井下稠油掺稀降黏是稠油开采的一项重要工艺,稀油从油套环空注入,并在油管中与稠油混合以达到降黏的目的。但因稠油流速低,依靠稀油和稠油自身的流动无法达到充分混合,其降黏效果差。稠油掺稀混配工具则通过改变流体流动方向和流速,增大稠油、稀油接触面积,提高混配效果,得到广泛应用。当应用于含水率较高的稠油时,井下掺稀混配器未考虑油水两相的流型对混合降黏的影响,使混合液体降黏效果变差。为此,本文采用数值模拟和物理模拟相结合的研究思路,对含水稠油井掺稀混配工具进行了深入研究,完成了以下主要工作:(1)统计分析了塔河油田现场掺稀生产井的含水率情况,测试塔河油田稠油、稀油的黏温特性,评价了现场所用稀油对稠油的降黏效果,优选了稠油掺稀黏度计算模型,为研制新型井下掺稀混配器提供基础。(2)建立了目前塔河油田现场采用的虹吸混配器物理模型,通过UDF导入了优选的稠油掺稀黏度计算模型,对虹吸混配器的混配效果进行了数值模拟,分析了含水率对降黏效果的影响规律,为设计新型井下掺稀混配器提供研究思路。(3)以垂直上升管中油水两相流的流型为基础,设计了含水稠油掺稀混配器,建立了 Fluent数值模型,分析了油水旋流分离和射流混配效果,并基于掺稀比值优选了射流混配段喉管数量。(4)开展了含水稠油掺稀混配器可视化物理模拟实验,分析了不同液量及其含水率时掺稀混配效果:随着流量的增加,除水效果增强,混配效果提高。本文综合考虑含水率对稠油掺稀降黏效果的影响,设计了一种适用于塔河油田含水稠油的井下掺稀混配器,对塔河油田含水稠油井井下掺稀工艺具有指导意义。