测量温度对青海原油等温胶凝特性的影响

利用AR-G2流变仪在小振幅振荡剪切模式下考察测量温度对经历不同历史的含蜡原油等温胶凝特性的影响。结果表明:在3种历史条件下,随温度的降低,原油在相同的静止时间所对应的储能模量均增大,但其损耗角的变化规律则表现出明显的不同;原油经静态降温后,测量温度越低,其相同静止时刻的损耗角越小,而原油经静态降温并恒温剪切或动态降温后,其损耗角则随温度的降低表现出先降低后升高的趋势;不同条件下原油储能模量随时间的变化曲线均满足同一模型,且其拟合参数均与温度有关,但拟合参数随温度的变化规律受原油恒温静止前所经历的历史条件影响。     

热历史和剪切历史对含蜡原油流变性的影响

热历史和剪切历史对含蜡原油的非牛顿低温流变性影响显著。以具有代表性的番禺原油为例,通过一系列的热处理和剪切处理试验,对含蜡原油进行了流变性能试验。试验结果表明:热处理温度、加热次数、剪切速率、降温速率等对于含蜡原油的低温流变性均具有一定的影响。当热处理温度为65℃时,原油的低温流变性最好,其凝点降幅高达13℃左右;当热处理温度为55℃时,含蜡原油低温流变性严重恶化;在0.5~1.5℃/min的降温区间内,剪切速率越大,降温速率越小,对含蜡原油流变性影响程度越大,最大降黏幅度达73%左右。     

剪切作用对含蜡原油黏弹性的影响规律

为了探索剪切作用对含蜡原油流变性的影响规律,使用高精度的控制应力流变仪测量经历相同降温和不同剪切作用的大庆原油黏弹性参数(储能模量和耗能模量)).用黏性流动能量耗散表示剪切作用.得到了黏弹性参数随剪切作用的变化规律,建立了相应的关系式.观察原油的黏弹性参数随剪切作用和恒温静置时间的变化,发现从黏弹性随恒温静置时间变化的稳定阶段来看,原油在动态降温和静态降温下的黏弹性存在一定差别,不能简单地将静态降温条件下测得的流变数据用于输油管道工艺计算;而剪切作用的变化对原油流变性的影响较小,这对于评价含蜡原油在管道运行和停输期间的流变性具有一定指导意义.     

剪切和降凝剂作用对含蜡原油流变性的影响

为了研究管输过程中降凝剂及管流的剪切作用对含蜡原油的流变性的影响,在不同剪切速率下对加降粘剂与未加降粘剂的原油进行了对比实验.研究表明,降凝剂作用和剪切作用都能使蜡晶的形状、大小以及结构等发生变化从而影响原油的流变性能,剪切作用和降凝剂作用对含蜡原油的流变性存在交互性影响.油样凝点由加剂前的16℃降低到加剂后的-10℃,降低了26℃;未加剂油样反常点温度为30℃,加剂油样的反常温度为26℃,降低了4℃;加剂前后油样析蜡点的温度基本没有变化;相同温度相同剪切速率下所测两油样粘度值差别比较大,总体上未加剂油样的粘度比加剂油样的粘度低.剪切作用对未加剂油样流变性能的影响明显大于对加剂原油流变性的影响;剪切作用对加剂原油流变性能的影响程度跟剪切速率和剪切温度有很大关系;加剂原油粘度下降幅度随剪切作用的增强而逐渐减小,当剪切作用超过一定范围时,对加剂原油粘度将不再产生影响.     

基于人工神经网络的超稠油表观黏度预测

对辽河超稠油表观黏度与温度、剪切速率的关系进行了全面的研究,结果表明超稠油的表观黏度是温度与剪切速率的函数,表观黏度随温度的升高而减小,随剪切速率的增大而减小.运用人工神经网络的方法来模拟各种影响因素与超稠油表观黏度之间的映射关系,建立了超稠油表观黏度的预测模型.这种方法综合考虑了温度、剪切速率对超稠油表观黏度的影响,模型所需参数少、计算简单、预测精度较高,为原油管道工艺计算和管道运行提供了较精确的黏度参数.     

