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高速跨介质入水多相流动与流固耦合特性研究综述
1
作者 明付仁 王嘉捷 +2 位作者 刘文韬 刘祥聚 张阿漫 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2024年第1期67-85,I0002,共20页
高速跨介质入水问题广泛存在于海洋工程、航空航天等领域,入水多相流动与流固耦合作用机理是该领域的研究热点,对于跨介质航行器的载荷预报、弹道稳定性评估、结构强度校核以及安全性设计等具有重要意义。本文围绕高速跨介质入水所涉及... 高速跨介质入水问题广泛存在于海洋工程、航空航天等领域,入水多相流动与流固耦合作用机理是该领域的研究热点,对于跨介质航行器的载荷预报、弹道稳定性评估、结构强度校核以及安全性设计等具有重要意义。本文围绕高速跨介质入水所涉及的基础关键力学问题,重点论述了高速跨介质多相流动与空泡演化、冲击载荷与降载方法、运动稳定性与流固耦合响应、流固耦合数值研究方法等方面的研究现状,并针对目前仍存在的问题提出了建议,旨在为高速跨介质入水的相关研究与设计等提供参考。 展开更多
关键词 高速入水 多相流动 冲击载荷与降载 结构响应 流固耦合
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射流泵内多相流动的双欧拉模拟分析
2
作者 于法浩 王通 +3 位作者 蒋召平 高建华 喻小刚 付治军 《现代制造技术与装备》 2023年第11期114-116,共3页
射流泵在负压冲砂、排水采气、稠油开采等方面的应用日益广泛,但是现有研究方法中存在忽略工作液同地层流体物性差异、模型适应性差等问题。因此,建立相应射流泵的物理模型,采用双欧拉方法对射流泵内工作液和地层流体多相流动进行模拟计... 射流泵在负压冲砂、排水采气、稠油开采等方面的应用日益广泛,但是现有研究方法中存在忽略工作液同地层流体物性差异、模型适应性差等问题。因此,建立相应射流泵的物理模型,采用双欧拉方法对射流泵内工作液和地层流体多相流动进行模拟计算,并分析不同工况参数对采出液排量的影响。 展开更多
关键词 射流泵 数值模拟 多相流动 计算流体力学
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深水井控的七组分多相流动模型 被引量：23
3
作者 孙宝江 王志远 +1 位作者 公培斌 宋荣荣 《石油学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期1042-1049,共8页
针对深水井控的特点,考虑深水钻井外部的多温度梯度环境和天然气水合物相变,将井筒内流体分为7种不同组分,建立了七组分井筒多相流控制方程。利用全尺寸实验井对井筒多相流动规律和井筒压力计算精度进行了验证。以墨西哥湾MississippiCa... 针对深水井控的特点,考虑深水钻井外部的多温度梯度环境和天然气水合物相变,将井筒内流体分为7种不同组分,建立了七组分井筒多相流控制方程。利用全尺寸实验井对井筒多相流动规律和井筒压力计算精度进行了验证。以墨西哥湾MississippiCanyon井钻井工况为例,应用所建立的七组分多相流动模型算法,从溢流和井喷过程模拟、压井过程模拟及天然气水合物相变对井控参数影响等几个方面对深水井筒多相流动规律进行了分析。模拟发现,气体在沿井筒上升初期膨胀量比较小,进入隔水管内后开始明显膨胀,越靠近井口膨胀越剧烈。从溢流发展到井喷可分为3个阶段:井涌发展阶段、井喷阶段和井内喷空阶段。在井涌阶段末期,井底压力、泥浆池增量、隔水管内的气体体积分数等会发生剧烈变化,在极短的时间内演化为井喷。在深水压井过程中,由于节流管线内气体交换效应,节流压力的调节速度要高于陆地井控。由于水合物的生成,减小了泥浆池增量,降低了关井套压,给溢流的检测及气侵程度判断带来困难。 展开更多
关键词 深水 井控 七组分多相流动模型 水合物 井涌
