２０２３年第３８卷（１－６期）总目次
西安石油大学学报（自然科学版）《西安石油大学学报（自然科学版）》２０２３年第３８卷（１—６期）总目次 题 名作 者 期次 页码 ● 石油地质与勘探鄂尔多斯盆地南２１２井区长４＋５２储层的非均质性李 平等１ １鄂尔多斯盆地延长组长７段页岩油赋存状态及开发特征张 娟等１ １０甘泉油田长８油层组储层孔隙发育特征及演化规律陈奕阳等１ １９鄂尔多斯盆地西南缘延长组长８段低充注油藏成藏模式———以环西—彭阳地区为例张晓磊等１ ３１鄂尔多斯盆地毛盖图地区盒８、山１段高含水致密砂岩沉积特征与分布规律王 昊等１ ４５顺变柱体式光纤微地震检波器研制及实验董小卫等１ ５２花场气田构造控油气作用及油气藏类型付景龙等２ １辽西低凸起ＪＺ油田沙二段古地貌特征及其对沉积的控制作用刘宗宾等２ ９渤海海域新近系薄互层砂体沉积特征及定量预测曹 龙等２ １６地震拓频技术在涠洲６ １２油气田薄储层刻画中的应用张 益等２ ２５吴起北部长６段沉积微相特征及其对储层非均质性的影响赵 辉等２ ３５南海北部深水区白云凹陷中深层油气成藏过程初探张忠涛等２ ４３基于梯度惩罚－生成对抗神经网络的页岩三维数字岩心重构李秉科等２ ５３鄂尔多斯盆地大宁—吉县区块上古生界致密储层孔隙结构特征及其与黏土矿物的关系石 石等３ １鄂尔多斯盆地南２１２井区长６２致密砂岩储层特征及其影响因素张俊杰等３ １０鄂尔多斯盆地延安地区本溪组—太原组地层及其沉积演化特征崔宏俊等３ １９四川盆地侏罗系陆相页岩成熟度与显微组分孔隙发育特征周圆圆等３ ２７铜川野外露头区延长组裂缝发育特征及形成机理阮勇淇等３ ３８基于井震的火山岩有利储层综合预测———以银额盆地哈日凹陷为例李慧琼等３ ４５鄂尔多斯盆地南部石盒子组盒８下段砂岩物源分析马尚伟等４ １川东南地区茅口组一段地质特征及天然气富集规律———以南川区块为例李佳欣等４ １２临河坳陷变质岩潜山储层形成控制因素及特征胡晨光等４ ２０白云凹陷超压模拟及成藏研究张力升等４ ３０碳酸盐岩储层孔隙结构表征及储渗能力研究———以鄂尔多斯盆地靖边气田下古马五１＋２储层为例贾浪波等４ ３８层间逆冲叠瓦构造—前陆冲断带大气区控藏模式易士威等５ １基于多边形孔隙结构模型的砂岩储层总孔隙度预测方法张秉铭等５ １２融合随钻核磁共振与机器学习的疏松砂岩储层孔隙结构评价新方法孙 康等５ ２０川西雷口坡组四段上亚段储层特征及成因机理徐 康等６ １玛湖１井区致密砂砾岩储层物性特征及其对流体可动性的影响刘 赛等６ １５● 油气田开发与开采不同孔隙结构页岩油储层可动流体分布特征王继超等１ ５９页岩气多层吸附的分子模拟与理论模型穆中奇等１ ６９—０４１—２０２３年第３８卷（１—６期）总目次电解质离子对硬脂酸Ｌａｎｇｍｕｉｒ膜稳定性影响机理何宇廷等１ ７７聚合物交联凝胶堵漏性能评价方法研究进展熊正强等１ ８５基于核岭回归算法的地层水中ＣＯ２溶解度模型研究龙震宇等１ ９５石油磺酸盐原料油复配及膜式磺化合成工艺研究范 伟等１ １０２微生物修复石油烃污染土壤研究进展杨 博等１ １０８集减振、脉冲和冲击于一体的钻井提速工具设计及仿真刘 鹏１ １２０高温高盐条件下调剖用酚醛冻胶的研制吕 琦等２ ６１吉木萨尔页岩水力压裂后渗吸采油潜力分析廖 凯等２ ６８低流度稠油油藏启动机制及主控因素实验研究张 戈等２ ７７水驱油藏注采受益关系及注水效果定量评价吴明录等２ ８４基于机器学习的油水层解释新方法———以新安边油田南部长７油层组为例陶 静等２ ８９双层套管射孔产能预测模型数值模拟研究幸雪松等２ ９６注盐酸对致密砂岩气藏微观孔径分布的影响赵金省等３ ５５断溶体底水油藏不同隔板参数堵水强度影响规律秦 飞等３ ６２陇东Ｘ平台页岩油水平井减摩降阻配套技术研究与应用李晓明等３ ７０致密砂岩气藏气水相对渗透率计算方法改进许诗婧等３ ７５复杂类型储气库多周期注采相渗变化规律唐 康等３ ８１非均质深层碳酸盐岩气藏衰竭开发规律实验研究陈建勋等４ ４７耐温耐盐ＣＯ２泡沫体系性能评价汪万飞等５ ２９海上油田不同溶解程度聚合物在多孔介质中渗流特征及驱油规律罗光杰等５ ３６稠油热采模拟隔夹层制备与评价梁 旭等５ ４３苏北盆地溱潼凹陷页岩油ＳＤ１井万吨级ＣＯ２压吞矿场试验及效果评价姚红生等５ ５０机器学习在油气开发领域的应用及展望谢 坤等５ ５８ＣＯ２在页岩储层中的绝对吸附量及其影响因素分析张成林等５ ６８各向异性对页岩地层钻井液安全密度窗口的影响吴德胜等６ ２４基于残差神经网络模型的高压气井水合物生成预测方法刘广胜等６ ３３一种基于压汞－吸附法的不规则泥页岩样品孔隙度测定方法徐二社等６ ３９强冲蚀不规则孔眼封堵规律实验研究王 博等６ ４６沥青质沉积方式对油水两相渗流特征的影响卢二付等６ ５４普通稠油油藏多元热流体驱提高采收率实验研究张明龙６ ６３● 油气储运管道高周腐蚀疲劳损伤模型与数值模拟研究程斌亮等１ １２７天然气管网反输工况下的运行优化周 军等１ １３５天然气管网动态仿真三种隐式差分法对比研究李春奇等１ １４５胶凝原油临界损伤屈服应力计算模型研究肖铁全等２ １３５基于动态权重的同桥并行油气管道风险评价吴东容等３ １２９海底原油管道电伴热相对热耗率研究王 凯等４ ５５基于ＳＰＲＴ的水合物生成风险评价方法———应用于火驱尾气集输管道常明亮等４ ６２天然气管输容量分配优化决策研究何能家等４ ７１—１４１—西安石油大学学报（自然科学版）基于ＡＩ的油气集输管道安全管控平台构建探究熊 惠４ ８１长输管道辅助牺牲阳极阴极保护影响因素研究及效果分析李 宁等５ ７６基于声比拟法的埋地输气管道泄漏数值模拟陈一鸣等５ ８５基于远程诊断的天然气超声流量计异常综合评估方法尹 恒等５ ９２双管掺水集油系统碳排放核算与评价研究成庆林等６ １００油气管道用埋弧增材三通的性能研究陈越峰等６ １０９● 油气田化学工程二氧化碳基聚碳酸酯的化学改性研究进展周 利等１ １５０基于深度学习的催化裂化过程建模方法陈 琳等４ ９４深层页岩气储层耐温抗盐型滑溜水压裂液体系研究问晓勇等４ １０４溶液黏度对聚合物强化泡沫性能的影响郭程飞等４ １１２环保型生物柴油基钻井液体系研究及应用张 鹏等４ １１９基于三角模糊数的中国省会城市土壤重金属污染风险评价陈景辉等４ １２７ＨＰ β ＣＤ降低表面活性剂复配体系中ＴＯ ５对ＯＰ ２０的紫外光谱的干扰及其机理分析吴 浩等４ １３６基于计算机模拟的丙酮加氢生产异丙醇工艺节能改造方案研究殷娟娟等６ ６８稠油热采油藏封汽窜用磺化酚醛树脂冻胶研制游红娟等６ ７６普通稠油化学驱用表面活性剂研究李隆杰等６ ８４一种水性聚丙烯酸酯／Ｇｒ－ＭｏＳ２防腐涂层的性能研究麻 冬等６ ９３● 石油机械设备及自动化基于瞬变电磁偏心阵列的套管开窗侧钻井开窗轨迹与窗口形态检测方法杨 玲等２ １０５基于机器学习算法的ＣＯ２腐蚀速率预测彭 龙等２ １１３气举柱塞波浪形紊流槽流动性能强化研究崔 璐等２ １２２一种中值滤波快速系统的ＦＰＧＡ实现穆向阳等２ １２８地震勘探用混叠激发控制系统设计与实现甘志强等３ ８８基于电气距离分区的配电网动态无功优化武晓朦等３ ９４井下指令信号的小波－奇异值分解双层滤波降噪霍爱清等３ １００泥浆发电机用磁力传动机构的转矩影响因素分析闫文辉等３ １０６基于海试的水下采油树力学特征影响因素敏感性分析黄 鑫等３ １１３冷流率对大口径涡流管性能影响分析陆 梅等３ １２２热敏合金管井壁强化技术力学行为分析秦 星等４ ８８混频信号数字检波方法在阵列侧向测井中的应用高 怡等５ ９８偏心探头套管损伤定位校正方法党瑞荣等５ １０４ＴＣ４钛合金激光织构表面的润湿性和耐腐蚀性研究张明鲲等５ １１１储层分段体积改造下套管接头强度损失预测方法舒明媚等５ １１８随钻声波测井井下算法测试系统数据交换接口设计王 伟等６ １１８海上双油管气举井筒完整性风险评价研究于志刚等６ １２４基于有效牵引力系数的水力振荡器减阻效果评价方法王学迎等６ １３３—２４１—。
立管系统泡状流和段塞流的流动特性研究
立管系统泡状流和段塞流的流动特性研究随着工业化、现代化发展，给人类带来着智能化、自动化、精确化服务，却也给我们带来了很多社会环境的污染。
污染的物质主要是某些有毒的溶解物，如氯和氨等，也包括溶解性有机物、悬浮物等。
因此研究如何调节水体的流动特性，从而有效地处理污染物质，已成为一个十分重要的课题。
立管系统是一种常见的水力学设备，其传统的立管系统由两部分组成，主要是以直立管径作为通道，连接活塞和定子圆管两部分。
管道中可能存在着多种液体，其中最常见的两种流动有泡状流、段塞流。
状流的特征在于，气泡的大小、形状、自由度和空腔的控制参数在流动过程中会有所变化，可以起到流程的平衡作用，从而减少紊流，提高整个管道的流动效率。
另一方面，段塞流主要是以岩石、气泡或沉淀物块等形成一系列段塞量，当液体通过段塞时，管内流动会面临着限制，从而导致流速减少，管内压力增加，管道流动会变得更加复杂。
因此，研究立管系统中泡状流和段塞流的流动特性，对污染物质的处理具有十分重要的意义。
本文将对比研究泡状流和段塞流的流动特性，着重讨论以下几个方面：（1）流特性分析；（2）影响泡状流和段塞流特性的因素；（3）仿真分析。
1.特性分析泡状流和段塞流的物理特性非常复杂。
比较泡状流和段塞流的流动特性可以分为三个方面：（1）流管径的变化；（2）水力特性；（3）液体的流动特性。
首先，由于气泡的存在，泡状流的管径可能会发生变化，从而影响整个管道的流动效率。
段塞流的管径变化则依赖于塞量的种类和数量，以及流体的流动速度。
此外，泡状流和段塞流的水力特性也有很大不同，例如涡度、压强、紊流系数等参数。
最后，泡状流和段塞流的液体流动特性也不同，泡状流中气泡的种类、形状、大小及其流动特性都将影响整个管道的流动，而段塞流中液体的激起及其震荡和碰撞也将影响整个管道的流动。
2.响泡状流和段塞流特性的因素泡状流和段塞流的流动特性有多种影响因素，主要包括管道结构、液体性质、流动特性、流速等参数的变化。
下倾管液塞耗散中长度特性研究
''下倾管常作为分离器的入口预分离结构)&* 来保 证流型为分层流$从而改善气液分离效果)$* & 对下倾 管内液塞长度演化规律进行研究$有助于了解液塞耗
散的过程$便于优化设计参数$实现高效分离& 目前$ 针对下倾管内液塞耗散的研究多是基于多个液塞平 均值的统计学研究$对单个液塞在下倾管中耗散过程
收稿日期 $%&89&%9$! 基金项目 国家重大专项信息!$%&"cd%O%$89%%>9%%&" 作者简介 耿耿!&==$#" $男$硕士$从事多相流与油气田集输技术研究工作$电话%!%$&"$%#="$!&$*9?@A4% 7HD77HD7C@E3DF&">5G3?&
重点实验室$ 山东 青岛'$""O#%"