剪切作用对添加降凝剂后新疆混合原油流变性的影响

系统地研究了模拟管流的中低速剪切持续时间对添加降凝剂的新疆混合原油流变性的影响。研究表明，在原油析蜡高峰区２～２０℃的温度范围内，将以１３１２ｓ＾－１高速剪切加剂原油的凝点及剪切温度以下的表观粘度大幅度上升，增加降凝剂的加入量反而会加剧剪切引起的流变性的恶化。如果高速剪切后温度保持恒定，则该温度下的（表观）粘度不受影响，２５℃以上的高速剪切对凝点及２℃时的原油的表观粘度均无影响。不论原油加降凝剂与     

减阻型纳米二氧化硅流体的流变性分析

采用流变仪等方法测试了自主研发的减阻型纳米流体HNFⅢ的流变性,研究分析了纳米SiO_2颗粒浓度(质量分数0.002 5%~0.20%)、剪切速率和温度等参数对HNFⅢ流变性的影响规律,以及HNFⅢ的剪切增稠机理。结果表明:HNFⅢ的黏度随纳米SiO_2颗粒浓度的增加而升高;剪切速率低于临界剪切速率值γ0时,纳米流体的黏度几乎不变,而一旦超过γ0,黏度快速升高,具有明显的剪切增稠特性,并且低浓度的纳米流体黏度上升更快,导致了不同浓度的纳米流体黏度出现汇聚的特征;同时,临界剪切速率γ0随温度升高而减小,随浓度升高而增大。实验得到了纳米液HNFⅢ的本构方程,显示其属于膨胀性流体。重复测试和双向剪切测试表明,剪切增稠具有良好的可逆性,满足"粒子簇"理论。     

剪切作用对添加降凝剂后新疆混合原油流变性的影响

系统地研究了模拟管流的中低速剪切持续时间对添加降凝剂的新疆混合原油流变性的影响.研究表明,在原油析蜡高峰区2～20℃的温度范围内.将以1312s~(-1)高速剪切加剂原油的凝点及剪切温度以下的表观粘度大幅度上升.增加降凝剂的加入量反而会加剧剪切引起的流变性的恶化.如果高速剪切后温度保持恒定,则该温度下的(表观)粘度不受影响.25℃以上的高速剪切对凝点及2℃时的原油的表观粘度均无影响.不论原油加降凝剂与否,经历动冷后原油的屈服值远小于静冷的原油.     

大庆胶凝原油启动屈服应力研究

准确预测胶凝原油管道的启动压力，是实现热含蜡原油管道安全经济输送、避免“凝管”事故发生的关键问题。根据原油流变性研究中剪切率和屈服值的定义，提出了胶凝原油启动剪切率和启动屈服应力两个新概念。研究认为，对应热油管道最低临界启输流量，管道存在启动剪切率，对应启动剪切率的屈服应力定义为启动屈服应力。使用室内模型环道，对大庆胶凝原油的启动特性进行了实验研究。结果表明，原油析出的蜡晶对静态降温过程胶凝原油结构强度的作用远大于对动态降温过程生成结构强度的作用。原油静态降温幅度越大，新生长的结构越强。胶凝原油启动屈服应力的主要影响因素有启动温度、启动剪切率和静态降温幅度，它们之间的关系可用三元线性方程描述。     

大庆胶凝原油启动屈服应力研究

准确预测胶凝原油管道的启动压力,是实现热含蜡原油管道安全经济输送、避免“凝管”事故发生的关键问题。根据原油流变性研究中剪切率和屈服值的定义,提出了胶凝原油启动剪切率和启动屈服应力两个新概念。研究认为,对应热油管道最低临界启输流量,管道存在启动剪切率,对应启动剪切率的屈服应力定义为启动屈服应力。使用室内模型环道,对大庆胶凝原油的启动特性进行了实验研究。结果表明,原油析出的蜡晶对静态降温过程胶凝原油结构强度的作用远大于对动态降温过程生成结构强度的作用。原油静态降温幅度越大,新生长的结构越强。胶凝原油启动屈服应力的主要影响因素有启动温度、启动剪切率和静态降温幅度,它们之间的关系可用三元线性方程描述。     

不同测试条件对含蜡原油流变特性的影响研究

以大庆新庙原油为研究对象,采用流变学测试与分析方法,探讨了降温速率及剪切速率对原油低温静屈服值的影响、测试时间和冷却速率对原油低温流变曲线的影响,以及热处理温度、降温方式及降温速率对原油粘温曲线的影响。结果表明,非牛顿含蜡原油的流变特性强烈地依赖于测试条件。在此基础上,提出了含蜡原油流变特性测试思路,通过模拟计算或合理设计来确定降温速率、剪切速率、测试时间等测试条件,为其它含蜡原油流变特性的测定提供了参考。     

