紊流状态下含气含蜡原油的蜡沉积

在紊流状态下，含蜡原油的非牛顿假塑性明显地影响蜡沉积速率。紊流状态下含蜡原油的蜡沉只显著地减少，同时紊流还降低了最大蜡沉积速率发生的温度。原油组分是影响蜡沉积的一个因素，通常在紊流状态下，蜡沉积速度随原油泡点压力的升高而下降，沉积在管壁上的琪硬度和碳数随着滞留时间而增加。介绍了在紊流状态下测量含气含同蜡沉积的实验室测试方法。     

单相输油管道蜡沉积研究进展

含蜡原油在管道输送过程中的蜡沉积问题突出,严重威胁管道的流动安全。从蜡沉积机理、蜡沉积试验装置及蜡沉积模型角度,介绍了国内外蜡沉积问题的最新研究成果,阐述了蜡沉积厚度测量的新方法,着重分析了原油温度和流速对蜡沉积厚度和沉积层含蜡量的影响,并介绍了蜡沉积模型的研究进展。根据相关研究现状,提出输油管道蜡沉积问题研究应从蜡沉积机理入手,结合环道试验装置,分析蜡沉积试验特性,同时应该考虑原油析蜡后表现出的非牛顿特性对蜡沉积的影响。研究结果对解决输油管道蜡沉积问题,保障含蜡原油管道的输送安全,提高输送效率具有重要的工程意义。     

一种新的蜡沉积模型

在理论分析和室内试验的基础上，研究了原油温度、流速、管壁处温度梯度等参数对蜡沉积倾向系数的影响，提出了影响蜡沉积的主要因素，并在此基础上建立了新的蜡沉积模型，该模型考虑了管流剪切对蜡沉积的影响，利用该模型可以计算管道不同运行工况下的蜡沉积。     

含蜡原油及其乳状液蜡沉积研究现状北大核心

蜡沉积是含蜡原油及其乳状液管输过程中的常见问题,深入研究蜡沉积问题对保障管道安全经济运行具有重要意义。基于此,对国内外含蜡原油及其乳状液蜡沉积的相关研究成果进行系统评述,具体包括:蜡沉积机制及影响因素,不同实验研究方法及其装置的优缺点,以及现有动力学模型,进而指出原油蜡沉积模型的构建机理、特点及待完善之处。含蜡原油乳状液蜡沉积模型均以单相原油蜡沉积模型为基础构建,总结了其构建方法,并对现有乳状液模型进行对比分析。通过对目前含蜡原油及其乳状液蜡沉积机理、模型、方法及装置等进行全面总结,为今后深入开展相关研究提供必要的参考。     

含蜡原油及其乳状液蜡沉积研究现状

蜡沉积是含蜡原油及其乳状液管输过程中的常见问题,深入研究蜡沉积问题对保障管道安全经济运行具有重要意义。基于此,对国内外含蜡原油及其乳状液蜡沉积的相关研究成果进行系统评述,具体包括:蜡沉积机制及影响因素,不同实验研究方法及其装置的优缺点,以及现有动力学模型,进而指出原油蜡沉积模型的构建机理、特点及待完善之处。含蜡原油乳状液蜡沉积模型均以单相原油蜡沉积模型为基础构建,总结了其构建方法,并对现有乳状液模型进行对比分析。通过对目前含蜡原油及其乳状液蜡沉积机理、模型、方法及装置等进行全面总结,为今后深入开展相关研究提供必要的参考。     

新的含蜡原油粘度关系式

对加拿大、利比亚、尼日利亚、印度、扎伊尔和委内瑞拉等国家不同种类的原油流变性进行了研究。发现含蜡原油中的蜡含量对流变性影响较大。因此，在新扔计算模型中引入了蜡含量一项。该模型所研究的剪切率及温度范围，其相关系数高达９５．７１％，可以认为该模型能很好地描述含蜡原油的稳态行为。采用旋转粘度计在不同温度和不同含蜡浓度下，测试含蜡原油的流变特性。其结果是随着温度的下降，剪切率上升；在低温、低剪切率下，随着     

含蜡原油管道蜡沉积放大模型（续完）

三、试验设备和步骤 我们设计了高压紊流试验环道(HPTFL),可以用来研究含蜡原油(包括含气原油)的蜡沉积。HPTFL的详情已在文献[6]中介绍。环道试验温度从32F～240F.试验压力可达1500psi:这个环道可以同时测量含蜡原油流变性(依据参比段压降)和蜡沉积速度(依据考比段与测试段的压降)     

剪切弥散对含蜡原油蜡沉积的影响

在定义剪切弥散的基础上，通过室内及现场试验，研究了有温差和无温差时剪切弥散对蜡沉积的影响，分析了悬浮颗粒在剪切流场中的迁移方向，指出在一定条件下剪切弥散对蜡沉积的影响非常小，在建立蜡沉积模型时可以忽略剪切弥散的影响。     