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一次风反切系统的数值模拟和多相流动特性分析 被引量：14
4
作者 池作和 周昊 +3 位作者 夏建军 蒋啸 李凤瑞 岑可法 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 1998年第2期135-139,共5页
四角切圆燃烧锅炉，存在着稳燃和结渣的矛盾，一次风微反切技术已在多台锅炉上得到应用，较好地解决了这对矛盾并能在一定程度上降低ＮＯｘ的排放量。本文把湍流理论和多相流动理论应用于炉内空气动力场的计算机数值模拟，用投影法编制... 四角切圆燃烧锅炉，存在着稳燃和结渣的矛盾，一次风微反切技术已在多台锅炉上得到应用，较好地解决了这对矛盾并能在一定程度上降低ＮＯｘ的排放量。本文把湍流理论和多相流动理论应用于炉内空气动力场的计算机数值模拟，用投影法编制的计算软件对６００ＭＷ锅炉炉内流动进行了计算，得出了一次风反切系统中炉内速度场、实际切圆、颗粒运动轨迹等结果，与冷炉和冷模试验基本吻合，对一次风反切系统的设计和调试具有参考价值。 展开更多
关键词 锅炉 数值模拟 结渣 燃煤锅炉 多相流动
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油井多相流动实验及测井解释模型 被引量：9
5
作者 吴锡令 郭海敏 +2 位作者 汪中浩 唐开宁 史学兰 《石油学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1995年第3期92-100,共9页
依据漂移流动模型对井下流动的物理机理进行了分析，通过流动模拟实验数据考察了仪器恻井响应与流体流动参量之间的关系，建立了一种可靠实用的生产测井解释模型，现场试验结果表明有较高的解释精度。
关键词 多相流动 生产测井 采油井 测井解释
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多相流动电磁波成像测井基础研究 被引量：17
6
作者 吴锡令 赵亮 刘迪军 《石油勘探与开发》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2000年第2期79-82,共4页
研究多相流动电磁波成像测井要涉及到两个物理基础问题 :一是油井中电磁波的传播特性 ,二是油井中流体介质的电磁性质。首先 ,采用场分析的方法 ,分析井内套管和流体介质对电磁波传播的影响。油井内的套管是钢铁质圆管 ,对电磁波的传播... 研究多相流动电磁波成像测井要涉及到两个物理基础问题 :一是油井中电磁波的传播特性 ,二是油井中流体介质的电磁性质。首先 ,采用场分析的方法 ,分析井内套管和流体介质对电磁波传播的影响。油井内的套管是钢铁质圆管 ,对电磁波的传播将产生限制和引导作用 ;油井内流体介质的电性质将决定导波的传播常数 ,影响电磁场在井的轴向上和横向上的分布状态和波的传播特性。通过研究提出了由于井内流体为有耗媒质 ,油井构成的导波系统不同于一般的圆波导 ,可以传播高频或低频电磁波的新观点。其次 ,从物理机理出发 ,对油、气与水的介电特性和导电特性差异进行分析 ,指出油井内混合流体的电性质不仅与各相流体的电性参数有关 ,而且与流体的流动速度、各相含量、分布状态以及测量电磁场有关。研究结果不仅论证了电磁波成像测井具有坚实的物理基础 ,而且明确了正确测量和显示井内流体流动截面必须合理选择电磁波的工作模式和频率。 展开更多
关键词 多相流动 电磁波成像测井 电测井 油井测量
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叶片式静态混合器多相流动特性的数值分析 被引量：12
7
作者 偶国富 郑智剑 金浩哲 《高校化学工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期40-47,共8页
