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基于电-Fenton法的絮体分形维数和PAM去除率的关系及影响因素研究

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油田化学 2013年第3期30卷 448-451,476页

作者：肖飞敬加强杨露李业代科敏西南石油大学石油工程学院四川成都610500 中石油集团工程设计有限责任公司西南分公司四川成都610041

以模拟含聚污水为研究对象,在不同反应条件下对其进行电-Fenton处理,探究反应条件对电-Fenton法的化学氧化和絮凝沉降作用的影响规律。实验结果表明:絮体分形维数与上清液浊度呈负相关,其可从微观上较好地表征电-Fenton反应的絮凝沉降效... 详细信息

以模拟含聚污水为研究对象,在不同反应条件下对其进行电-Fenton处理,探究反应条件对电-Fenton法的化学氧化和絮凝沉降作用的影响规律。实验结果表明:絮体分形维数与上清液浊度呈负相关,其可从微观上较好地表征电-Fenton反应的絮凝沉降效果;PAM去除率及絮体分形维数在不同反应条件下呈现的规律不同,基于二者的变化规律确定的处理条件更加合理;调整电-Fenton反应参数为pH值2.6,FeSO_4加量130 mg/L,H_2O_2加量1mL/L,电流密度25 mA/cm^2,既保证了较高的PAM去除率(95.34%),又增大了絮体分形维数(1.8438),将絮体沉降时间由41 min缩短至26min。

关键词：电-Fenton法模拟含聚污水氧化分解絮凝沉降分形维数 PAM去除率

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泡沫特性及其对塔河稠油的流动改进作用研究

泡沫特性及其对塔河稠油的流动改进作用研究

作者：代科敏西南石油大学

学位级别：硕士

石油是地球生命的血液,是当今世界工业和经济得以持续发展的源动力。随着常规原油的不断衰竭,如何经济地开发利用蕴藏量丰富的稠油资源,已成为世界石油界与政府面临的共同课题。稠油具有高粘、易凝的特点,其在井筒、输油管道及生产设备... 详细信息

石油是地球生命的血液,是当今世界工业和经济得以持续发展的源动力。随着常规原油的不断衰竭,如何经济地开发利用蕴藏量丰富的稠油资源,已成为世界石油界与政府面临的共同课题。稠油具有高粘、易凝的特点,其在井筒、输油管道及生产设备壁面上的严重粘附给稠油采输带来了极大的困难。受微气泡减阻理论和稠油水润滑输送技术的启发,本文提出了水基泡沫对塔河稠油的流动改进作用研究,所作的基础研究工作对于探索新的稠油流动减阻方法具有一定的实际意义。在充分调研国内外关于泡沫体系和稠油水润滑输送技术研究现状的基础上,测试分析两种塔河稠油的基本性质和管流特性;采用Wairing Blender法,筛选出一种稳定性较好的水基泡沫体系AFS-2,并评价温度、盐、油等因素对其性能的影响;采用XP-300C影像分析系统测试泡沫的微观形态;采用Anton Paar Rheolab QC流变仪测试分析泡沫的流变性能,并针对测试过程中存在的壁面滑移问题提出修正方法。以现有环道实验装置为基础,设计配套的泡沫发生、注入及泡沫层生成装置,试验研究水平管中和垂直上升管中泡沫对两种塔河稠油流动的润滑减阻效果。基对试验现象的分析,推导水平管和垂直上升管中泡沫润滑减阻的压降计算基础模型。研究结果表明：塔河稠油THCO1和THC02均属于普通稠油,在20～60℃范围内为牛顿流体;筛选出的水基泡沫体系AFS-2的基液组成为：100mL H20+1g/LABS+1g/L3#+3g/L PAM+3g/L SF-1+3g/L十二醇,100mL该泡沫基液在15℃、101325Pa条件下的发泡量为380mL,泡沫半衰期达6050min(搅拌法测试),气泡呈不规则的多面体形状,直径分布在10-100gm之间,属于细小泡沫;温度、油、盐等对泡沫性能影响显著,泡沫稳定性随温度升高、油或盐加量增大而迅速降低,油粘度越小,对泡沫的破坏性越强,CaCl2的破坏性强于NaCl;旋转粘度计测量泡沫流变性的过程中,剪切应力越大、粘度计转子半径和环形间隙越小,壁面滑移越严重,消除壁面滑移后,AFS-2泡沫体系的流变性符合幂律流变模式;干泡沫(气相含量74%)密度小于稠油,在水平管内易形成上层泡沫、下层稠油的分层流,对THCO1稠油的减阻效果较差;THCO1稠油流量6～12L/min.湿泡沫(气相含量30%)流量为0.5L/min时(泡沫与稠油的比例小于10%),泡沫在管道内不能形成完整的隔离层,对THCO1稠油流动没有明显的润滑作用;当泡沫流量增大至1～3L/min后,泡沫的润滑减阻率达到75%以上,且随泡沫流量减小,流动压降略有减小,减阻效果更好;在垂直上升流动中,THC02稠油流量5-11L/min时,流量小于0.5L/min的干沫对稠油流动的润滑减阻效果较差,而流量1-5L/min的泡沫对THC02稠油的流动阻力的减小率可达70%,泡沫流量越大,稠油流量越小,压降越小;泡沫润滑减阻压降计算模型简单,但预测值与实际值具有一定的符合度,水平管的计算误差为-28%～18%,而垂直管的计算误差为-31.4%～11%。

