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。     

胶质沥青质对含蜡原油胶凝特性的影响研究进展

蜡晶析出形成三维网络结构是导致含蜡原油胶凝的直接原因,作为极性组分的胶质沥青质与蜡分子相互作用,会参与蜡结晶过程,改变析蜡特性,使原油胶凝行为研究趋于复杂。胶质沥青质与蜡分子间的微观动力学行为对介观蜡晶形态产生影响,进而在含蜡原油多相体系宏观流变性能上发挥决定性作用。在此从宏观层面基于流变实验归纳了胶质沥青质对含蜡原油流变性的影响及表征方法;从介观层面借助显微实验和分子模拟分析了胶质沥青质对蜡晶形态和粒度大小的影响,以及胶质沥青质与蜡晶间的协同作用机理;从微观层面通过分子动力学模拟介绍了分子聚并及相间作用,论述了胶质沥青质分子对含蜡原油胶凝特性的影响。最后提出分子动力学模拟含蜡原油胶凝领域的应用前景,以期为含蜡原油管道输送技术的发展奠定理论基础,对降凝剂的研发与应用提供参考。（图7,表1,参64）     

原油改性处理的管道输送工艺

介绍了原油管道加热输送工艺存在的缺陷、原油改性处理输送工艺的发展史及我国应用化学改性处理工艺的概况。原油改性处理工艺的基本原理是控制条件或添加某种化学的来影响蜡的形态,消弱蜡结合趋势和结构强度,从而推迟原油胶疑的发生。其方法可分为的物理(热处理)和物理化学(添加化学刘)两大类。指出唯有石蜡基或混合基原油一含蜡多者,才有可能用化学剂降凝。有效的降凝剂基本都具有长烃链和极性基的聚合物。其单体中的碳原子数要和原油中的蜡主体部分碳数相适应,才能达到最好的效果。加剂温度、处理温度、降温速率和方式、处理最终温度等是取得最佳效果的工艺条件。对于改性效果的评定,除遵照中国石油天然气行业标准外。还必须做更全面的考察。比较详细地介绍了改性处理工艺实施中的特殊问题。     

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。     

原油改性机理研究中的几个问题

简述了高分子聚合物对石蜡、沥青质的改性作用,并对现有原油改性机理、胶体流变学、胶体化学、非电解质理论进行综合研究,提出了改变原油均相分布,使原油形成非均相胶体,形成轻馏分油包蜡晶、胶质聚集体的新构想。在保留化学剂与石蜡进行物理作用的基础上,将化学反应、配位化学引用到原油改性中,不仅改变胶质的形态,形成胶质聚集体,而且可能改变胶质对蜡晶改性剂影响。     

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     

评价防蜡剂和减阻剂的新方法

介绍了一种可以在现场运行条件下连续测量流变性变化和筛选评价防蜡剂和减阻剂的新方法,同时提出了寻求有效防蜡剂的选择标准。对于特定的原油和流动条件,此标准可以保证所选择的化学剂是最有效的,9家化学公司参加了为北海油田开发选择有效防蜡剂的工作,针对几种含蜡原油,应用这种新方法测试评价了20多种防蜡剂。这种新方法可以提供运行温度范围内的流变数据、蜡沉积速度、防蜡效果、总平均防蜡效果和流体流动性改进程度。通过试验,多数防蜡剂在高温下有较好的防蜡效果,而低温下不理想,减阻剂在北海海底温度条件下效果不佳。     

单相输油管道蜡沉积研究进展

含蜡原油在管道输送过程中的蜡沉积问题突出,严重威胁管道的流动安全。从蜡沉积机理、蜡沉积试验装置及蜡沉积模型角度,介绍了国内外蜡沉积问题的最新研究成果,阐述了蜡沉积厚度测量的新方法,着重分析了原油温度和流速对蜡沉积厚度和沉积层含蜡量的影响,并介绍了蜡沉积模型的研究进展。根据相关研究现状,提出输油管道蜡沉积问题研究应从蜡沉积机理入手,结合环道试验装置,分析蜡沉积试验特性,同时应该考虑原油析蜡后表现出的非牛顿特性对蜡沉积的影响。研究结果对解决输油管道蜡沉积问题,保障含蜡原油管道的输送安全,提高输送效率具有重要的工程意义。     

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.     

