非牛顿高凝油的剪切特性

潍北油田高凝油含蜡量高、凝固点高,当温度低于析蜡点时,呈现出非牛顿流体特征,其特性受剪切作用影响较大。为此,开展了非牛顿高凝油的室内剪切降黏降凝实验。研究表明,在剪切作用下,非牛顿高凝油的黏度大幅降低;非牛顿高凝油具有剪切稀释性,且温度越低,剪切稀释性越明显;剪切速率对非牛顿高凝油的凝固温度、凝固时间影响较大,在凝固点附近剪切时,凝固温度可降低56 ℃、凝固时间明显延长;剪切时间对非牛顿高凝油的凝固温度影响很小,对凝固时间影响较大,在凝固点附近剪切20 min（转速100 r/min）,凝固时间可延长817 min。     

大庆普通稠油粘温及流变性研究

以大庆江37普通稠油为研究对象,利用Anton Paar MCR301旋转流变仪开展了稠油黏温及流变特性的实验研究。通过室内实验,测定了大庆普通稠油在不同温度、压力及剪切速率条件下的黏度,研究了稠油流变性特性及屈服应力与温度的关系。研究结果表明,稠油的黏度对温度非常敏感,随温度升高而大幅度降低,在拐点温度处之前,稠油黏-温关系曲线随压力变化较大;在拐点温度处之后,压力对黏度影响不大。流变性曲线说明,低温40℃条件下稠油油样属于Bingham塑性流体。随着温度升高,原油流变性表现为牛顿流体特性。     

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.     

基于流变协同机制的粘弹性非牛顿流体耦合流动与传热问题研究

非牛顿流体在化工、食品、石油及生物工程等许多领域有广泛的应用。人们在非牛顿流体流变特性研究方面已经取得了很大进展,但是对于剪切流动过程中质能传递特性的研究仍然欠缺,多年来一直照搬牛顿流体情况来处理。事实上,在剪切流动中其热、质通过流体微团来输运,非牛顿流体的流变机制不同必然要影响到其质能传递特性的不同。作者基于多年非牛顿流体复杂流动与传热、传质的研究工作,提出非牛顿流体热质输运遵循流变协同机制,应该基于非牛顿流体的流变特性来构建其热质输运本构关系模型。该文以上随体导数Maxwell粘弹性非牛顿流体模型为例,考虑到Maxwell流体的松弛特性,引入Cattaneo-Christov热通量公式,原创性提出基于粘弹性流体流变协同的传热本构方程模型,并推导出基于该本构模型下的粘弹性流体边界层耦合流动与传热问题非线性偏微分方程组。引入适当相似变换及利用同伦分析方法求解得到了问题的近似解,并讨论了相关参数对于流动与传热的影响。     

萌发玉米淀粉流变学特性的研究

实验研究了萌发玉米淀粉在不同温度和质量分数时剪切速率和表观黏度的关系,计算出各温度和质量分数下萌发玉米淀粉的稠度系数(K)和流变指数(n).实验表明,由于萌发玉米淀粉结构的微细化,淀粉糊表观黏度随温度的升高减小;质量分数增大时萌发玉米淀粉剪切稀化不明显.同时,温度的升高流变指数变化较大,偏向于牛顿流体;而质量分数的增加则使萌发玉米淀粉保持良好的假塑流体状态.     

高含固污泥临界剪切应力影响因素的研究

为了进一步研究高含固污泥的流变特性,根据污泥含固率rTS选择改进的Herschel-Bulkley流变模型,以模拟污泥在反应器中的合理流动,并对污泥种类、含固率、剪切速率范围、温度对高含固污泥流变曲线中临界应力的影响进行了实验研究。实验中采用含固率rTS为5.2%~15.8%的厌氧消化污泥,在0.01~1 000s-1的剪切速率范围内进行稳态流变特性的测试。结果表明:当rTS<8.8%时,流变曲线符合Herschel-Bulkley模型;当rTS>8.8%时,流变曲线在1~10s-1内出现临界剪切应力,符合改进的Herschel-Bulkley模型;临界剪切应力与污泥含固率、剪切速率范围有关,与污泥的种类、成分组成、测试温度以及厌氧消化时间无关;临界剪切应力对应的临界剪切速率6)γc与含固率之间呈线性关系。该结果可为污泥物理化学性质研究提供一定的参考。     