基于加氢反应流出物空冷器(REAC)系统的油、气、水三相物性参数,建立了叶片式静态混合器物理模型,并采用Mixture多相流模型和Realizable k-?湍流模型进行CFD数值计算,分析叶片式混合器内多相流动特性。模拟所得到的混合器进出口压降与... 基于加氢反应流出物空冷器(REAC)系统的油、气、水三相物性参数,建立了叶片式静态混合器物理模型,并采用Mixture多相流模型和Realizable k-?湍流模型进行CFD数值计算,分析叶片式混合器内多相流动特性。模拟所得到的混合器进出口压降与实验值吻合较好,验证了计算结果的可靠性。研究结果表明:在混合区域内,多相流流速提高,湍流强度明显增强,并且在最下方叶片的底部会形成较大尺度的漩涡。通过分析管道各截面的水相分率和不均匀系数φ可知,水相分率的不均匀性在混合后得到了明显改善。在2~6 m×s^(-1)的流速范围内,流速的改变不会对混合效果造成影响。采用无量纲参数λ定义混合器出口距离L与混合器长度l的比值,计算发现,当λ≥3时,流体水相分率的不均匀系数不再发生明显改变。混合器出口管道壁面会形成剪切应力较大的区域,接近碳钢材料冲蚀破坏的临界值,需考虑在混合器出口增加不锈钢衬套,防止壁面冲刷减薄。 展开更多
关键词 加氢空冷器 静态混合器 多相流动 铵盐结晶 数值模拟
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多相流动的直接数值模拟进展 被引量：11
8
作者 仇轶 由长福 +1 位作者 祁海鹰 徐旭常 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2003年第4期507-517,共11页
多相流动的直接数值模拟的讨论就是把流场中颗粒周围计算网格缩小到颗粒尺寸以下进行流动的计算,颗粒的受力不是通过模型计算,而是通过积分表面的黏性力与压力获得.直接模拟方法的出现标志着人们对多相流动的认识从宏观扩展到微观层次.... 多相流动的直接数值模拟的讨论就是把流场中颗粒周围计算网格缩小到颗粒尺寸以下进行流动的计算,颗粒的受力不是通过模型计算,而是通过积分表面的黏性力与压力获得.直接模拟方法的出现标志着人们对多相流动的认识从宏观扩展到微观层次.主要介绍了几种先进的直接模拟的方法:基于体适应的非结构化移动网格方法;基于固定网格方法;其它方法. 展开更多
关键词 多相流动 直接数值模拟 界面跟踪法 流体体积 虚拟区域法 拉格朗日-欧拉法 水平集法 格子波尔茨曼法
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板坯连铸结晶器电磁制动和吹氩过程的多相流动现象 被引量：29
9
作者 于海岐 朱苗勇 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期619-625,共7页
利用数值模拟方法研究了高拉速连铸结晶器内电磁制动和吹氩耦合作用下的磁场、钢液流场和夹杂物行为,分析了电磁制动和吹氩量等不同工艺参数对结晶器内的钢液流动和夹杂物去除的影响规律.结果表明:电磁制动可明显减缓钢液流速(尤其是弯... 利用数值模拟方法研究了高拉速连铸结晶器内电磁制动和吹氩耦合作用下的磁场、钢液流场和夹杂物行为,分析了电磁制动和吹氩量等不同工艺参数对结晶器内的钢液流动和夹杂物去除的影响规律.结果表明:电磁制动可明显减缓钢液流速(尤其是弯月面附近速度),但不利于小粒径夹杂物的上浮,5—50μm的夹杂物上浮率由无电磁制动且不吹氩时的6.7%降低到3.3%;吹氩可增加整个上回流区钢液的向上运动趋势,粒径50μm以下的夹杂物颗粒上浮率提高到8.9%;吹氩量增加使自由液面附近产生较强的漩流区,且容易产生二次涡流,直接影响液面波动情况和卷渣的发生;电磁制动和吹氩双重作用则有利于夹杂物上浮,5—50μm小粒径夹杂物去除率可达12.2%,其被凝固坯壳的捕获率可降低到64.4%. 展开更多
关键词 高拉速连铸 多相流动 电磁制动 数值模拟
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微流控器件中的多相流动 被引量：21
10
作者 陈晓东 胡国庆 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2015年第1期55-110,共56页