摘要为研究下倾管内液塞耗散规律$建立了一套包含段塞产生器和电导探针数采程序的气液两相流试验系统$探 究了下倾角度'表观气速'初始液塞长度对液塞耗散的影响规律& 结果表明%下倾管中的液塞耗散不是一个均匀过 程$而是在进口和出口处耗散多$中间位置耗散少& 大初始液塞长度'大下倾角度和小表观气速有利于下倾管中的 液塞耗散& 相同倾角下$表观气速和初始液塞长度影响停留时间$总液塞耗散量与停留时间基本呈线性递增关系& 下倾角度相较停留时间对液塞耗散影响更大$下倾角度大时$液塞停留时间短$但刚进入下倾管就会发生较大形态 改变$从而加速液塞在下游的形态改变$促进液塞耗散(反之$液塞形态变化小$耗散少& 关键词下倾管( 段塞流( 液塞耗散( 停留时间( 下倾角度 中图分类号K>O='''文献标识码-'''文章编号&%%O9==O!!$%&#"%#9%%O!9%O !"#&%5>="= MC5AEED5&%%O9==O!5$%%#5%&&
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２０ ０ ７年 １ 卷 第 ２ ３ ２期 赵益 忠（ 中国石 油大学石油工程学 院， 东 营 ２７ ６） 曲连忠 ，王幸尊 ，程远方 ， ５ ０ １， 沈海超 ∥中 国石 油大学 学 报（ 自然科 学
版 １ ２ ０ ，３ （ ） ６ ～６ ． ０ ７ １３． ３ ６ 一 一
０２Ｏ９ ７ ２４ ６ ４ ０ ・５ ４ ０
７ ３ 据 动量和 能量 守衡 原理 ，建立 了岩 石动
利用 真 三轴 模 拟压 裂 实验 系统 对 玄武 岩 、巨砾岩、泥灰岩岩心进 行 了水力压 裂 裂 缝 起 裂 及 裂 缝 扩 展 模 拟 实 验 ，得 到 了压后裂缝几何形态和 压裂过程 中压 力
ｌ ０
随时间 的变化规律 ．研 究结果表 明，玄
武岩 中天然裂缝发育 程度较低 ，抗 拉强 度较高 ，裂缝起裂会导致 明显 的压 降， 压后能够形成 比较理 想的双翼缝 ；巨砾 岩 中天然裂缝较为发 育，裂缝起裂 不会 导致 明显 的压 降，高排量压裂后 形成的 裂缝为多组复杂裂缝 ，裂缝扩展摩 阻很 大， 裂缝延伸压 力几 乎与破裂压力相 当； 泥灰岩抗拉强度较低 ，部分发育有 天然 裂缝 ，破裂压力 较低 ，裂缝起裂 后延伸 压力与最小水平地应力相 当． 图 ７表 １
０ ２ ０４ ５ ７２ ９ ４ ０ ・４ ４ ５
～
序进行 了分析，这 ３种方案 的总容积相 同，但 各段环板 的高度 和厚度有变化 ； 采用大 型非线性有限元软件 ＡＢ ＱＵ ， Ａ Ｓ 对 ４种方案的 ｌ ５万 ｍ 双盘式浮顶罐 原 油储罐 的应力进行 了分 析，计算得 出了 储罐 的应力分布 ；通过 应力分析 比较 ， 确 定比较合理 的设计方 案．对于确 定的 设计方 案，使用相关规 范进 行 了应力评 价 ，罐 环板能够满足要 求．储罐底板应 力 比较 小，边缘底板与侧壁 焊接部位 的 内侧应 力很高 ，应力值 超过材料 的许用 应力 ，但将应力分类后 ，应力能够满足 相关法规要求 ．图 ９表 ３参 ６ 关键词 ：储 罐 ；有 限元 ；应 力评价 ；优
ｖ ｒ ｃ ｌｂｏ ｅ ｎｄ ｒｐｏ ｙ ｅ ｏ ｉ ｇ ｅ ｔ ａｌｗｅ ｌ ｒ ｓｕ ｅ ｌ ｍ ｒｆ ｏｄ ｎ ｉ ｌ
油 气 田井 开 发 工 程
关键词 ：水力压裂 ；裂缝扩展 ；模拟 实 验 ；几 何 形 态
０２０９ ７２４４ ４ ０・４ ４ ５
ｌ 万 ｍ 原 油 储 罐 方 案 优 化 设 计 一 ５
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硅 酸盐 钻 井液 防 塌机 理 研 究 与应 用 ＝