南苏丹高凝油油藏冷伤害机理研究

通过室内实验对南苏丹高凝油油藏因析蜡导致地层冷伤害的可能性进行研究。实验结果表明,温度低于析蜡点后,高凝油中蜡晶体析出,呈现非牛顿流体特征,具有剪切稀释性和触变性,随着温度降低,析出的蜡颗粒半径逐渐变大,很容易在孔隙喉道处被捕集,造成地层冷伤害;渗流曲线表现出明显的非线性渗流特征,渗流体系存在启动压力梯度,油水相渗两相区范围变窄,等渗点右移,油水两相渗流能力降低;当温度低于析蜡点时,油水流度比增大,导致见水早、无水采收率和最终采收率都明显低于温度高于析蜡点的水驱效果。建议南苏丹高凝油油藏在实施注水开发时应保证注入水到达井底的温度高于地层原油的析蜡点,防止地层冷伤害的发生。     

红土的流变性能研究

本文通过三轴流变试验,详细研究了赣州市红土的流变特性及流变规律,得到不同围压不同应力水平下应变（轴向应变和剪切应变）和时间关系曲线。     

高庙子膨润土悬浮液的抗冲蚀流变特性

采用流变仪对高庙子膨润土悬浮液在不同水固比、掺加盐溶液类型及浓度的条件下的抗冲蚀流变特性进行了研究,得到了各种情况下膨润土悬浮液的屈服应力,再结合Stoke公式计算了引起膨润土悬浮液冲蚀的初始水流速度.研究表明:随着水固比的增加,膨润土流变曲线逐渐下移;对于水固比小于5.0的膨润土悬浮液,当剪切速率较小时呈现假塑性流体特征,而当剪切速率达到一定值时,流变曲线斜率趋于定值;对于水固比大于5.0的膨润土悬浮液,则始终表现为假塑性流体特征,且随着水固比的增大,膨润土悬浮液牛顿流体特征逐渐增强;随着NaCl浓度的增加,膨润土悬浮液屈服应力先减小后增大,而随着CaCl2浓度的增加,膨润土悬浮液屈服应力则不断减小;引起膨润土悬浮液发生冲蚀破坏所需的最低水流速度在10-4~10~(-2)m·s~(-1)范围内.     

纳米颗粒/矿物冷冻油的流变特性研究

对纳米颗粒/矿物冷冻油的流变特性进行了全面的实验研究,重点分析了颗粒浓度、颗粒种类和温度对冷冻油流变特性的影响.结果表明:对于纳米颗粒TiO2/矿物冷冻油,当w(TiO2)≤0.2%时,为牛顿流体,当w(TiO2)0.2%时,表现为剪切变稀特性.纳米颗粒TiO2/矿物冷冻油的黏度大于纯质冷冻油,且随着颗粒质量分数的提高而增大,当w(TiO2)=0.4%时,黏度可提高11.2%,拟合得到的混合物黏度模型预测值与实验值吻合良好.纳米颗粒种类对混合物的流变特性有一定的影响,这与颗粒的形状有关.纳米颗粒/矿物冷冻油的黏温曲线趋势与纯油相似.     

