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。     

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。     

高含蜡胶凝油的蜡晶显微特性

为了研究管道蜡沉积物蜡晶形态与结构强度的关系,室内制备了不同含蜡比例的胶凝油,模拟现场管道蜡沉积物。借助软件Image J对不同实验条件下拍摄的胶凝油蜡晶显微图像进行处理,确定40℃是该实验蜡晶显微图像的拍摄温度。结果表明:随着胶凝油含蜡量的增大,蜡晶颗粒数与面积分数增大,蜡晶圆度也增大,但长径比减小,且长径比集中分布在1.50~2.00的范围内,表明大部分蜡晶形态呈长棒状。此外,结合胶凝油的屈服应力特性测试,分析蜡晶形态与其结构强度之间的关系:随着含蜡量的增大,蜡晶的边界盒维数增大,屈服应力也随之增大。由此可知:胶凝油内部的蜡晶形态差异是导致其结构强度随含蜡量变化的根本原因,研究结果为今后原油管道的清管工作提供了技术支持。     

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）     

含蜡原油管道蜡沉积物性质研究进展

蜡沉积问题是含蜡原油管道面临的最为严重的流动保障难题,研究蜡沉积物性质对保证原油管道安全运行具有重要意义.迄今,关于蜡沉积物性质的研究较少,导致现场清管作业严重依靠经验.阐述了两种最常用于研究蜡沉积物性质的实验装置的主要原理及特点,分析了冷指装置、环道装置在不同流场条件下的原油组成以及流动条件对蜡沉积物性质和形态的影响...     

原油析蜡量和结蜡量关系的研究

有关研究表明,原油在管道内流动过程中,由于油流的冲刷作用,并非所有析出的蜡都能沉积在管壁上.在分析原油流动特性和析蜡规律的基础上,提出了有效析蜡量的计算方法.9种原油的室内结蜡试验结果表明,当有效析蜡量小时,沉积率随有效析蜡量的减小而快速降低;而当有效析蜡量增大到一定程度时,沉积率减小且速度变慢.     

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。     

降凝剂对原油蜡晶的影响

通过X射线衍射技术对原油加剂改性过程进行了定量研究,结果表明,加剂原油与未加剂原油形成的蜡晶类型一致,均为斜方晶体,但加剂原油的蜡晶比未加剂原油的蜡晶大;加剂原油蜡晶的晶面距离在不同方向上均比未加剂原油的蜡晶晶面距离小,表明加剂原油的蜡晶比未加剂原油的蜡晶更加致密,有利于改善原油的流动性;蜡晶在垂直于碳链方向上的晶面距离随着温度的升高而加大,而蜡晶在平行于碳链方向上的晶面距离与温度无关.     

原油加剂改性过程中蜡晶形态变化的研究

利用Ｘ射线衍射仪与差势分析仪分别研究了大庆原油与加剂原油的蜡晶结构和结晶动力学。研究表明,大庆原油与加剂原油的蜡晶均为斜方晶体,但加剂原油的晶体体积要比未加剂原油的晶体体积大;大庆原油的结晶速率常数最大,原油中分离出的蜡的结晶速率常数次之,加剂原油的结晶速率常数最小,并且大庆原油加剂后,蜡晶的致密度较未加剂时增大。     

新疆原油蜡沉积规律研究

在管流条件下研究了新疆原油的蜡沉积规律,以及原油组成,油温,油壁温差等因素对蜡沉积规律的影响,借助于差示扫描量热分析了管壁沉积物的析蜡点,平均析蜡潜热,从微观上探讨了新疆原油蜡的析出和沉积规律。     

一种新的原油析蜡量测定方法

提出了通过原油DSC曲线计算原油析蜡量的方法,其结果与常规方法测量的蜡含量一致,而且能计算不同温度段析出的蜡量.热力学方法计算的析蜡点和通过DSC曲线计算的析蜡点相差0.6℃,不同温度段析出的蜡量相差比较大.与热力学模型相比,该方法简便实用.     