微流控技术及微流控器件是近年来发展迅速的多学科交叉研究领域.相比于传统方法,微流控技术能够实现对微量多相流体的精准操控,可应用于化学分析、先进材料合成、蛋白质结晶、单细胞培育及检测、信息处理等领域.该文回顾微流控器件中的... 微流控技术及微流控器件是近年来发展迅速的多学科交叉研究领域.相比于传统方法,微流控技术能够实现对微量多相流体的精准操控,可应用于化学分析、先进材料合成、蛋白质结晶、单细胞培育及检测、信息处理等领域.该文回顾微流控器件中的多相流动现象,概述其所涉及的流体力学机理,阐述实现多相微流控的各种方法,并分析多相微流控技术的应用现状及面临的挑战,最后总结针对多相微流动问题的数值模拟方法和实验测量技术,展望多相微流控器件的研究方向及应用前景. 展开更多
关键词 微尺度流动 多相流动 液滴 微流控器件
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非饱和土中多相流动的试验研究和数值模拟 被引量：5
11
作者 胡黎明 邢巍巍 周小文 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2008年第11期162-166,共5页
针对多孔介质中水、气和非水相流体的多相流动特点,建立了描述非水相流体污染物迁移问题的数学模型。采用离心模型试验和数值分析的方法模拟了土壤非饱和区中的多相流动过程,得到了污染物的时空分布特征和污染范围。模型试验和数值分析... 针对多孔介质中水、气和非水相流体的多相流动特点,建立了描述非水相流体污染物迁移问题的数学模型。采用离心模型试验和数值分析的方法模拟了土壤非饱和区中的多相流动过程,得到了污染物的时空分布特征和污染范围。模型试验和数值分析结果表明,轻非水相流体在地表泄漏后,会在重力作用下进入非饱和土体并向下迁移,部分滞留于土体孔隙中;到达地下水位时会浮在水面上并且继续侧向运移;水文地质条件对非饱和土中多相流动特征有重要的影响。 展开更多
关键词 非水相流体 离心模型试验 数值模拟 多相流动 环境岩土工程
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油井多相流动电磁全息测量数据处理 被引量：4
12
作者 张阔 吴锡令 +1 位作者 闫景富 蔡家铁 《科学技术与工程》 北大核心 2016年第26期189-194,共6页
大多数现有数据处理方法未充分考虑传感器测量特点。为进一步提高油井多相流动电磁测量全息成像效果,针对电磁全息测量数据误差特点,抽象出其有异于理想数据的特征。采用对"突变"和"毛刺"个别压制与整体数据平滑处... 大多数现有数据处理方法未充分考虑传感器测量特点。为进一步提高油井多相流动电磁测量全息成像效果,针对电磁全息测量数据误差特点,抽象出其有异于理想数据的特征。采用对"突变"和"毛刺"个别压制与整体数据平滑处理相结合的策略,形成一种电磁全息测量数据处理混合算法。处理结果表明,相比以往方法,提出的混合算法能够更大限度还原测量数据实态,从而使得重建全息流动图像具有更高精度。 展开更多
关键词 油井多相流动 全息测量数据处理 “突变” “毛刺” 全息成像
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流化床内多相流动模拟研究进展 被引量：6
13
作者 张利斌 李修伦 《化学工程》 CAS CSCD 北大核心 2002年第3期71-77,共7页
总结了流化床中多相流流体力学理论研究的进展 ,着重介绍了流化床中多相流流动模型 ,并对各种模型的特点进行了分析和比较。认为流化床中多相流流动模拟计算的困难在于如何准确地描述相间的相互作用。
关键词 流化床 多相流动模拟 研究进展 模型
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深水钻井天然气水合物井筒多相流动模型及敏感性分析 被引量：2
14