蜡沉积层冲刷实验

准确预测管道,特别是长期不清管的管道沿线的蜡沉积分布是原油管道蜡沉积研究的一个重要方向。任京管道采用正反输送工艺,蜡沉积规律与其它输油管道不同。设计、安装了冷指实验装置,动态模拟了原油的蜡沉积,研究了原油冷指温差、原油温度区间、搅拌转速对沉积物析蜡点和含蜡量的影响。研究结果表明:原油冷指温差与温度区间是影响蜡沉积的主要因素,沉积物的析蜡点和含蜡量均随着冷指处蜡分子质量分数梯度的升高而降低。现场实验表明:出站油温的提高能够有效地融化管道的蜡层,而输量的提高对蜡层的冲刷影响很小。     

含蜡原油蜡沉积影响因素对比试验

为探究不同蜡沉积因素对大庆原油结蜡规律的影响,采用单一变量法,控制不同的结蜡时间、油壁温差、温度区间、剪切速率等影响因素,利用某新型动态蜡沉积试验装置对大庆原油进行蜡沉积对比试验。结果表明:当剪切速率一定时,随着结蜡时间延长,蜡沉积量逐渐增多,蜡沉积速率逐渐降低;当结蜡筒壁温度不变且在析蜡点以下时,随着油温的升高,蜡沉积量逐渐增大;当油壁温差保持不变且温度区间逐渐上升时,蜡沉积量逐渐减小;剪切应力与剪切剥离蜡量并非线性关系,当剪切力达到某一临界值时,蜡沉积层会被油流冲刷下来。研究结果可为未来含蜡原油管道的输送提供借鉴与技术支持。     

《管道科学技术论文选集》文摘（八）：管输大庆原油结蜡规律研究

利用结蜡模型装置并结合东北管网运行情况，全面考察了影响大庆原油结蜡的各主要因素。在大量室内试验的基础上，建立了大庆原油在东北管网中的结蜡模型，编制了含蜡原油结蜡模拟预测系统，预测了东北管网在不同季节、不同工况下的结蜡规律，可为东北管网建立安全经济的清蜡周期提供技术支持。     

乳化含蜡原油沉积层含水研究进展

乳化含蜡原油沉积层含水是油水两相管流蜡沉积研究领域的新热点。近年来,国内外学者基于冷指、环道沉积实验等手段,分析了乳化原油蜡沉积层含水的影响因素,明确了油相体积含水率、分散水滴粒径等因素的影响。综述了乳化原油沉积层含水的影响因素及相关机理,讨论了含水对沉积层含蜡量、流变性的影响,列举了当前主流的乳化油水体系蜡沉积预测模型及方法,并展望了今后含水乳化原油沉积机理的研究方向,以期为深海含蜡原油混输管道的设计、运行及管理提供理论依据。     

微观蜡晶特征在流变曲线上的宏观体现

为了研究证明含蜡原油流变曲线和微观蜡晶两者之间存在一定的关联,测试了广范围剪切速率下的含蜡原油流变曲线,确立了微观蜡晶和流变曲线之间的定性关系,并且取得以下认识：广范围剪切速率下的含蜡原油流变曲线能够一定程度地体现微观蜡晶特征,其中低剪切速率下的流变曲线能够体现蜡晶形态,高剪切速率下的流变曲线能够体现蜡晶结构;并非温度越低,剪切速率对粘度的影响程度越大,在高剪切速率下,有可能存在相反的情况;在低温条件下,剪切速率存在一个临界值,只有当剪切速率大于该值时,粘度才会出现较为明显的下降;温度越低,形成的蜡晶网格结构越稳定,需要较大的剪切应力,蜡晶网格结构才能破坏。该研究成果深化了对含蜡原油流变性的认识,具有一定的理论意义。（图6,表1,参15）     

蜡对原油流变性的影响

蜡的组成、含量、性质及其在原油中的形态等是导致含蜡原油流变性复杂化的根本原因。论述了蜡含量、蜡的性质、蜡的形态和结构对含蜡原油流变性的影响。析蜡点和溶蜡点是表征蜡在原油中结晶析出和溶解的特征温度，溶蜡点一般高于析蜡点10℃以上。在析蜡点温度以上，含蜡原油具有牛顿流体的特性，其粘温关系符合Watther经验式和Arrhenius指数方程。研究表明，直接影响含蜡的油流变性的关键因素是已结晶析出的蜡量，而不仅仅是油中的蜡含量。另外，蜡晶的形态和结构对含蜡原油的流变性也有着重要的影响。     