不同温度下单相含蜡原油的蜡沉积规律

针对石油工业中的蜡沉积问题,利用冷指实验装置研究了单相含蜡原油体系冷却液温度、油流温度和同一温差不同温度区间对蜡沉积规律的影响,得到了单相含蜡原油蜡沉积规律的宏观特性,并利用高温气相色谱（HTGC）装置分析沉积物组分的宏观变化。在相同油温条件下,随着冷却液温度的升高,蜡沉积速率减小而沉积物中高碳数组分比例增大;在相同冷却液温度条件下,随着油温从凝点附近增大至析蜡点以上,蜡沉积量先减小后增加最后再减小,沉积物中高碳数组分比例增大;在同一温差条件下,随着温度区间温度的升高,蜡沉积量的变化有波动但油温在析蜡点附近沉积量达到最大值,沉积物中高碳数组分比例一直增大。针对实际管流,环境温度基本恒定,通过升高入口油温减少沉积的发生,因此,在含蜡原油管输中,入口油温的选取对整个管输过程中蜡沉积的形成以及形成后的清理很重要。根据实验结果,入口油温不是越高越好,应保证入口油温低于析蜡点且整个管输过程中高于凝点5℃左右。（图6,参12）     

蜡沉积对流量计检定的影响

输油温度和环境温度的变化，导致原油中的蜡析出，用体积管检定容积式流量计时，由于蜡吸附，体积管基准管段标准容积减少，严重影响流量计检定结果。分析了蜡析出过程和析出条件，以实例说明体积管内壁结蜡对流量计检定结果和计量准确度的影响，提出了避免体积管结蜡应采取的措施。     

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。     

含蜡原油中的蜡晶形态

含蜡原油中蜡的形态结构对其流变性有着重要影响.叙述了国内外学者利用光学显微镜和散射技术对蜡晶形态的研究.介绍了蜡晶形态研究过程中引入低温技术的处理方法与结果,利用低温技术使蜡晶形态保持样品最初(未冷冻时)的质地特征,并用电子显微镜研究了静态及动态条件下的蜡晶形态,指出结晶核为薄片状,厚度与分子大小相当,它们的进一步发展依赖于结晶条件.     

万周输油管道结蜡分析及清防蜡措施

介绍了万周输油管道的主要输油参数有原油物性，针对万周输油管道结蜡的情况，对结蜡原因及蜡晶分布规律进行了分析和研究。采用实际运行数据对结蜡厚度进行了理论计算。通过分析该管道热洗清蜡的效果，提出了对此类管道清防蜡的具体措施。     

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。     

原油降凝剂作用机理及其研究进展

针对含蜡原油管道输送的化学降凝技术,基于原油结蜡的微观过程,总结了国内外关于降凝剂作用机理的解释。分别从晶体学和热力学两个角度描述了降凝剂在石蜡结晶过程中的作用。晶体学分析认为:降凝剂并不能阻止石蜡的结晶,但可以通过改变蜡晶结构和表面性质,提供更多的晶核、提高蜡晶晶体的对称性和改善蜡晶的表面性质,阻止蜡晶彼此连接。热力学分析认为:降凝剂分子为石蜡的结晶过程提供了更便捷的热量变化途径,使体系维持在非结晶的稳态。对降凝的作用机理进行分析描述,可为降凝剂材料的设计和结构优化提供参考。     

重复加热对加剂改性原油蜡晶形态与结构的影响

研究重复加热对加剂改性CQ原油宏观流动性与微观蜡晶形态的影响,有助于探究重复加热影响降凝剂改性效果的内在原因。对降凝剂改性CQ原油进行重复加热实验,研究发现重复加热对改性CQ原油蜡晶形态与结构的影响规律与对流动性的影响存在对应关系:将加剂CQ原油预热至60℃后再动态降温至20℃,然后重复加热至不同温度,当重复加热温度小于35℃时,随重复加热温度的升高,蜡晶尺寸减小,分形维数变小,改性油的宏观流动性变差;当重复加热温度为35℃时,蜡晶尺寸与分形维数达到最小值,降凝剂改性效果完全丧失;当重复加热温度大于35℃时,随重复加热温度的升高,蜡晶尺寸与分形维数逐渐增大,改性油的宏观流动性逐渐变好;重复加热恶化温度区间与原油的析蜡点到溶蜡点温度区间对应。研究成果为分析重复加热对加剂原油流动性的影响提供理论支撑。(图5,表5,参24)     

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。