作者 付强 魏纳 +2 位作者 孟英峰 孙万通 郭平 《中国海上油气》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期107-113,共7页
深水天然气水合物层钻井时,水合物颗粒随钻井液上返过程中会随压力降低、温度升高而不断分解,管流相态、特征参数变化明显,对井控要求高。在天然气水合物动态传质分解基础上考虑管流速度、温度及压力对其分解的影响,建立了深水天然气水... 深水天然气水合物层钻井时,水合物颗粒随钻井液上返过程中会随压力降低、温度升高而不断分解,管流相态、特征参数变化明显,对井控要求高。在天然气水合物动态传质分解基础上考虑管流速度、温度及压力对其分解的影响,建立了深水天然气水合物井筒气、液、固复杂介质非平衡相态条件下的多相流动求解模型,并采用数值模拟方法对天然气水合物分解过程中在不同机械钻速、钻井液排量和钻头尺寸下多相流动敏感性影响因素进行了分析,结果表明:天然气水合物摩尔分解速率随着分解反应的进行而降低,随着相对流速的变大而增大,随着环境压力降低而变大,随着环境温度降低而变小,总摩尔分解速率随着破岩粒径的降低而变大;随着钻头尺寸、机械钻速增大,环空流速增加,环空压力降低;随着钻井液排量增大,井筒流速增加,井筒压力升高。上述结果可为深水天然气水合物层钻井井下安全控制提供参考。 展开更多
关键词 深水钻井 天然气水合物 多相流动 敏感性分析
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稀土熔盐电解槽内多相流动数值模拟 被引量：6
15
作者 伍永福 刘中兴 +1 位作者 李姝婷 朱虹 《过程工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第S1期410-414,共5页
通过分析电解槽内的流动物质,认为电解槽的流动不仅有电解质和气泡的流动,同时也有金属液滴的流动,电解槽体系属于多相体系,在此基础上建立了二维非稳态气-液-液多相流动模型,通过计算得到了不同时间的流场分布和钕液浓度分布图,得出3k... 通过分析电解槽内的流动物质,认为电解槽的流动不仅有电解质和气泡的流动,同时也有金属液滴的流动,电解槽体系属于多相体系,在此基础上建立了二维非稳态气-液-液多相流动模型,通过计算得到了不同时间的流场分布和钕液浓度分布图,得出3kA钕电解槽出钕时间在电解3.5h左右为宜.为熔盐稀土电解槽生产时设定合理的出金属时间提供了参考依据. 展开更多
关键词 稀土电解槽 多相流动 数值模拟
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水平环道内油水气多相流动研究 被引量：2
16
作者 秦立森 赵晓路 +1 位作者 李振林 董守平 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第1期55-58,共4页
为建立自主的多相流动数据库，在水平环道中进行了一系列水－气两相、油－气两相和油－水－气三相流动试验。本文测量了各相流动中由于摩擦而产生的压力损失，计算了压差梯度并作了比较；观察了各相流动中的流型；描述了各种流型的发生... 为建立自主的多相流动数据库，在水平环道中进行了一系列水－气两相、油－气两相和油－水－气三相流动试验。本文测量了各相流动中由于摩擦而产生的压力损失，计算了压差梯度并作了比较；观察了各相流动中的流型；描述了各种流型的发生、发展和变化及其与流动介质的关系，并作了相互比较。 展开更多
关键词 油水气多相流动 石油 数据库 油气管道运输
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多相流动测井数据的预处理方法及软件研制 被引量：5
17
作者 牛虎林 吴锡令 《物探与化探》 CAS CSCD 2004年第1期59-61,共3页
