非牛顿原油结构恢复特性试验研究

通过小振幅振荡剪切试验，对经历预剪切的非牛顿原油在静置条件下的结构恢复性进行了研究。试验结果表明，在静置条件下，反映非牛顿原油结构强度大小的参数Ｇ＾＊等随时间单调增加，但在静置的初始时刻，原油的结构恢复最快。原油经受的预剪切速率越大，其结构恢复速率越大，但相应的准平衡结构强度越小。     

不同剪切条件下胶凝原油轴向与剪切力学特性差异

流变测试系统内,经剪切处理后的胶凝原油存在明显的各向异性,导致现有的管道非稳态流动数值模型不再适用。为了对比在不同剪切条件下胶凝原油剪切力学特性与轴向力学特性的差异,分析其各向异性,以胜利原油和南阳原油为例,控制不同剪切速率、剪切时间等因素对原油进行预剪切处理,分别开展剪切应力松弛试验和轴向压缩松弛试验。对试验数据进行拟合,对比相同条件下胶凝原油的剪切松弛模量和轴向压缩松弛模量,结果表明:相同条件下,胶凝原油的压缩松弛模量远远大于其剪切松弛模量,且随剪切速率的增大、剪切时间的增加,剪切松弛模量和压缩松弛模量相差越来越大,即各向异性更加显著。研究结果为胶凝原油管道的停输再启动提供了理论依据与技术支持。     

提高VT500-D100/300系统测量结果的准确性

同轴圆旋转粘度计平衡法是测定原油 度的主要方法，但常规的非密闭粘度测试系统在测定轻质原油粘度时，常常由于原油轻组份的挥发导致测试结果偏高，采用密闭系统测试则可解决这一问题，但密闭测试系统常因结构特殊而又产生较大误差。VT500－D100／300密闭粘度测试系统可测定高温高压下流体的粘度，从系统的结构、测试原理出发，分析其测量误差的来源，提出了用剪切率扫描的方法测试粘度，并进行了实例验证。结果表明，用剪切率扫描方法可明显提高VT500－D100／300密闭测试系统测定原油粘度结果的可靠性及重复性。     

原油流动性测量及在管输应用中的若干问题

高粘原油(特别是改性原油)的流动性与原油经历的热历史和剪切历史密切相关,在管输应用中,凝点(倾点)、流变曲线及屈服应力是表征原油低温流动性的主要参数,也是影响管输安全性和经济性的关键因素。分析讨论了这些参数的测量及测量结果在管输应用中的若干问题,主要包括凝点测定中观察液面的扰动剪切、分层原油凝点(倾点)的测量、平衡流变曲线测定中剪切率上行与下行的影响、含水原油流动性质的测定、原油屈服应力及其测定方法和管输应用等,并指出为管输应用提供数据的流动性测试应与管输条件的模拟密切结合起来。     

低速剪切影响加剂原油低温流动性机理研究

通过对室内模拟管流低速剪切流动参的测试和蜡晶显微观察，研究了低速剪切对不同原油低温流动性的影响及对蜡晶影响之间的关系。研究表明，不同组成的原油，低速剪切对蜡晶的影响不同，低速剪切既能破碎蜡晶聚集体，又能形成蜡晶聚集体。管道流动过程中的“恢复”现象实质就是管流低速剪切改善加剂原油低温流动性的表现，其机理是管流的低速剪切使得高速剪切后破碎的蜡晶聚集体重新形成。     

描述含蜡原油触变特性的一种新模式

在对试验实测数据和文献数据分析的基础上，提出了一种新型的四参数双曲触变模式。该模式具有精度高、适用范围广、物理意义明确等优点，用它能很好地描述旋转粘度计以及管流试验装置中恒温条件下以恒定的剪切速率剪切时含蜡原油的触变特性，在试验数据分析的基础上，探索了启动剪切速率对屈服值、平衡剪切应力的影响。     

油气水三相流体高温高压流变特性实验

以大庆外输含蜡原油为实验介质,利用自行研制的高压流变特性测试系统,测试了实验油样在氮气和天然气两种气质加压条件下,油气两相和油气水三相在不同剪切速率、含水率及压力下的粘温特性,探讨了氮气和天然气的溶解度对含蜡原油析蜡点和溶蜡点的影响。结果表明：在氮气和天然气两种气质加压条件下,油气两相和油气水三相混合物的视粘度均随剪切速率的增大而减小,且温度越低剪切稀释性越明显。在相同的压力条件下,原油含水率低于20%时,油样视粘度随着含水率的增大而增大。在低于泡点压力的条件下,当以天然气加压时,油气水三相和油气两相混合物的溶蜡点和析蜡点均随压力升高而降低,而以氮气加压时的变化规律与此相反,说明天然气溶解于原油有利于改善原油的流动性。     

