用滞回曲线法表征含蜡原油的触变过程

随着温度的降低,含蜡原油发生胶凝,此过程中由于形成蜡晶结构,整个原油体系表现出触变特性,其对于输油管道停输再启动压力的计算起着决定性作用。采用滞回曲线法对大庆原油和马惠原油的触变过程进行实验研究,结果表明:表征含蜡原油触变性相对强弱的滞回环面积的对数值随温度升高而线性递减,且偏差值都在1%以内。在凝点温度附近用滞回曲线法和按照SY/T7547-1996标准测得含蜡原油屈服值的结果偏差在10%以内,并且在凝点温度时该值偏差最小。     

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。     

用储能模量表征含蜡原油的屈服值

含蜡原油的屈服性能直接影响其管输安全,当温度降低时,含蜡原油析出的蜡晶与其中的胶质、沥青质相互作用形成具有一定强度的三维空间网络结构,在外剪切力作用下,该结构屈服裂降,存在一个屈服值,即屈服应力。通过应变扫描实验法对长庆、大庆、环江、冀东4种含蜡原油进行流变性测试,结果表明：含蜡原油在线性黏弹区内储能模量基本不变,应力与应变呈线性递增关系,其线性黏弹区随着温度的升高而增大;含蜡原油的储能模量与屈服值在双对数坐标图上呈现线性递增关系,可以用结构屈服系数表示含蜡原油屈服时结构的强弱,该系数等于储能模量和屈服值的对数比值。与其他方法相比,该方法获得的屈服值结果更加稳定,易于形成相关标准。（图2,表2,参9）     

纳米技术在含蜡原油管道输送中的应用

总结了含蜡原油管道加剂综合热处理工艺技术的局限性和纳米材料的特殊效应,讨论了将纳米技术用于含蜡原油降凝降粘管道输送的优越性,在秦京线迁安—宝坻工业管道、宝坻—宝坻中试环道进行了纳米材料改性含蜡原油的现场应用试验。结果表明纳米材料改性剂可参与石蜡的结晶过程并影响晶体的结构,使低温原油的内部结构强度减弱并且动、静态时效稳定性变好,有效改善了含蜡原油的低温流动性,其降凝降粘效果明显优于传统的化学降凝剂,可实现含蜡原油的安全、节能输送。     

埋地热油管道非稳态传热的环道试验

借助大型埋地工业试验环道,模拟生产管道的投产预热和停输再启动过程,开展埋地热油管道传热规律的试验研究,从蓄热量、等温线等角度对土壤温度场的建立以及停输再启动后土壤温度场的恢复时间等问题进行了关联分析。研究表明:埋地管道的预热过程,投油7 d后,管外土壤等温线形态固定,但温度值随着时间的延长逐渐上移增大;投油10 d后,等温线呈椭圆形分布于管道周围,水平方向半径为1.2 m,垂直方向半径为0.9 m;在距离管壁1.4～2.0 m的范围内,土壤温度浮动较小。对于计划停输,再启动后的前3 h,土壤蓄热量的增长速率最大,需要保持原油温度的稳定,在再启动后的前10 h内,尽量减少工况变动,以利于土壤温度场的恢复。