通过测井曲线平滑处理和深度校正,对生产测井资料进行了预处理。采用VisualC++及与其兼容的C语言开发的可视化程序实现了生产测井资料的预处理功能,并且多相流动测井数据预处理的软件化为以后的解释工作提供了方便。实际测井资料解释试... 通过测井曲线平滑处理和深度校正,对生产测井资料进行了预处理。采用VisualC++及与其兼容的C语言开发的可视化程序实现了生产测井资料的预处理功能,并且多相流动测井数据预处理的软件化为以后的解释工作提供了方便。实际测井资料解释试验表明,该方法应用于产液剖面测井资料解释,提高了解释的精度和可靠性。 展开更多
关键词 测井 多相流动 预处理 平滑 深度校正
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液气组合雾化过程的多相流动研究 被引量：1
18
作者 张建文 杨玉芳 +2 位作者 孙亚楠 况春江 霍光 《粉末冶金技术》 CAS CSCD 北大核心 2012年第6期403-409,共7页
在液气组合雾化过程中,当雾化器上端存在正压时,易造成钢液堵塞,影响雾化的正常进行。本文采用数值模拟的方法,针对液气组合雾化中空气-水-模拟钢液3相流动过程展开研究。结果表明:在液气组合雾化过程中,水流入射夹角决定了雾化器上端... 在液气组合雾化过程中,当雾化器上端存在正压时,易造成钢液堵塞,影响雾化的正常进行。本文采用数值模拟的方法,针对液气组合雾化中空气-水-模拟钢液3相流动过程展开研究。结果表明:在液气组合雾化过程中,水流入射夹角决定了雾化器上端抽吸正压力的存在;通过对比不同水流入射夹角下中心线上的空气流速和负压区域的大小,得到使该液气组合雾化过程达到最佳雾化效果的水流入射夹角为45.0～50.0°。 展开更多
关键词 液气组合雾化 多相流动 计算流体力学 数值模拟 优化
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涡轮流量计在多相流动中的响应方程 被引量：3
19
作者 郭海敏 吴锡令 金振武 《江汉石油学院学报》 CSCD 北大核心 1993年第2期39-44,共6页
多相生产井中,油、气、水的密度和流速、粘度分布不均匀,生产测井时涡轮流量计所测的RPS值波动幅度大,导致所确定总流量误差增大。考虑叶片表面、叶片顶端与边沿阻力矩及粘度、流速的影响,提出了涡轮流量计在多相流动中的响应方程。计... 多相生产井中,油、气、水的密度和流速、粘度分布不均匀,生产测井时涡轮流量计所测的RPS值波动幅度大,导致所确定总流量误差增大。考虑叶片表面、叶片顶端与边沿阻力矩及粘度、流速的影响,提出了涡轮流量计在多相流动中的响应方程。计算表明,叶轮表面、轴承外表面阻力起主导作用,RPS值主要取决于局部流速和动力粘度的变化。基于所给出的响应方程和实验结果,建议在多相流动中测量分层总产量时采用集流型涡轮流量计。 展开更多
关键词 生产测井 多相流动 涡轮流量计
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生产测井多相流动解释中关键参数的确定 被引量：5
20
作者 郭海敏 褚人杰 《江汉石油学院学报》 CSCD 北大核心 1990年第2期27-36,共10页
文章剖析了在多相油气生产井中涡轮流量计、含水率计和密度计的响应机理,认为生产测井结果受流型和流量变化的影响很大。因此,在利用生产测井资料确定井的分层动态剖面时,首先要判断解释层的流型,再根据具体的刻度方法确定平均流体速度... 文章剖析了在多相油气生产井中涡轮流量计、含水率计和密度计的响应机理,认为生产测井结果受流型和流量变化的影响很大。因此,在利用生产测井资料确定井的分层动态剖面时,首先要判断解释层的流型,再根据具体的刻度方法确定平均流体速度和各相持率。文中以气水均匀分布为例,导出了计算油、气、水各相流量的表达式。利用该式并结合流量及持率资料,可方便地计算出各产层的流体产量。由于流型的变化主要取决于轻质相持率和平均密度的变化,因此可用密度和持率资料判断各解释层的流型。该判断方法因直接应用了生产测井资料,从而可在未知各相流量的情况下,判断解释层的流型,为生产测井资料的综合解释提供必要的信息。 展开更多
关键词 生产测井 多相流动 测井仪
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