含蜡原油乳状液磁处理降黏实验

油田集输工艺中油水混合物形成的原油乳状液流变特性较为复杂，可能影响管道安全经济运行。为探究磁处理对含蜡原油乳状液的降黏效果，利用自行研制的静态永磁处理装置，调整磁场强度、磁处理温度及磁处理时间，对乳状液的黏度变化进行实验研究。对磁处理前后原油乳状液黏度与油水界面张力进行测量，观察乳状液液滴分布情况，分析乳状液降黏原因。通过磁处理实验发现，当磁处理温度为58℃、磁场强度为200 T、磁处理10 min时，乳状液黏度降低幅度最大，降黏率达到14.5%；通过界面与显微实验发现，乳状液经磁处理后油水界面张力降低，施加不同的磁处理条件后液滴分布不变，磁场作用通过降低油水界面张力与原油黏度进而降低乳状液黏度。研究成果可为含蜡原油乳状液降黏输送技术提供指导，保障原油集输安全。（图10，表4，参26）     

基于磁场磁核分析的原油防蜡降粘机理

介绍了含蜡原油空间三维网状结构的形成机理及其研究进展,分析了磁场对石蜡磁性核的作用,研究了原油磁处理防蜡、降粘技术机理,并进行了试验验证。磁场作用下石蜡磁性核按能级规则取向排列,并绕磁场进动,改变了原油中石蜡的结晶过程,可以有效防止蜡晶形成三维网状结构,使石蜡结晶成核半径减小,结晶释放潜热增多,产生防蜡降粘的效果。     

磁处理对原油结蜡影响的机理分析

分析了磁处理对原油结蜡的影响因素,用石油胶体分散体系理论分析了原油结蜡过程,应用胶体化学中的"DLVO理论"解释了磁处理对原油结蜡的影响.分析认为,磁场通过对蜡晶分子间色散力的影响作用,致使蜡晶胶粒之间的范德华引力势能增大,从而促进了原油中蜡晶胶粒的聚结,这就是磁处理对原油凝胶结构产生影响从而降粘的基本原因.     

原油磁处理降粘研究

叙述了国内外近几年对原油,特别是含蜡原油磁处理降粘的研究进展。对原油磁化降粘的机理进行了总结和探讨,认为磁致颗粒团聚及磁场作用下分子有序排列是降粘的主要原因。通过悬浮液流变学理论,磁致颗粒团聚后,体系的多分散度上升,颗粒最大堆砌体积分数提高,从而悬浮体系粘度下降。原油磁化降粘具有时效性,大多可维持2～4h时,可应用于短距离输油管道。     

高粘原油磁防蜡和降粘的量子解释

基于分子间的色散理论，利用量子力学和统计力学，分析了磁降粘的微观机理，总结了反效应的出现条件。根据统计力学相关理论，分子中的电子满足玻尔兹曼分布，通过量子力学可推导出，在热平衡状态下，分子间的色散能随磁场强度的增大而增大，分子间色散能越大其粘度越小，从而达到磁降粘的效果；在非热平衡状态下，分子间的色散能随磁场强度的增大而减小，从而出现反效应现象。基于原油粘度主要取决于其中蜡晶网状结构强度的认识，通过加交变磁场增强降粘效果，延长经磁处理后原油粘度恢复所需的时间。     

原油组成对电场改性效果的影响北大核心

电场改性是一种新型的原油改性方法,其基本原理是电流变效应,机理是蜡晶的界面极化。目前研究发现,不同原油电场改性效果差异较大,机理尚不明确。以胶质、沥青质含量介于4%~23%的8种含蜡原油为实验对象,测试其电场改性效果,发现胶质、沥青质含量少(总质量分数5%以下)的原油,在实验条件下电场降黏效果随累计析蜡量增大呈先升后降趋势;对于胶质、沥青质含量中等的原油(总质量分数10%左右),在实验条件下电场降黏效果随累计析蜡量增大单调上升;对于胶质、沥青质含量较高(总质量分数15%以上)的原油,在实验条件下电场降黏效果不明显。结合界面极化机理,得出电场改性效果强弱与原油中胶质、沥青质的充足程度及聚集程度密切相关。     