关键词：水基泡沫泡沫特性塔河稠油润滑减阻压降计算

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水基泡沫流变特性研究进展

西南石油大学学报（自然科学版） 2013年第1期35卷 173-178页

作者：敬加强代科敏杨露安云朋赵川东西南石油大学石油工程学院四川成都610500 中国石油西南油气田分公司重庆气矿邻水采输气作业区四川广安638500

水基泡沫在石油钻井、驱油及矿物浮选等方面应用广泛,但因其自身结构的复杂性及不稳定性,准确描述其流变性需要考虑液膜排液、气体扩散、泡沫质量、泡沫结构、可压缩性、壁面滑移、测量系统相对于气泡的尺寸、环境温度及压力等多方面因... 详细信息

水基泡沫在石油钻井、驱油及矿物浮选等方面应用广泛,但因其自身结构的复杂性及不稳定性,准确描述其流变性需要考虑液膜排液、气体扩散、泡沫质量、泡沫结构、可压缩性、壁面滑移、测量系统相对于气泡的尺寸、环境温度及压力等多方面因素,以致于目前尚无有关泡沫流变性的公认理论。实验研究过程中控制壁面滑移的较普遍做法是增加流道壁面(转子表面或管壁)的粗糙度,基于适当假设所提出的一些理论修正方法具有较好的适应性。体积平衡法假设泡沫管流摩擦系数为常量,在一定程度上解决了泡沫可压缩性给管流压降计算所带来的困难。目前普遍认为泡沫流变性可用幂律模式或赫谢尔–巴尔克莱模式很好地描述,是否存在"屈服应力"则因测试条件差异而存在争议。

关键词：水基泡沫流变性壁面滑移滑移修正可压缩性

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水基泡沫降低稠油流动阻力的新思路

西南石油大学学报（自然科学版） 2013年第3期35卷 174-182页

作者：敬加强代科敏李业明亮汤皓西南石油大学石油工程学院四川成都610500 中国石油海洋工程有限公司海工事业部山东青岛266555

根据"泡沫油"产量比普通稠油产量高数倍及微气泡可降低湍流边界层摩阻的事实,提出采用水基泡沫来实现稠油流动边界层隔离与润滑减阻的新思路。基于国内外相关研究成果的系统分析,探讨水环、微气泡和水基泡沫减阻的有效性,剖析水环输送... 详细信息

根据"泡沫油"产量比普通稠油产量高数倍及微气泡可降低湍流边界层摩阻的事实,提出采用水基泡沫来实现稠油流动边界层隔离与润滑减阻的新思路。基于国内外相关研究成果的系统分析,探讨水环、微气泡和水基泡沫减阻的有效性,剖析水环输送存在的主要问题,理论分析利用水基泡沫环在水平管与垂直管中实现稠油流动减阻的可行性。结果表明,泡沫环减阻思路在理论上是可行的,且井筒及深水立管之类的垂直管更容易实施,其深入研究可望解决水平管内稠油-水中心环状结构的油流"偏心"难题;筛选合适的泡沫剂体系可有效缓解油水乳化与油在管壁上黏附,改善管壁的润滑性,提高中心环状流的稳定性;然而,泡沫环减阻思路的实际应用尚需深入研究其相关科学问题。