原油管道清管蜡层剥离研究进展

蜡沉积是含蜡原油在管输过程中面临的重要流动保障难题,生产上常采用机械清管的方法清除管壁蜡沉积物。由于目前对蜡层剥离机理认识不足,现场清管作业仍然依赖操作经验,卡球蜡堵事故时有发生。通过对原油管道通球清蜡研究的关键问题进行系统阐述,分别从蜡层剥离机理、清蜡效率、蜡层破坏力3个方面详细梳理当前原油管道通球清蜡领域的研究进展,指出蜡层强度、清管器前油蜡浆液流变特性和流动规律以及蜡沉积物积聚成塞条件应是该领域今后研究的关键问题和主要方向。     

一种测定原油特征温度的新方法

原油的升温过程和降温过程有着本质区别，单凭某一过程的剪切应力－温度曲线来确定析蜡点等特征温度必然存在误差。针对这一问题提出了连续升降温过程平均粘温曲线法，该方法可经在较高的温度范围内同时测定油样的析蜡点、异常点和凝点等特征温度。介绍了该方法的操作过程，利用常规方法证实了其可靠性。     

用双曲正切结蜡模型计算含蜡原油管道的结蜡分布

在原油热输管道修复开挖暴露长度的计算中,应用了双曲正切结蜡模型计算管道开挖前的结蜡厚度分布。对模型的验证表明,双曲正切结蜡模型用于计算含蜡原油管道的结蜡分布是可行的,计算得到的热油管道开挖暴露长度更合理。     

关于原油流变学研究的思考

对我国开展原油流变学研究的概况作了全面回顾,指出在当前的流变学研究方面存在着两种错误倾向,即对原油流变学应用基础的研究重视不够,缺乏研究的深度;只重视国外的研究成果而忽视国内研究经验的总结。以大量实例介绍了国内学者在流变学研究方面取得的成果,指出为推动我国原油流变学的研究工作,应在三个方面进行重点研究:泵对原油的剪切影响;原油触变特性变化规律;原油流变特性的物理和化学方法改性机理。     

苏丹混合原油加剂常温输送工艺研究

对苏丹输油管道的加剂常温输送工艺进行了研究,介绍了苏丹混合原油降凝剂的研制开发、分析了加剂苏丹混合原油流变性和模拟技术以及结蜡规律,在借鉴已有的应用加剂综合处理输送技术的基础上,成功地将该项技术应用于苏丹外输管道,该项技术的应用,减少了一次性管道建设的投资,节省了大量的燃油费,取得了良好的经济效益.     

加剂BZ28-2S混合原油的析蜡特征与流变性

实验评价了BZ28-2S混合原油加剂前后的析蜡特性、流变特性与粘温特性,结果表明：BZ28-2S混合原油对SW3流动改进剂具有良好的感受性,扩大了管道输送的安全温度范围。在高温段（35-65℃）混合原油加剂前后的粘温曲线基本重合,均表现为牛顿流体;在低温段（15-30℃）,混合原油表现为非牛顿流体,此时,在同一温度下,加剂后混合原油的表观粘度和反常点显著降低,低温流动性得到明显改善。此外,通过添加流动改进剂,混合原油的静屈服值大大降低,提高了海底管道停输再启动的安全性。     

原油族组成及碳数分布对其低温流动特性的影响

不同原油因族组成和碳数分布差异,低温流动性往往差别较大。以阿赛管道沿线站场原油为研究对象,测定各油样族组分及碳数分布,利用灰色关联模型,分别以原油凝点和黏度为评价指标,系统分析了原油族组成及碳数分布中各单因素对原油凝点及黏度的影响程度,给出了各因素对原油低温流动性的贡献大小。结果表明：在原油组分中,蜡含量是影响原油低温流动特性最主要的因素,胶质、沥青质的影响则相对较小,油分含量对原油低温流动性的影响也不容忽视;在原油的碳数分布中,碳数分布在C16以下的油质对原油低温流动性的影响最大,而碳数分布在C16～C25和C31～C33的非晶蜡对原油低温流动性的影响程度较碳数分布在C25～C30和C34～C53的微晶蜡高。（图1,表4,参13）。     

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。