吉林扶余油田稠油乳化降黏实验研究

针对典型油样进行组分分析,找出原油中影响黏度的主要因素。采用A型水溶性降黏剂进行乳化降黏实验,通过静态评价试验,研究了水溶性A型降黏剂与原油之间形成乳状液的稳定性和粒径分布、油水界面张力、降黏率及洗油率,考察了该降黏剂降黏效果。实验结果表明：原油中蜡含量达14.7%,高含蜡是影响原油黏度的主要因素;降黏剂浓度越大,乳状液分水率越低,乳状液粒径分布越集中,油水界面张力越低,乳状液越稳定;油水比越大,分水率随降黏剂浓度变化越显著;随降黏剂浓度增大和油水比降低,降黏率逐渐升高,降黏率最高可达91.5%;该降黏剂有较好的洗油效果,洗油率为61.1%。     

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。     

含蜡原油加蜡晶改进剂热处理的技术经济问题

用蜡晶改进剂改善含蜡原油的低温流动性,是研究实现常温集输和长距离管输的途径之一。国外六十年代就开始了含蜡原油及重燃料油加蜡晶改进剂降凝减粘的研究,并针对不同组成的含蜡原油及重燃料油研制了若干系列蜡晶改进剂和分散剂。为了节省能源消耗,近年来国内对含蜡原油加蜡晶改进剂热处理也进行了一系列实验研究,并取得了一定成果。国外十几个公司也应邀用他们研制的蜡晶改进剂和分散剂对我国大庆等原油进行了筛选实验。由     

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。     

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）     

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）     

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。     

静电场对原油粘度影响的试验研究

提高管道输油效率的关键问题是降低原油粘度,目前生产中所采用的降粘方式很多,但都或多或少存在一些不足,为此必须寻求新的降粘方法,以达到降粘效果。通过一系列室内试验,利用静电场处理原油,改善原油的流变特性,以达到降粘目的,并初步分析了静电场处理原油的作用机理。试验结果表明：经过静电场处理的原油,能够利用分子的有序排列,减少原油的流动阻力,防止颗粒结晶分子的形成,其粘度可降低１９％左右,能有效地提高管道     

终冷温度对加剂改性大庆原油蜡沉积的影响

为了分析终冷温度对加剂改性原油蜡沉积规律的影响,保持油壁温差相同,控制不同的终冷温度,采用搅拌槽蜡沉积装置、流变仪、差热扫描量热仪等试验仪器,对添加纳米降凝剂的大庆油、添加EVA降凝剂的大庆油以及大庆空白油进行静态蜡沉积对比试验与动态剪切对比试验。同时,结合分子扩散、胶凝等机理,分析不同试验条件下加剂改性大庆油的结蜡规律。结果表明:当终冷温度较低时,加剂油结蜡总量明显高于空白油,但结蜡总量中含凝油多、蜡晶结构较弱;空白油结蜡总量低,但蜡晶结构较强;随着终冷温度升高,加剂油与空白油的结蜡量逐渐降低并趋于一致。终冷温度较低且剪切剥离强度较弱时,添加降凝剂会增加管输蜡沉积量;一旦经过高剪切或提高终冷温度,加剂油的结蜡量将明显降低,管输安全性提高。     

剪切作用对加剂大庆原油粘度和凝点的影响

通过管流剪切、过泵剪切模拟试验以及管输模拟试验,研究了剪切作用对加剂大庆原油粘度和凝点的影响.研究表明,在测粘温度和析蜡点中间值附近35℃和37℃的剪切作用对粘度的影响较大,剪切温度趋近于测粘温度和析蜡点时剪切作用对粘度影响变小,而对于凝点,不存在一个使剪切作用影响明显减小的较低剪切温度.剪切后温度下降幅度越大,剪切作用对粘度的影响越大.快速降温条件下加剂原油受到的剪切作用较小,很可能会夸大降凝剂的实际使用效果.     

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。     

基于灰色系统理论的蜡沉积速率预测模型

基于灰色系统理论建立了管输原油蜡沉积速率灰色预测模型,借助该模型可以得到多个不同影响因素相互作用的结果,从而避免了因片面考察个别因素而影响预测结果客观性的问题。实例验证结果表明:该模型预测结果的平均相对误差为2.376%,优于逐步回归预测模型;在管壁处剪切应力、管壁处温度梯度、管壁处蜡分子质量分数梯度和原油动力粘度4个影响因素中,管壁处蜡分子质量分数梯度对蜡沉积速率的影响最大。该模型算法简单,易于掌握,可提供的信息量较大,但仍属于静态模型,欲使模型更加完善,需要建立动态灰色预测模型。