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近年来,油田开发环境不断向沙漠、海洋和极地等偏远地区延伸,且所开发油田具有油层深、油质重、含水率高等特性,为减少工程投资、降低井口回压、提高油田生产能力和资源利用率,通常采用单管多相混输工艺对采出流体进行集输。针对新疆沙漠油田的环境特点及采出流体气油比与含水率较高的特征,非常有必要加强新疆沙漠油田采出流体的多相水平管流规律研究。基于国内外多相混输相关理论与技术研究进展的跟踪分析,以典型沙漠原油——石西原油为研究对象,测试分析其基本组成性质;根据新疆沙漠油田的多相集输操作及埋地管道的极端环境地温范围,搭建相应的多相水平管流模拟装置,模拟研究单相油流、油-气两相流、油-水两相流与油-气-水三相流在低温环境下的阻力特性及变化规律,分析了新疆沙漠原油多相流动摩阻的主要影响因素;同时考虑到混输流体部分物性参数随沿程温度、压力而变化的特点,利用有限元的思想将集输管线划分为若干微元管,并分段迭代求解,用贝克方法预测多相流型及相应压降;考虑到气体焦耳-汤姆逊效应和液体摩擦生热的特点,建立混输温降预测模型,用VB6.0研编多相水平管流的水力与热力计算功能模块,实例证实了其可靠性,这对新疆沙漠原油在低温环境下集输的安全保障具有重要的实际意义。研究结果表明:石西原油属轻质含蜡原油,20℃密度为812.3kg/m3,蜡含量为5.8%,凝点为14℃;反常点为25。C,油温低于反常点时遵从幂律流体流变模式,并具有剪切稀释性;石西原油单相水平管流动时,压降随油速的增加而增大,当环境温度和油速分别在15~0℃与0.37-0.42m/s或-5℃与0.30-0.37m/s时,压降略有降低,之后随油速增加而增大,相同流速下环境温度越低则压降越大,当其降至-5℃时压降显著增大;单相原油在不锈钢管中的压降比相同条件下的有机玻璃管中的压降一般高97.4%,且管壁上沉积的蜡晶沿流动方向逐渐增多;在一定实验条件下,掺气使流速增大的效应明显大于其减阻效应,油气混输压降均高于单相油流的压降;在相同油相折算速度下,管道压降随气相折算速度的增大而增加,当折算气速超过1.32m/s后,压降将显著增大;当折算气速相同时,折算油速越高其流动压降越大;油水流动条件下油水乳化的反相点约为45%,当掺水量低于反相点时,油水流压降随掺水量增加而增大,反之,压降随掺水量增加而显著降低,且掺水温度的提高将有效降低压降;当折算液速相同时,油气水三相混输压降随折算气速的增加而显著增大;在折算气速一定时,折算液速越大则混输压降越大;当油、气流量相同时,油-气两相流比油-气-水三相流的压降一般高56.2%,且气油比越大时两者差距也越大,故油气混输中掺入适量的水对管路输送具有一定的改进作用;研编的多相流热力与水力计算功能模块具有充分的理论依据,其预测值与文献报道值的误差较低,与实验测值的平均相对误差为31.81%,且在气量适中时误差较小。