关键词：稠油流动减阻水基泡沫油-泡沫中心流边界层

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立管稠油—泡沫流阻力特性探讨

钻采工艺 2016年第5期39卷 52-55,103页

作者：董延军孙楠陈栋郭爱华孙杰代科敏敬加强延长油田股份有限公司杏子川采油厂中国石油新疆油田分公司工程技术研究院西南石油大学油气消防四川省重点实验室中国石油集团工程设计有限责任公司西南分公司

稠油井特别是深层稠油井因油黏稠而难以举升,而泡沫油井往往产量较高,因此立管稠油-泡沫流阻力特性研究将有助于稠油井生产新工艺的开发。采用立管环道装置及其泡沫环生成系统,实验研究立管稠油在水基泡沫作用下的阻力特性,分析泡沫流... 详细信息

稠油井特别是深层稠油井因油黏稠而难以举升,而泡沫油井往往产量较高,因此立管稠油-泡沫流阻力特性研究将有助于稠油井生产新工艺的开发。采用立管环道装置及其泡沫环生成系统,实验研究立管稠油在水基泡沫作用下的阻力特性,分析泡沫流量对稠油流动摩阻的影响及减阻机理,探索稠油井减阻的新途径,建立稠油-泡沫中心流的压降预测模型。研究结果表明,稠油井注入适量的泡沫可形成稳定的稠油-泡沫环中心流,从而有效降低稠油井筒举升阻力;当泡沫/油流量比高于临界值0.1时,减阻率一般在60%以上;当油壁间形成完整的泡沫隔离润滑层时,其压降预测值与实测值的相对误差一般在±20%以内,满足工程设计要求,且为立管稠油-泡沫中心流压降预测提供了较可靠的方法。

关键词：稠油-泡沫流立管阻力特性泡沫减阻压降预测

基于FLUENT的黏稠油垂直上升水环输送数值模拟

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油气储运 2014年第2期33卷 205-210页

作者：李业敬加强代科敏段念伍鸿飞西南石油大学四川成都610500 中国石油集团工程设计有限责任公司西南分公司四川成都610213

海洋稠油资源是未来原油产量增长的重要来源,但相对于陆上油田,海洋稠油集输因涉及低温环境与立管输送而更具挑战性。采用水环举升稠油可以极大地减小输送摩阻,是一种非常有潜力的稠油"冷输"方法。基于油水两相流及计算流体动力学理论,... 详细信息

海洋稠油资源是未来原油产量增长的重要来源,但相对于陆上油田,海洋稠油集输因涉及低温环境与立管输送而更具挑战性。采用水环举升稠油可以极大地减小输送摩阻,是一种非常有潜力的稠油"冷输"方法。基于油水两相流及计算流体动力学理论,利用FLUENT 6.3.26及GAMBIT2.3.16软件,建立了垂直上升稠油-水中心环状流(CAF)的几何模型与数学模型,评价了模型的有效性,模拟分析了垂直上升CAF的流态及特点,探讨了不同水环生成器环隙宽度及油水流速对垂直上升CAF的影响。结果表明:当油水流速比在一定范围内时,所建模型对垂直上升CAF的模拟结果与实验结果一致性较好;垂直上升CAF在入口端能保持理想的中心环状流,具有光滑的油水界面,但随着油水协同向上流动,油水界面开始波动;水环生成器的环隙宽度对垂直上升CAF的影响较大,环隙过小,水环稳定性较差,流动摩阻较大,而环隙过大则输油量较小;同时兼顾能耗与输油量,在模拟条件下,水环生成器环隙宽度为1.8 mm时输油效率最高。(图7,表1,参13)

