随着我国特稠油、超稠油以及恶劣自然环境下石油资源的大规模开发和利用,多相混输技术以其明显的技术经济优势得到快速发展。油水混输技术作为多相混输技术的一种,越来越受到石油工业的重视,但仍存在一些问题尚待深入研究。本文就油水混输中的油水两相流结构特征及流型过渡机理分析、压降计算、稠油掺水输送关键参数测定、乳化模拟油制备四个方面开展了以下工作:（1）设计并搭建了可视化油水两相流环道装置,管道全长20 m,配有功能完备的测量和控制系统。与国内同类装置采用先搅拌混合再进入管道相比,本装置采用T型入口,油水分相进入管道。该设计有利于观测到多种流型,并且更贴近油田现场的稠油掺水集输管道。（2）开展了水平管油水两相流主要流型特征、流型过渡及影响因素研究。基于已发表的四十多种油水两相流流型,将基础流型划分为分层流、分散流、环状流和间歇流四类。绘制了高中低三种黏度等级的白油-水两相流流型图,共观测到10种流型。分析了流型演变机理、黏度和管径对流型结构和流型发展的影响。此外,对比了不锈钢管输送稠油和有机玻璃管输送白油的差异。（3）开展了水为主导相的流型压降计算研究。水为主导相是稠油掺水输送的重要特征,水包油型分散流和水环油核型环状流是其重要组成部分。水包油型分散流压降计算的关键在于混合黏度计算。本文针对水包油型分散流混合黏度计算式,考虑了分散液滴变形、破碎和聚并的影响,修正了 Roscoe&Brinkman模型。该模型适用于含油率30%以上、低黏油品形成的水包油分散流的压降计算。（4）针对水环油核型环状流压降计算,首次考虑了管壁黏附油膜影响,将管壁粗糙度修正系数引入Zigrang方程中,修正了 Bannwart模型中的摩阻因子计算式,建立了管壁粗糙度修正系数与油核黏度的线性关联。经验证,修正模型能较好地预测水平亚克力管环状流压降。（5）针对稠油掺水输送关键参数开展了一系列实验研究。以两种特稠原油为例,分别采用环道实验和热水携油实验测试了临界掺水率和临界输送温度。现场应用结果表明,根据本文方法确定的关键参数对于稠油掺水输送工艺的设计和运行具有重要的参考价值,对于低产液量的油井,可有效降低凝管风险。（6）对比了常见模拟油与集输管道内乳化稠油的性质差异,研制出了流动性接近乳化稠油的改性模拟油。从流变特性、界面特性、乳化特性三个方面对比分析了两种常见高黏模拟油（工业白油和二甲基硅油）与同黏度原油间的差异。以白油作为基础油,参照FZ特稠乳化油,通过筛选实验温度、配方含水率和乳化剂品种、考察乳化模拟油的稳定性,最终获得FZ乳化稠油的模拟油配制方案。