降凝剂对胜利外输原油流变性的影响

研究了降凝剂对高蜡原油流变性的影响,主要探讨降凝剂的筛选、不加剂和加剂高蜡原油的全粘温曲线的测定、重复加热和高速剪切对降凝剂的改性效果。由实验得到主要结论: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,并使非牛顿流体温度下的粘度减小,但牛顿流体温度范围内的粘度基本没有变化;在重复加热的温度高于原油的反常点10 ℃左右时,重复加热对降凝剂的改性效果没有显著影响,但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影响。在原油析蜡高峰区高速剪切,将大大恶化降凝剂的改性效果。在低于析蜡高峰区的温度高速剪切,会使降凝剂的改性效果的恶化程度有所减弱。     

剪切对几种加剂原油流动性影响与其组成关系

为揭示剪切（泵的强剪切和管道的弱剪切）对原油流动性的内在影响机理,给新管线建设及管线安全运行提供决策依据,采用气相色谱、核磁共振、DSC热分析和偏光显微镜等分析方法,对5种原油的组成、蜡结构、析蜡点和蜡晶形态进行分析;按照参考文献报道的模拟实验方法,评价泵强剪切和管道弱剪切对5种原油添加降凝剂后的原油流动性影响。结果发现,在析蜡温度点以上,原油中仅有极少量的蜡晶析出,泵强剪切和管道弱剪切对原油的流动性无影响。在析蜡高峰温度区内,原油中有大量的蜡晶析出,泵强剪切对原油流动性有恶化作用;管道弱剪切对原油流动性的影响与原油的组成（蜡含量、胶质沥青质含量）和蜡的结构（碳数分布、支链度）有关,既对某些原油的流动性有改善作用而对某些原油的流动性有恶化作用,导致上述现象的主要原因是析蜡高峰温度区内的剪切对蜡晶形态和蜡晶生长影响较大。     

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     

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。     

锆冻胶压裂液管流特性的实验研究

采用管道流动装置对同一浓度不同温度下锆冻胶压裂液的流动特性进行了实验研究。文章认为,锆冻胶压裂液属粘弹触变性流体。实验结果表明,在实验的切变速率范围内,剪切应力和切变速率的关系曲线可划分为三个区域,每个区域均可用Herschel-Bulkley模式来描述,并分别得到不同情况下的极限动剪切应力、稠度系数和流变指数值。文章还得出了视粘度随温度的变化关系,并就锆冻胶压裂液在油气田开发过程中所涉及的几个问题进行了探讨。     

热萃取污油的降凝处理研究

经热萃取从含油污泥中得到的回收污油凝固点高、流动性差,为降低凝点改善其低温流动性,分别采用降凝剂及降凝剂与超声波联合处理的方法,对回收污油进行降凝处理.结果表明:在众多降凝剂中EVA的降凝效果较好,且当反应时间为0.5 h、反应温度为75℃、降凝剂的质量浓度为400 mg/L时,污油凝点从48℃降低到12℃,降凝率达75%;若将降凝剂和超声波联合使用,凝点可降到5℃,降凝率达90%;处理后的污油与原油混合具有良好的输送性能.     

乙烯-醋酸乙烯共聚物降凝剂对尼罗原油的特殊改性作用规律

利用流变测量手段对尼罗原油添加EVA降凝剂前后流变参数的变化规律进行了研究，结果表明尼罗原油中加入EVA降凝剂后，凝点不变，但低温下的屈服值减小（凝点处降低幅度为70%），反常点由38℃升至45℃，原油的非牛顿流体温度范围向高温方向扩展，此外掺加不同比例轻油的尼罗原油加剂后依然存在反常点升高的现象。最后根据实验数据计算得出相同条件下原油析出蜡晶浓度远小于其实际内相浓度，证明了原油中蜡晶溶剂化层的存在，进一步完善了降凝剂对含有较多极性胶质的高凝易黏原油的改性机理。     

稠油流变性的测量和研究

用ＲＶ２０旋转粘度计和地层条件毛细管流变仪测量了不同油田脱气稠油的流变性,研究了温度对稠油流变性的影响,建立了对应于不同温度的流变模式和适切的本构方程．指出对于稠油存在某一临界温度Ｔｃ,当温度高于Ｔｃ时,稠油可以视为牛顿流体;当温度低于Ｔｃ时,稠油存在初始剪切应力,可以用Ｂｉｎｇｈａｍ型本构方程描述．为了研究稠油在地层中的流变性,采用地层条件毛细管流变仪更为合适．     

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。