管输含蜡原油黏度的不确定性及概率分布研究

为了对管输含蜡原油的不确定性及概率分布进行研究 ,对中洛输油管线现场数据进行了统计分析 .表明含蜡原油黏度及表观黏度数值的不确定性主要来源于原油本身、测量和描述过程、测试样本数量和代表性等方面 .通过Kolmogorov—Smirnov法检验 ,表明原油黏度和表观黏度的概率分布规律用正态分布拟合最好 .描述了中洛输油管线管输原油黏度的均值和标准差随温度的变化规律以及表观黏度均值和标准差随温度和剪切率的变化规律     

一种表征原油流变结构随温度变化的新方法

含蜡原油在从高温到低温的变化过程中 ,由于蜡晶析出而具有不同的粘弹特性。粘弹性的强弱与原油中的蜡晶浓度、蜡晶聚集状态和相互作用性质以及液态油的组成等所形成的流变结构有关。对中原和长庆原油的实验表明 ,原油在小振幅剪切振荡实验条件下粘弹性参数的大小及其特殊变化温度可以综合反映原油的流变结构随温度变化的特点 ,并可用于评价改性原油的改性效果。     

胜利原油在原油降凝剂作用下的流变性能评价

降凝剂可以用来改进原油的流变性能。合成了丙烯酸二十二酯-丙烯酰胺共聚物（PAA）降凝剂，考察了降凝剂对原油流变性能的影响，并探讨了降凝剂的降凝机理。结果表明，降凝剂使原油的凝点和反常点降低、原油的牛顿流体温度范围变宽，并且使非牛顿流体温度下的粘度减小，但是，牛顿流体温度范围内的粘度基本没有变化；在原油的反常点以上，高速剪切对降凝剂的改性效果无明显的影响。在原油析蜡高峰区温度范围内高速剪切，将大大恶化降凝剂的改性效果。降凝剂的加入使原油中的蜡晶颗粒形态发生变化，使得原油的凝点和粘度下降。     

基于BP人工神经网络的含蜡原油触变应力计算

含蜡原油的流变性对其管道输送有着重要的影响.当原油温度逐渐接近凝点时,原油表现为非牛顿流体,其流变性表现出异常复杂的触变性.利用人工神经网络较强的非线性逼近、良好的自适应和预测性能,采用误差反向传播算法(即BP算法)对含蜡原油的触变剪切应力进行了计算,计算结果与实验结果和采用R-G模型方程计算的结果进行了对比.结果表明,BP网络计算的精度高于R-G模型方程计算的精度,BP网络和R-G模型的计算结果与实验结果的最大相对误差分别为5.0%和12.7%.     

含蜡原油结构的存在性研究

所谓含蜡原油结构是指一定条件下原油中蜡晶颗粒相互连接所形成的一种充满整个体系的网络。采用流变学测试及分析技术试验研究含蜡模拟油的特征温度、粘温特性、流变特性,采用偏光显微技术分析含蜡模拟油凝胶状态时的微观结构。试验结果表明:含蜡原油在一定条件下明显存在结构,共形成与原油所含蜡分子的大小与数量、蜡晶颗粒的对称性及大小密切相关,含蜡原油结构的存在是其粘异常和流动性丧失的主要根源。这为含蜡原油降凝降粘途径的进一步研究奠定了理论基础。     

丙烯酸十八酯-丙烯酰十八胺对原油流变性的影响

研究了丙烯酸十八酯 -丙烯酰十八胺共聚物对中原 WC98- 2井原油流变性的影响 ,探讨了降凝剂的筛选、不加剂和加剂原油的全黏温曲线的测定、重复加热和高速剪切对加剂效果的影响和降凝剂的改性效果的时效性 .试验表明 :降凝剂使原油的凝点和反常点降低 ,原油的牛顿流体温度范围变宽 ,并且使非牛顿流体温度下的黏度减小 ,但是 ,牛顿流体温度范围内的黏度基本没有变化 ;重复加热的温度高于原油的反常点 1 0 0℃以上时 ,重复加热对降凝剂的改性效果没有显著影响 .但是 ,重复加热温度低于原油的反常点 ,重复加热显著恶化降凝剂的改性效果 ;在原油的反常点以上 ,高速剪切对降凝剂的改性效果无明显的影响 .在原油析蜡高峰区温度范围内高速剪切 ,将大大恶化降凝剂的改性效果