胶凝原油屈服值与结构特性参数之间的关系

含蜡原油在低温静态条件下会形成蜡晶的空间网络结构,因而处于一种胶凝状态。胶凝原油屈服值是胶凝原油结构的函数,而胶凝原油的小振幅振荡剪切粘弹性参数,如绝对复数模量│G^*│,可反映其结构强度,所以屈服值必须与│G^*│等有一定的关系。实验研究表明,在一定测量条件下,胶凝原油屈服值τy与其绝对复数模量的关系为τy＝β│F^*│^m 。     

含蜡原油凝点附近的胶凝特性

含蜡原油的储能模量G′、耗能模量G″和损耗角δ等粘弹性参数可以表征原油内部结构特征,其在凝点附近随温度变化的特性可描述含蜡原油的胶凝特性.在粘弹性实验基础上采用相对温度对比研究了大庆、中原、胜利加剂和不加剂原油在凝点附近的粘弹特性,旨在探讨不同含蜡原油在凝点附近的胶凝特性及其在热油管道输送安全性评价中的作用,以全面评价含蜡原油的低温流变性与可泵送性.     

胶凝原油管流特性研究进展

早期的管流试验装置在源，流程，温度控制，压力测量，流量控制等方面存在不足，对管流试验装置逐渐发展完善的过程进行了。由于管道中胶凝原油的启动过程非常复杂，涉及到胶凝原油热历史和剪切历史，原油的屈服特性，触变特性，粘弹性和压缩性，温降收缩和压力速度等因素，通过分析总结胶凝原油启动过程的相关理论，对原油的触变模式进行了探讨。     

新疆胶凝原油屈服特性研究

胶凝含蜡原油的屈服特性对输油管道的停输再启动有重要影响。用控制应力流变仪RS75对新疆胶凝原油的屈服特性进行了试验研究。结果表明,新疆胶凝原油是一种粘弹性体,在剪切应变小于胶凝原油的临界线性应变γ_(cl)范围内,胶凝原油表现出线性粘弹性固体特性;在应变大于γ_(cl)而小于其临界屈服应变γ_(cy)的范围内,胶凝原油为非线性粘弹性体;当应变大于γ_(cy)时,胶凝原油才真正屈服流动。指出判定胶凝原油是否屈服流动的指标是临界屈服应变γ_(cy),而非屈服值。     

含蜡原油管道胶凝形成机理研究进展

介绍了国内外献中对含蜡原油胶凝形成机理的研究成果。研究结果表明，在含蜡原油管道中，当油温低于浊点时，易在管壁处形成一层类似固体的凝胶物质。含蜡原油管道胶凝的形成主要受热历史和剪切历史的影响，胶凝湿度随冷却速度的减小而降低，随剪切应力的增大而降低，而浊点与冷却速度和剪切应力无关。在环境湿度高于油温的情况下， 即便油温低于浊点湿度，含蜡原油也不会形成胶凝。由于胶凝具有类似固体的机械特性，因此冷却速率越快，石蜡晶体越小，越多，屈服应力也越大，胶凝屈服应力取决于蜡晶的大小和数目。     

胶凝原油稳态-动态流变性测量

以乍得和大庆原油为例,以低温下胶凝原油动态频率扫描和稳态速率扫描实验为基础,借鉴Cox-Merz经验公式,分析得到胶凝原油绝对复数粘度与表观粘度之间的经验关系式,并进一步推导出描述绝对复数模量与稳态剪切应力的经验关系式.验证实验结果表明,上述两个关系式均具有很高的精度,将线性粘弹性测量与非线性测量有效地联系起来.可见,研究不同测量模式下胶凝原油流变参数的相关性,可为原油流变学理论研究提供新的方法和思路.     