关键词： FLUENT垂直上升中心环状流稠油集输

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塔河超深层中质油对稠油降粘的适应性

油气储运 2012年第7期31卷 504-506,509页

作者：李业敬加强陈朝刚代科敏西南石油大学四川成都610500 中石化西北局工程研究院新疆乌鲁木齐830000

针对塔河油田超深层油藏地质特点和原油性质,以TK1073、TH10227及TH12312井稠油和4种塔河稀油为研究对象,采用流变学方法,测试分析原油的流变特性及粘温特性,评价不同塔河稠油分别掺入不同量的一厂DK4、一联、1#和2#混合油4种塔河稀油... 详细信息

针对塔河油田超深层油藏地质特点和原油性质,以TK1073、TH10227及TH12312井稠油和4种塔河稀油为研究对象,采用流变学方法,测试分析原油的流变特性及粘温特性,评价不同塔河稠油分别掺入不同量的一厂DK4、一联、1#和2#混合油4种塔河稀油的降粘效果,探讨轻质油及混配中质油对塔河稠油降粘的适应性,以达到扩大稀油源、节约轻质油的目的。研究结果表明:TK1073与TH12312井稠油属超稠油,TH10227井稠油属特稠油,其生产与集输必须采取掺稀等降粘措施;一厂DK4轻质油、一联中质油及1#混合中质油对塔河稠油掺稀降粘具有较好的适应性,而2#混合中质油则相对较差。实际应用证实了室内研究结论的可靠性。

关键词：塔河稠油中质油轻质油稠油掺稀降粘稀油源

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集输管道分段清管捕集器负荷计算探讨

天然气与石油 2018年第3期36卷 9-15页

作者：陈俊文郭艳林代科敏余洋中国石油工程建设有限公司西南分公司四川成都610041

随着气田开发技术不断发展,长距离气液混输管道在生产建设项目中应用日趋普遍。部分气田集输管道进入生产后期后,受产气量降低和气田水增加影响,面临积液过大的问题,合理考虑清管与段塞流控制处理方案,将大幅节省段塞流捕集器投资。分... 详细信息

随着气田开发技术不断发展,长距离气液混输管道在生产建设项目中应用日趋普遍。部分气田集输管道进入生产后期后,受产气量降低和气田水增加影响,面临积液过大的问题,合理考虑清管与段塞流控制处理方案,将大幅节省段塞流捕集器投资。分段清管技术可减小段塞流捕集器尺寸,在大口径、高压力集输管道工程中具有经济优势。因此,有必要探讨集输管道分段清管积液与排液规律,以准确确定段塞流捕集器负荷。基于集输管道积液及清管排液规律,分析分段清管积液与排液规律,推导初始积液、清管时间与排液体积的相互关系式,结合商业软件动态模拟结果,进一步探讨影响分段清管积液与排液规律的主要因素。研究结果表明,大口径、高积液气田集输管道分段清管对捕集器负荷影响显著,分段反序清管可大幅降低捕集器负荷,推导的分段比例和捕集器负荷计算公式较为准确。研究成果可为气田集输管道清管方案和段塞流捕集器设置思路提供参考。

关键词：气田集输混输管道分段清管段塞流

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塔河稠油掺稀粘度预测模型

油气储运 2013年第3期32卷 263-266,269页

作者：明亮敬加强代科敏李业吴东容西南石油大学四川成都610500 中国石油集团工程设计有限责任公司西南分公司四川成都610041

利用塔河稠油分别掺混4种塔河稀油的粘度测试数据,对Arrhenius粘度模型、双对数粘度模型、Cragoe粘度模型和Lederer粘度模型进行评价,结果显示:Cragoe模型准确度最高,最适合对塔河稠油掺稀粘度进行预测。考虑不同掺稀体积比对Cragoe模... 详细信息

利用塔河稠油分别掺混4种塔河稀油的粘度测试数据,对Arrhenius粘度模型、双对数粘度模型、Cragoe粘度模型和Lederer粘度模型进行评价,结果显示:Cragoe模型准确度最高,最适合对塔河稠油掺稀粘度进行预测。考虑不同掺稀体积比对Cragoe模型预测结果的影响,将稠油的质量分数作为Cragoe粘度模型的改进参数,分别对稀稠体积比高于和低于1:1的预测值进行放大和缩小处理,改进Cragoe模型,实现平均误差和最大误差较改进前分别下降43%和32%。

关键词：稠油掺稀粘度预测 Cragoe粘度模型模型改进塔河油田