原油等熵压缩温升测定及研究

采用反平衡法测试泵的效率，具有测试参数少（不需要测定泵流量），易于实现等优点，但是原油等熵压缩温升参数及其测试方法需要深入研究。实测液体等熵压缩温升要在绝热，压力稳定的条件下进行，并取升压测得的温升△ｔｐ和降压测得的温降△ｔｐ的算术平均值，作为等熵温升。从对原油实测的等熵压缩温升结果来看，原油的等熵压缩温升与原油性质，被压缩原油的温度，压力，密度有关，其中与原油密度的关系较为明显。介绍了测试这一参     

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。     

高速剪切后加剂原油低温流动性的恢复

通过分析现场和室内试验结果,研究了不同条件下高速剪切后加剂原油低温流动性的恢复问题。研究表明,加剂原油低温流动性的恢复与原油的组成和高速剪切后的温度条件有关。有的加剂原油高速剪切后恶化了的流动性可以恢复,有的不能恢复,还有的原油根本就不受影响。加剂原油的恢复性与温度有关,在高温下剪切后流动性可以恢复的原油在低温下不一定能恢复。     

含蜡原油屈服应力的研究进展及分析

屈服应力是含蜡原油的一个重要流变性质,它能够表征含蜡原油的胶凝强度和含蜡原油管道停输再启动的难易程度.回顾了屈服应力的研究进展情况,分析了含蜡原油屈服应力的各个影响因素,包括原油经历的热历史、剪切历史、原油组成以及静置时间等.总结和分析了屈服应力测量的主要方法.测量系统的几何尺寸、壁面性质以及时间等因素均会对屈服应力测量值产生影响.就屈服应力认识和研究中存在的问题提出了若干建议.     

触变性含蜡原油流变曲线的测量方法

原油流变性测量是储存和管输原油工艺设计及经营管理中极为重要的基础工作。在ＳＹ／Ｔ０５２０－３标准的执行过程中，存在仪器人工操作繁琐，测量时间长和测量仪器软件操作无标准的缺点。通过对该标准的理论分析与试验研究，建立了测量无弹性触变性含原油流变曲线的基本方法，探讨了这种方法在流变仪、粘度计的人工操作和软件操作两种方法下使用的可行性。     

超稠原油降粘剂的应用性能

根据超稠原油组成分析的结果研制出富含胺基类基团聚合物型流动改进剂,将其应用于辽河超稠原油试样,进行粘温性能测试,并建立不同剪切速率下的粘温预测模型。模型验证结果表明:研制的胺基类共聚物型流动改进剂,由于具有与超稠油较为相似的结构组成,使得系统内部难以形成集团聚集结构,分散性能显著提高,显示出较好的降粘性能,平均降粘率可达55%～85%。经预测模型回归和计算分析,指数关系预测模型的相关性较好,相关系数为0.988,可以较准确地评价原油的粘温性能和低温流动性能,为提高超稠原油低温流动性能研究提供了理论依据。     

胶凝原油粘弹性的试验研究

用控制应力流变仪RS75对新疆、胜利、长庆等胶凝原油进行了粘弹性试验，结果表明，胶凝原油具有典型的粘弹性固体特征，如具有蠕变／恢复特性，以及复数模量│G^*│大，损耗角δ小的特性等。小振幅剪切振荡粘弹性参数，可反映不同状态下原油的流变结构特点。     

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。     

加剂原油轻组分挥发对低速剪切效应的影响

在加剂输送管道中,油样为密闭带压输送。在非密闭状态下进行长时间加剂原油管输模拟试验时,轻组分会挥发,分析了轻组分挥发对加剂混合原油低温粘度及原油凝点的影响,轻组分的挥发加剧了中低速剪切作用的影响,即掺入适当轻质油可进一步改善加剂原油的耐剪切性能。因此,在进行慢速降温的管流剪切模拟试验时,应使用密闭耐压罐。     

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。     

非牛顿原油的管道摩阻特性

通过分析具有假塑性流体特性的原油在加热输送管道中的摩阻损失特点,提出了随输油温度降低,非牛顿原油摩阻损失下降的临界有效管流剪切率的概念和计算公式。相对牛顿流体,当流量增大时,非牛顿原油的摩阻损失增加幅度减小,并且原油流变指数越小,这种趋势越大;对于热输非牛顿原油管道,管道的临界有效管流剪切率只与所输原油的性质有关。