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作为多相流研究的一个分支，近年来，油水混合流动由于其应用的日益广泛而越来越受到人们的关注。而原油与水混合后由于能形成流变行为复杂的油包水乳状液；加之油水反相这一特殊现象的影响，使得人们对其研究和认识的深入程度一直远远落后于气液混合流动。目前对油水混合流动的研究集中在有效粘度预测，反相点预测，识别和划分流型及压降计算4个方面，本文围绕着原油一水乳状液粘度预测与稠油一水管流反相这两个问题，研究了原油一水的管流规律特性。
通过实验研究了影响原油一水乳状液表观粘度的各种因素，进一步认识了乳状液表现出非牛顿特性的特点，并在实验的基础上，提出了考虑了乳状液的非牛顿性与含水率的关系的改进的P＆R模型用于预测原油一水乳状液的表观粘度。
对原油-水的界面张力及界面剪切粘度进行了测量，系统的研究了界面张力和界面剪切粘度的变化对稠油-水乳状液稳定性的影响。
采用现场的稠油-水样品作为实验工质，通过改变环道实验的混合流速、实验温度、含水率以及破乳剂加入量等参数，对稠油-水混合流动的流型、压降等进行了实验研究。
稠油-水管流的反相点不是一个确定的含水率点，而是存在一个含水率区域，此区域不仅与油相粘度(温度)有关，更与混合流速有着密切的关系。本文在前人研究的基础上，基于系统自由能平衡理论和液滴受力分析，提出了一种新的反映稠油一水管流特点的反相预测方法。通过与稠油一水环道实验结果相比较，相对于其它方法，证明此方法对稠油一水管流反相现象的预测更为有效。同时，还从油水乳状液的稳定性入手，通过分析表面活性剂对油水界面膜的强度等性质的影响规律，进一步阐述了反相发生的机理，为今后提出更好的反相预测机理模型奠定了基础。