小井眼无油管举升技术研究

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1、中国石油大学（华东）硕士学位论文小井眼无油管举升技术研究姓名：郑春霞申请学位级别：硕士专业：石油与天然气工程指导教师：张建国；古光明201205 本论文的研究是为了解决在使用膜分离技术处理油田稠油污水时出现的膜污染和浓差极化现象，设计出了旋流式荷电膜过滤器，其技术原理是以��荷电膜为精细过滤介质，配合以旋转流场过滤罐为滤器组成的。由于��荷电膜表面带有与稠油污水中原油及悬浮物颗粒相同的电荷，因同性电荷相斥的原理，在库仑力的作用下，��荷电膜具有很强的疏油的特性，从根本上解决原油对膜的污染难题。但是，稠油污水中的原油粘度很大，极易附着在膜上，影响膜的通量从而减少过滤器效率

2、，因此引入了旋转流场，使得稠油污水中的原油及悬浮颗粒在过滤过程中因受到离心力的作用而远离膜面。在静电斥力和离心力的共同作用下，稠油污水中的杂质粒子很难在膜表面沉积，这样不仅解决原油的粘附问题，而且提高过滤器的通量。关键词：��荷电膜，旋转剪切流，过滤通量，数值模拟 �������������������������������������������������������������������甌�������������．����������������瑃�����������������������������������甎�������，��琤���������

3、�����������������������������������������������琫�������������瑃�����������������������������，����．�������������，� �����������������������，�����������琹���������篊�������，����� 中国石油大学�6�工程硕士论文第一章目前常规油田开发已经到了中后期，含水率偏高产油量减少。然而随着经济发展，我们对于石油的需求在不断增加，因此近些年对稠油油藏的开发就被人们关注。稠油油藏的开发有很多方法，包括蒸汽吞吐、蒸汽驱、火烧

4、油层、稠油出砂冷采和比较先进的��技术。多数稠油油藏都是采用常规热采方式，即一般先进行蒸汽吞吐然后后期转为蒸汽驱，再蒸汽吞吐和蒸汽驱的过程中有些会注入降粘剂等物质辅助开采。稠油在蒸汽的影响下温度升高粘度降低，而水蒸气则液化成水，使得稠油开采产生大量的稠油污水，稠油污水因其胶质沥青质含量高，轻组分含量少，导致了其粘度大，并且由于稠油的开采多数是热采，因而稠油污水的水温很高，通常在�～�℃之间，再加上稠油污水的成分复杂等等，因此大大增加了稠油污水处理的难度。��国内外现状自��年膜材料技术开始发展，由此人们逐渐开始重视使用膜工艺来去除油和悬浮物【�。目前，微滤和超滤的膜分离

5、技术主要应用于处理油田含油污水，主要是对污水中的溶解油、微米级乳化油和固体悬浮颗粒进行去除。及预处理工艺对膜进行清洗，延长了过滤周期。蔺爱国等处理油田含油污水时采用的是 第一章前言��荷电膜，处理后的水质基本上能达至�������娑ǖ腁�蹲⑺��时曜肌�】。在国外，在对含油污水的处理过程中使用膜分离技术已经得到了广泛应用。�甂�����诖�碜耘涞娜榛�臀鬯�辈捎玫氖鞘紫瘸�巳缓蠓瓷�讣际鮥�。同时他们在处理含油污水时还对超滤和膜蒸馏组合技术进行了研究，经实验发现首先经过超滤处理后的渗透液中的含油量小于��，然后再用膜蒸馏技术进行处理，处理后的油分的去的水中油的质量的分数

6、和固体悬浮物的含量都有很大幅度的下降，并且污染后的膜再经过反冲洗和快速冲洗两种技术的处理后，能使渗透通量保持在�����．��很长一段时学者们开始关注研究两相流理论基本上开始于�年代，当它逐渐发展成为流体力学均匀的部分，即单一状态的物质，然而界面存在于相与相之间。当系统内有两种物相同时存在的时候，我们就把这种情况的流动形式叫做两相流。两相流的宏观结构也随着多变的两相介质共存以及相界面形态呈多种状态，从微观的角度可以体现其不可逆性，系统里由宏观状态不稳定性造成的状态转变和相与相之间的界面上微观结构内分子的随机不规则运动诱发的随机性界面形变等都是消耗能量的过程，这就是熵增过

7、程，这个过程中结构转化的显著特点就是它是消耗能量的过程，而且这个过程不可逆【�】。� 中国石油大学�6�工程硕士论文质从高压的料液侧透过膜到低压侧，粒径大的杂质则被膜截留下来，这样含油污水就得到了净化。随着膜结构的不用微滤膜上的截留机理也不同。通常情况下，基本上包括下面几种：①机械截留：当微粒等杂质的粒径大于膜孔径或与膜孔径尺寸相当的时候，杂质就通不过膜面被截留下来㈣。②架桥截留：用电镜可以看到，几个微粒在膜面上的小孔入口处通过类似架桥的方式被截留。③吸附截留：由于膜面和微粒之间的作用力，使微粒被截留下来留在膜面上。④膜内部网络截留：微粒