胶凝原油的压缩特性

使用自行研制的原油压缩试验装置,研究了大庆原油的压缩特性:胶凝原油蜡晶网络结构屈服破坏前,胶凝原油表现出复杂的压缩特性;胶凝原油蜡晶网络结构屈服破坏后,胶凝原油压缩符合弹性压缩特性,可用已有文献公式计算。使用自行研制的管流环道试验装置,研究了苏丹胶凝原油蜡晶网络结构屈服破坏前的弹塑性压缩特性:胶凝原油停输后的恒温静止过程,伴随静态胶凝原油蜡晶网络结构恢复,环道内压力连续下降,指出环道内压力下降乃蜡晶网络结构产生体积收缩所致;油温越低,压力下降幅度越大,体积收缩也越大。基于苏丹原油恒温启动研究成果,使用反演仿真计算方法,研究了胶凝原油环道初始启动过程胶凝原油的弹塑性压缩特性:胶凝原油弹塑性压缩系数远大于其对应温度条件下的弹性压缩系数,油温越低,蜡晶网络结构强度越大,弹塑性压缩系数越大。     

小振幅温降扫描法确定含蜡原油的胶凝温度

在不破坏原油结构的前提下,采用RS 150流变仪小振幅振荡剪切温度扫描法,对降温过程中含蜡原油粘弹性参数随温度的变化规律进行了研究.试验结果表明,当小振幅温度扫描试验的降温速率控制在0.5～1℃/min,储能模量(G′)和耗能模量(G")相等时的胶凝温度与按SY/T0541-94方法测定凝点基本一致,说明用小振幅振荡剪切温度扫描法来确定含蜡原油的凝点是可行的.     

含蜡原油油水两相的降温胶凝特性

含蜡原油的胶凝特性决定了原油-水两相体系在温降过程中依然存在由溶胶体系向凝胶体系转变的行为过程,且对以集输生产为代表的原油储运工艺有着重要影响。通过描述含蜡原油油水两相降温胶凝特性的方法及原理,对非牛顿含蜡原油油水两相体系的胶凝特征温度及胶凝结构强度进行了流变测量,研究了含蜡原油不同水含量体系在不同温降过程中黏弹性参数的变化规律,实现了对含蜡原油油水两相胶凝特征参数的定量表征,构建了含蜡原油油水两相降温胶凝过程特性的普适性规律,解释了两相体系的降温速率及含水量对其胶凝行为的影响与作用机制,为含蜡原油油水两相节能输送工艺中流动保障技术的应用与优化提供了理论和实验依据。     

控应变流变仪测试含蜡原油的胶凝过程

含蜡原油的粘弹性参数储能模量G′和耗能模量G″可用来表征原油内部结构特征,它们在凝点和倾点附近随温度变化特性能够描述含蜡原油的胶凝特性和流动特性。采用ARES-G2控应变流变仪对大庆原油和马岭原油进行不同温度的应变测试,结果表明:随着应变增大,原油从线性粘弹区过渡到非线性粘弹区,并且线性粘弹区范围随着温度的升高而增大。在线性粘弹区范围内对经50℃恒温热处理的大庆原油和经33℃恒温热处理的马岭原油进行振荡剪切温度扫描,降温速率分别为1℃/min和0.8℃/min,应变为0.5%,频率为1Hz。结果表明:储能模量曲线和耗能模量曲线的两个交点温度可分别用以表征原油的凝点和倾点,且凝点和倾点之间符合线性经验关系。     

一种新的胶凝原油管流启动屈服应力测算方法

准确预测胶凝原油的启动屈服应力,是实现含蜡原油管道安全经济输送、避免"凝管"事故发生的关键所在。以管流试验数据为基础,分析了管道轴向受压时间差异对胶凝原油启动屈服应力测量结果造成的影响。结果表明:在管流装置中,启动屈服应力的测量值随测量管段长度的增大呈减小的趋势。结合三参数双曲模式触变方程,提出了一种基于非线性最小二乘拟合原理的数据处理方法,能够求得测量管长趋于无限短时胶凝原油的启动屈服应力,统一了对特定工况下凝油结构强度的评价标准。     

热含蜡原油管道停输再启动压力研究

在室内环道上进行了胶凝原油再启动过程的试验,在试验分析的基础上解决了以下几个问题：首先,试验证实管内凝油屈服过程存在三个阶段,以弹性变形理论分析初始屈服段,用有时效的流变方程描述屈服值裂降段,用无时效的流变方程描述残余屈服段;其次,证实压力在管内凝油中传递与声波传播机理不同,压缩管内凝油系统“孔隙”是影响再启动凝油管道压力传递速度的关键因素,多“孔隙”凝油的阻尼作用和管内凝油屈服的径向滞后是两个重     

