胶凝含蜡原油的黏弹-触变特性

早期含蜡原油的触变性模型均为黏塑性模型,未考虑黏弹性的贡献,管道停输再启动的数值模拟也未考虑黏弹性的影响。为此,利用机械比拟原理,依据含蜡原油的"黏弹-屈服-触变"特点,建立了包含9个未知参数的黏弹-触变模型。利用两种物性不同的含蜡原油在凝点附近的剪切速率阶跃、剪切速率滞回环、恒剪切速率3种典型加载模式下的实验数据对模型进行验证。结果表明:3种测试的模型拟合值与实测值的平均相对偏差分别为4.6%、6.6%、4.2%,实现了用一个模型完整、准确地描述含蜡原油加载全过程的流变响应,为输油管道停输再启动过程的水力特性及管道安全运行提供了重要的基础资料。(图4,表2,参16)     

含蜡原油触变模型研究现状

黏弹-触变特性是含蜡原油重要的流变特性,对输油管道停输后再启动过程的水力特性及管道运行安全具有重要影响.介绍了含蜡原油黏弹-触变特性的成因、机理和特点,总结了常用触变性测试方法及优缺点.评述了现有触变模型的研究现状,分析了现有黏塑性触变模型和黏弹-触变模型的特点与缺陷.对于目前最常用的结构动力学类触变模型,阐述了采用单一结构参数存在的问题,详尽分析了现有速率方程的一些数学特性及其存在的缺陷,总结了现有的一些改进方法.     

描述含蜡原油触变性的新型三参数模型

阐述了含蜡原油的触变性研究对管输含蜡原油的工艺设计和生产管理,尤其对原油管道的停输再启动过程的意义。以华北原油为例,采用τ-.γ-t曲线法测定了触变性原油剪切应力裂降过程,通过对试验数据的拟合和相关文献试验数据的验证,建立了一种能定量描述含蜡原油剪切应力裂降过程的新型三参数触变模式。该模型具有精度高、参数少、试验简便,而且适用性广泛的特点。     

含蜡原油胶凝特性的研究

按照含蜡原油形成胶凝结构的原因,将含蜡原油的胶凝分为两类,即冷却胶凝和等温触变性胶凝,分别对每种胶凝过程的机理进行了分析,并对原油胶凝结构的流变学性质,以及凝点、屈服值等流变学指标进行了讨论。     

混掺俄油的大庆原油触变特性试验

针对混掺5%~10%俄罗斯原油的大庆原油,开展了铁大线和秦京线大庆原油触变特性现场试验,结果表明,考虑原油存在不完全可逆性结构的Houska修正触变模型能比较准确地描述在特定测试温度、进站温度和多剪切速率条件下的大庆原油触变行为。试验获得了秦京线、铁大线实际管输条件下不同测试温度和进站温度的触变模型参数,对于准确计算管道停输再启动压力具有一定的指导意义。     

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）     

含蜡原油流动特性与热历史和剪切历史的关系

含蜡原油的低温(析蜡点温度以下)流动特性与其所经历的热历史和剪切历史有关,但以往的研究主要侧重于对具体原油进行试验测试和试验规律的定性讨论,总体上没有上升到具有普遍意义的定量规律研究的层次。综述了含蜡原油流动特性与热历史和剪切历史关系的研究现状,并就进一步在定量层次上研究含蜡原油流动性参数与热历史和剪切历史的关系提出了建议。     

胜利原油粘温特性的实验研究

长输管道内的油流具有复杂的热历史和剪切历史，从相似性上说，只有管路试验才有可能对其进行模拟，利用管流试验装置对胜利原油进行了四个方面的研究，包括管流条件下的粘温关系，降温速率的影响，重复热处理的影响以及管径影响等，研究表明，降温速率对反常点以后的粘温特性有较大影响，密闭条件下进行重复热处理对油品特性几乎没有影响，管径不同，导致历史不同，因而影响低温油品的特性。     

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。     

含蜡原油管道停输再启动数值模拟触变流体的简化方法

在含蜡原油管道停输再启动过程的数值模拟中,对触变段采用何种处理方式,极大地影响着程序的运行速度。提出了一种处理原油触变性的简化算法,通过该算法模拟含蜡原油停输再启动过程,计算时间大幅度减少。     

含蜡原油触变性与温度关系的研究

对加剂改性中原原油在其凝点附近不同温度处的触变特性进行了试验研究。利用Houska模型描述含蜡原油的触变性，计算结果与试验数据吻合良好。研究表明，Houska触变模型中的剩余屈服应力、触变屈服应力、稠度系数、稠度可触变部分系数、流变特性指数与温度成指数函数关系，而结构建立常数和结构裂降常数与温度无关。Houska触变模型中的参数与温度的关系可以为实际热油管道停输后再启动过程的水力分析提供依据。     

原油触变性分析

分析了原油的屈服应力，给出了修正的Ｍｏｏｒｅ触变流体数学模型，利用该模型对原油触变行为的初次裂解过程，预剪后的裂解过程，动态恢复过程，静态恢复过程以及结构的裂解过程进行了定性分析，分析结果均与实际实验结果一致。     

人工神经网络预测含蜡原油的屈服应力

针对含蜡原油输送管道的停输再启动问题,以室内模拟环道试验数据为基础,利用误差反向传播算法(BP算法)对相同运行工况含蜡原油在不同停输温度条件下的启动屈服应力进行计算,并由此预测了含蜡原油在不同启动温度条件下的启动屈服应力值.计算结果与试验结果对比表明,BP神经网络对启动屈服值的预测值和试验值最大误差为1.9%,最小误差为0.12%.     

黄青管道蜡油输送技术

对黄青管道蜡油输送技术进行了研究,通过试验与分析,确定了含海底管道的长输管道输送蜡油的实用技术,给出了试验实例。根据黄青管道的实际输送工况,提出了蜡油安全输送工作应重视的问题。     

触变性原油再启动压力的计算

以Houska触变模型为基础,建立了双速率含蜡原油触变性模型,编制了触变性原油再启动压力计算软件,将国外相关文献的原始数据代入计算软件,并将计算结果与文献中的实测结果进行了对比,结果表明,计算结果与实测结果比较吻合,计算方法优于文献发表的计算方法.     

含蜡原油的动屈服应力

在温度低到一定程度时,含蜡原油存在着屈服应力。介绍了动屈服应力物理意义及概念的引伸,指出动屈服应力是维持物料继续流动所需要的最小剪切应力,由平衡流变曲线外延确定,反映了含蜡原油经过破坏后不能完全恢复的残余结构的强度,不是唯一值。对含蜡原油动屈服应力的测量,通常采用的方法有直接法和间接法,间接法中的应力松弛法被认为是一种较好的测量方法。胜利油田原油动、静屈服应力的测量值与预剪切过程中选用的剪切率有关,由平衡流变曲线外延得到的动、静屈服应力之间存在着很大差别。介绍了动屈服应力在含蜡原油低温输送和含蜡原油停输后再启动过程中的应用。     

含蜡原油管道安全停输时间的确定

管道输送高凝高粘原油是一个复杂的工艺问题,根据原油的特性,应运用一些专门的技术方法来解决。但对于含蜡原油,主要还是采用加热输送。 当管道突然停输时,管内原油经过与周围环境的热交换,会逐步冷却下来。在这种情况下,高凝高粘原油会快速析出蜡、沥青和焦油,在温度降幅较     

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。