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中国学术期刊文摘 传统 的暂堵 方法主要是依据储层 的平均 孔喉直径优 选暂堵剂 的颗粒 尺寸 ，对具 有较大尺寸 的孔喉封堵效 果较 差．对根 据储层孔 喉尺寸分布确 定暂堵 剂颗粒粒 度分布 的理想充填暂堵 新方法进 行 了阐 述 ，并 依 据 该 方 法 设 计 出理 想 充 填 暂 堵 型钻井完井 液 ，在室 内对其进 行 了性 能 评价． 实验结果表 明，理想 充填暂堵 型 钻井完 井液可有效地封堵 同一储层 中不 同粒径 的孔 喉， 尤其是 较大尺 寸的孔喉． 与传统方 法相 比，该方法 设计的钻井完 井液对储 层岩样 的侵入深度 较浅 ，可获 得更高 的岩心渗透率恢 复值 及更低 的突 破 压力梯度 ， 具有显著 的储 层保护效果． 图 ２表 ５参 ９ 关键词 ：钻井完井液 ；理想 充填理论 ； 粒度分 布；渗透率恢 复值；突破压力梯 度 ；储 层保护
ｔ ｎｏ ｌ ａ ｒ ｌ ｇｆ ｉ ［ ， 中 ］秦 ｉ ｆ ｉｃｔ ｄｉｉ ｕｄ 刊 ｏ ｓ ｉ ｅ ｌｎ ｌ ／ 永和（ 中国石油大学石油工程学 院，东营 ２７６） ５ ０ １∥中国石油 大学 学报（ 自然科 学 版 ） ２ ０ ， ３ （） ６ ～７ ． ０ ７ ３． ７ 一 ｌ 一 １ 利 用 Ｚ ｔ ｉ ｒ００ 电 位 一 度 仪 、 ｅ ｓ ｅ３０ ａｚ 粒 Ｔ ｒｉ ａ 红 外 分 散 稳 定 仪 、Ｎ ｖ ｓ ａ活 ｕｂｓｎ ｃ ｏ ａｉ ｎ 度仪 以及 Ｓ Ｍ 泥页岩水化力学耦 合模 Ｈ 拟实验装置等先进 的实验仪器和研 究手 段 ，对硅酸盐钻井液 防塌作用机理进 行 了深入研究 ，并开发 了一套硅酸盐钻井 液配方．研究结果表 明， ％硅酸盐 水溶 ５
液的粒度分布较 窄，协同使用 的无机 盐 最佳加量为 ３ ％，且 受硅 酸盐模数和 ｐ Ｈ 值影响较大；硅酸盐胶体溶液 ｚｔ ｅａ电位
为＿ １ ～一 １ 时 ， 泥 岩 钻 屑 分 散 ４ ． ３ ．ｍＶ ０ ０ 对 体系具有很强 的稳定作用 ；硅酸盐 与泥 页岩作用可 以形成致密 的 “ 隔膜 ”，具 有较理想的阻缓滤液侵入 和压力传递 作 用．现场试验表明， 该配 方流变性合理 、 抑制性 强， 达到 了稳定井壁 的预 期 目的． 图 ５ ３参 ９ 表 关键 词：硅酸盐 ；钻井液 ；防塌机计算模 型， 并通过实验验 证了计算模型 的准确 性， 增压值和加压速 率的计算值与 实验 结果 的平均相对误 差分 别为 ２５ ％和 ４ ４ ．６ ． ％． ０ 该装置 的研制 为动载下 的岩石 力学特 性
研 究 提 供 了定 量 研 究手 段 ． 图 ４表 ２参
［ ，中］ 盛选 禹（ 刊 ／ 清华大学 核能与新 能 源 技 术 研 究 院 ，北 京 １０ ８ ） 张 宏 志 ∥ ０ ０ ４， 科技导报 ． ０ ７ ５１） ９ ４ 一２ ０ ，２ （１． 一３ ～４ 针对设计提 出的 ３种储罐设计方案和 已 经 实施 的一套储罐方案 ，利用有 限元程
参 １ ０
关键词 ：岩石；动态损伤 ；模拟 实验 ； 实验装置 ；峰值压 力；加压速率
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聚合物驱垂 直井筒流动和视粘 度模 型＝
Ｍ ｏ ｅ ｆ ｆ ｗ ｄ ａ ｐ ｅ ｔ ｖ ｓ ｏ ｉ ｄ ｌｏ ｏ ａ ｐ ａ ｎ ｉｃ ｓｔ ｉ ｌ ｎ ｒ ｙｎ