胶凝原油管道再启动压力传递速度的研究

胶凝原油管道中的压力传递速度是建立启动凝油管道计算模型的重要参数,至今有关文献中对此观点不一,也没有公认的估算胶凝原油中压力传递速度的模式,在室内环道上进行了启动胶凝原油管道中的压力传递过程的试验研究,在试验分析的基础上,指出压缩胶凝原油中的“孔隙”是影响压力传递速度的关键因素,胶凝原油的阻尼作用和凝油屈服过程的径向滞后是影响压力传速速度的两个重要因素,建立了估算胶凝器原油管道中压力传递速度的模式     

电磁法改善易凝高粘原油流动性的实验

利用含蜡原油中悬浮蜡晶颗粒与连续相间介电常数和磁导率的差异,通过精确控制外加电场或磁场的强度和频率,对原油进行处理.该方法可以有效降低原油粘度,达到不加热、不加剂而改善原油流动性的目的.利用Temple大学研发的电磁法原油降粘室内实验装置,针对国内大庆、长庆两种易凝高粘原油开展了实验研究,结果表明：在能耗极低的情况下,该装置可有效降低原油的粘度,特别是低温粘度,为探索原油微观结构和采用电磁法改善原油流动性的研究和应用进行了有益的尝试.（图10,参8）     

浮顶油罐降温储存高凝油品

介绍了改进后的浮顶式储罐加热装置的设计原理及结构,对其应用于间歇供热条件下储存高凝油品的安全性与可靠性进行了分析,并用模型罐进行了模拟试验。结果表明,新设计的加热装置可以使因间歇供热而凝结的浮顶式储油罐安全解凝,快速恢复作业。降温储存高凝油品是可行的。     

对新型降凝剂研究的评述

在含蜡原油的输送中，添加降凝剂可提高输送能力，节约能源。近年来，国内外对降凝剂的配方研究趋向是增加极性基团或表面活性基团。究其机理，降凝剂是表面活性剂，起分散蜡晶的作用，在凝有蜡晶的原油凝胶体系中延缓蜡晶聚集，从而延缓胶凝，降低凝点。     

昌吉油田冷采稠油回掺热水降黏集输工艺

昌吉油田所辖区块油藏具有原油黏度高,储层中低渗的特点,采取管网远距离集输工艺,存在井口高回压甚至凝管等问题,而采取井口单罐生产收油车倒油至集中处理站的集输方式,存在收油车卸油困难、单罐电伴热能耗高、收倒油运费高、巡检管理不便、影响原油连续生产等问题。为此,采用回掺热水降黏集输工艺,使昌吉油田实现了稠油的管网集输,吨油运行成本降低46％。探讨了该工艺在实际运行过程中暴露的问题,提出了停加降黏剂、在各回掺水配水站增加燃气水浴炉、使用伴生气代替CNG作为相变加热炉燃料等解决方法,取得了显著的经济效益和社会效益。（图8,表1,参11）     

胶凝原油管道再启动研究进展

介绍了国内外学者对胶凝原油管道再启动问题的认识,指出了现有启动模型的不足,认为通过试验的方式研究胶凝原油停输再启动的问题,可以为输油管道设计过程中管材的选择、管道允许停输时间的确定和最小启动压力的预测提供科学依据.     

原油屈服值的测量特性

原油屈原值测量系统条件和测量方法影响原油屈服值的测量结果，这种原油屈服值的信赖性质称之为原油屈服值的测量特性，除测量系统的几何尺寸，壁面性质等因素影响屈服值外，原油屈服值的一个重要测量特性就是其对时间的依赖性，这种时间依赖性是由胶凝原油的屈服本质所决定的，如果排除测量系统的几何尺寸，壁面性质等影响因素，且能保证测量过程中屈服时间的一致性，则有可能使不同测量方法所测得的原油屈服值得统一。