2012年度国家科学技术奖拟推荐项目情况
项目名称：多组分多相复杂流动计算技术及在石油工程中的应用完成单位：1、中国石油大学（华东）2、中国石油大学（北京）3、中国石油集团渤海钻探工程有限公司钻井技术服务分公司4、中海石油（中国）有限公司天津分公司5、中国石油集团渤海钻探工程有限公司工程技术研究院6、金湖奥尔机械有限公司完成人：1、孙宝江2、李相方3、王志远4、马金山5、王瑞和6、马英文，7、李玉星8、高永海9、泰建民10、刘刚11、周翔12、李村合13、齐金涛14、赵欣欣15、李昊申报奖种：国家科学技术进步奖
一、项目简介
本成果属石油、天然气科学技术领域。在油气钻探和开发中，高效和安全是两个永恒的主题和世界性难题。为提高油气探明和开发效率，西方发达国家60以上的作业井都采用欠平衡钻井和控压钻井新技术。不管采用常规钻井技术，还是其它新技术，井控是一个突出问题。如，墨西哥湾深水井喷、1223罗16H井特大井喷和蓬莱193油田C平台井喷溢油事故等等，都造成了灾难性生态、生命、生产和财产损失。这些灾难事故除人为的原因外，科学技术问题日渐凸显。井筒多相流动水力参数计算中采用的是气液固三相流模型，组分过于简化，无法满足生产需求。其主要科学问题：现有的多相流动的流型转化机制和转化判据没有考虑此类多相流体中存在相变、超临界等现象；没考虑性质差异较大的同相中的不同组分的溶解和相变；深水油气钻采天然气水合物相变预测模型没有考虑泥浆物理化学的影响。经10年的攻关，逐渐形成了具有独立知识产权的多组分多相复杂流动计算模型及流动模拟技术，取得了重大创新和突破，并在井控、欠平衡钻井、控压钻井和水合物预防等领域规模化应用。1、将传统的多相流体动力学和分子化学传热传质理论相结合，通过通过基于组分的研究方法和模拟现场条件的实验方法创新，揭示了钻井过程中油、水、泥浆、岩屑、单组分及多组分气体等组成的井筒多组分多相复杂流动的流型转化机制和流动规律，建
f立了井筒复杂多相流流型转化判据，创建了多相流动的数学模型，使其由传统的三相流模型突破为含“油气”“气水合物”相变、溶解的多组分多相复杂流动的数学模型（以下简称新模型），更能客观实际的描述多相流动本质，有效解决了长期困扰石油工程中相关多相流动计算误差大的重大难题。2、基于新模型，考虑注入气体、钻井液、油层产出油、气、水、岩屑和相变，建立了欠平衡钻井条件下的七组分的井筒多相r