采用计算流体力学软件Fluent对气携式涡旋絮凝反应器(GVFR)内部流场进行了气-液两相流数值模拟,研究了GVFR内不同区域流场分布特征,分析了不同流场中絮凝作用,并用GVFR反应装置与搅拌絮凝装置分别对油田压裂返排液进行处理.结果表明:从旋流絮凝反应区到涡流絮凝反应区,流体形态依次为"旋流-涡流-塞流".在旋流絮凝反应区,气、液两相以切向运动为主,最大切向速度为225.6 mm/s,切向速度梯度使小絮体、颗粒间快速碰撞,形成体积较大、密实较低的絮体;在小涡流絮凝反应区内径向速度由0递增到49.1 mm/s,径向速度梯度强化了絮凝反应,使大而疏松絮体破碎,并在微泡作用下重新接触絮凝形成密实絮体;大涡流絮凝反应区内相对稳定的塞流使絮体进一步接触絮凝,并推动絮凝作整体运动.采用GVFR对油田压裂废液进行预处理,出水含油量和悬浮物的质量浓度均低于50 mg/L.

国家大型油气田及煤层气开发重大专项项目(2016ZX05040-005)；江苏省重点研究计划项目(BE2018635)；江苏省“六大人才高峰”高层次人才项目(JNHB-077)；