随着油田开发的深入,多数油田已进入注水开发阶段,采出液含水率日渐上升。由于水的比热较大,含水率的升高使传统集输工艺的加热能耗迅速增长,为油田经济效益带来一定损失,故亟需开展常温集输工作以降低集油能耗,提高企业效益。在油田实际生产中,大多采用油气水混输方式进行集油,常温集输的边界条件还处于现场摸索的经验总结阶段,并未与含水率、产气量等运行参数相结合。基于以上问题,本文拟结合传热学原理、多相流理论构建混输管道热力水力模型,分析其热力水力特性,并通过温降压降耦合计算确定常温集输半径,绘制图版,进而为油田常温集输工作提供技术支持。首先,根据传热学相关原理计算集油管道热力模型中总传热系数的理论值,并使用MATLAB软件,结合油田现场实测数据对总传热系数理论值进行修正。经统计,模型修正后计算值与实测值间的平均相对误差为4.16%,其精度符合工程实际应用条件。采用控制变量法研究了不同参数对温降的影响趋势,发现油气水三相流管道的温降随产液量、含水率、气油比、环境温度的增大而减小。然后,使用多个气液两相流压降模型计算了油田现场混输管道的压降,误差分析表明杜克勒II法精度最高。基于最小二乘法对杜克勒II法修正后,计算值与实测值间的平均相对误差可降至9.45%,适合工程应用。研究了不同因素对压降的影响,结果表明,混输管道的压降随产液量、气油比的增加而增大,当含水率大于转相点时,压降随含水率的升高而减小。接下来,将常温集输半径定义为管道全程无热能补充时起点压能驱使管内介质流动的距离。若常温集输半径大于管道长度,则该管道可以实施常温集输。在常温集输半径计算过程中,考虑管道热力特性与水力特性的相互影响,确定了常温集输半径的耦合计算方法,并就不同因素对常温集输半径的影响趋势开展了研究。同时采用单因素敏感性分析方法确定了常温集输半径对不同因素的敏感性,选取其中最敏感的四个影响因素制作了常温集输半径图版,为油田常温集输工作提供理论指导。最后,基于Visual Basic 6.0语言利用修正后的热力水力模型编制了油气水混输管道常温集输半径计算软件,其功能包括天然气物性参数计算、集油管道总传热系数计算、油气水混输管道热力计算、基于多种气液两相流压降模型的混输管道水力计算、基于热力水力耦合的混输管道常温集输半径计算。该软件界面友好,运行稳定,可为现场工作人员的日常管理提供便利。