高含蜡原油电火花处理对其流变性的影响

由于原油中蜡含量高，在输送过程中石蜡沉积的形成可降低代输管道的输油效率，增加水力摩阻和使原油性质变坏。使用清管器或球形隔离塞、只能排除或预防石蜡沉积的形成，不能完全消除高含蜡原油中的石蜡。俄罗斯能源运输问题研究所研制出一种对高含蜡原油进行电火花处理的装置，该装置可以改善原油的流变性，输送时可减少水力摩阻，在处理后２－４个月内改善管道的启动条件。     

阿赛管道蜡沉积速率模型与计算实例

针对阿赛输油管道结蜡严重,导致清管频率高、清管器无法到达预定位置等问题,探讨了蜡沉积速率计算方法、模型及其构建方法。考虑油流冲刷对蜡沉积的影响,基于Fick扩散定律,确定了蜡沉积速率模型的形式。在理论分析和实验研究的基础上,确定了管壁剪切应力、管壁温度梯度与蜡沉积倾向系数之间的关系。运用蜡沉积预测软件,基于阿赛管道输送原油的基本物性,构建了蜡沉积速率模型,预测了不同工况下管道沿线蜡沉积速率分布情况。研究成果对于优化进站油温具有一定的指导意义。     

如何评价管输含蜡原油的处理效果

本文使用自行研制的管式静态石蜡沉积装置测定了不同处理条件下濮阳原油的静态蜡沉积特性和对应条件下原油的凝固点。发现濮阳原油经添加剂(EVA)处理后,其石蜡沉积特性和流动特性的变化趋势不一致。石蜡沉积强度的抑制效果,严格地取决于原油处理条件和油品温度。提出应探索新的评价管输含蜡原油处理效果的标准。应能根据管线的温度条件,综合考虑含蜡原油的石蜡沉积特性和流动特性两项指标,从而选择最优的原油热处理温度、化学添加剂类型和添加浓度。     

油水乳状液蜡沉积规律与扩散系数

蜡沉积问题是含蜡原油输送管路中面临的突出问题之一,而针对油水乳状液中蜡沉积问题的研究较少。以大庆原油(含水率为0)及其配置的含水率为10%、20%和30%的乳状液为实验样品,利用冷指实验装置,通过改变冷指温度、冷指和罐壁间温差以及含水率等变量,分析了油水乳状液中的蜡沉积规律。实验发现,相同温差下油壁温度降低会使蜡沉积质量增加,沉积量随含水率增大而减小。推导了蜡沉积扩散系数的计算方法,并得到了扩散系数的分布规律。平均温度的降低和含水率的升高会使扩散系数减小,高温区间下水相对扩散系数的影响比低温区间更明显。研究结果对大庆含蜡原油混输管道中蜡沉积规律的认识和清管周期的确定具有现实意义。     

原油蜡沉积规律及沉积物性质的径向差异

为了科学解决原油管道的蜡沉积问题,使用设有测试段和参比段的室内环道试验研究了油温、壁温、流速等因素对单相原油蜡沉积过程的影响,系统总结了含蜡原油蜡沉积规律。通过特殊手段将沉积物从管中心至管壁分为5层,运用显微观察、差示扫描量热仪法及高温气相色谱法,分析了沉积物性质的径向分布差异,包括不同层位沉积物的含蜡量、时析蜡量及碳数分布的差异。结果表明:越靠近管壁,沉积物的含蜡量越大,其大碳数分子的质量分数越大;相反,越靠近管流的沉积物,其含蜡量越小,大碳数分子的质量分数越小。大于临界碳数的分子随着蜡沉积的进行会向管壁扩散并析出,小于临界碳数的分子则向沉积层表面反扩散,临界碳数随油品性质及沉积条件的不同而不同。研究结果对于深入研究蜡沉积机理,进而建立更加精确的蜡沉积预测模型具有一定的指导意义。     

基于差示扫描量热法的含蜡原油析蜡特性测试

含蜡原油析蜡特性是含蜡原油管道输送经济安全运行和流动安全保障技术的基础参数，传统差示扫描量热（Differential Scanning Calorimetry,DSC）实验方法测量结果受测试条件影响，且测量结果可重复性差。为此，采用DSC和调制差示扫描量热（Modelated Differential Scanning Calorimetry,MDSC）两种方法开展实验测试，分析含蜡原油的析蜡特性，结果表明：降温速率对传统DSC法测量含蜡原油的析蜡特性影响较大，相同条件下，MDSC实验测得的析蜡点温度、累计析蜡量明显高于DSC实验测得的数值；MDSC实验蜡晶析出终了温度明显高于传统DSC实验结果，但两种实验方式蜡晶析出终了温度的累计析蜡量相差不大，且MDSC实验受降温速率的影响较小；从获取含蜡原油析蜡特性效果看，MDSC实验测试结果优于传统DSC实验。研究成果可为含蜡原油析蜡特性测试实验方法及条件的选取提供依据。（图14，表3，参25）