含蜡原油蜡晶形态和结构的定量表征

为了建立含蜡原油流变性的机理模型，必须对蜡晶形态和结构的特征进行量化描述。首先，采用分块二维熵图像阈值法进行蜡晶图像的自动阈值分割；然后，采用统计学方法分别对蜡晶的粒度、形态和连续相原油的形态进行特征提取。考虑到蜡晶形态分析中的离散误差，提出采用改进的离散圆度算法进行蜡晶形状统计，采用计算蜡晶生长区域的数学形态学方法对连续相原油区域进行统计描述，从而实现了对蜡晶形态和结构的定量描述。     

大庆原油加剂前后的蜡晶分形特性研究

针对蜡晶颗粒定性描述存在的不确定性问题,探讨了蜡晶形态的定量表征方法,提出基于蜡晶体积特征的粒度分布分形模型。以大庆南三联原油和林源原油为研究对象,采用流变学测试法与影像分析技术,测试它们加剂前后的析蜡过程及粘温特性;采用NcMiVnt图像分析软件,处理试样析蜡过程中的蜡晶形态图像,确定蜡晶粒度分布分形维数;进而分析温度与流动改进剂对原油蜡晶分形特性的影响。结果表明,基于蜡晶颗粒体积特征的分形模型可定量表征蜡晶形态;两种原油加剂前后的蜡晶分形维数随温度降低而增大,其析蜡量及蜡晶颗粒数量一般随之增加,宏观表现为原油低温流动性变差;两种原油加剂后的蜡晶分形维数明显增大,而蜡晶颗粒数量大幅减少,宏观上呈现出原油低温流动性提高。     

南阳含蜡原油的分形特性

以南阳含蜡原油为研究埘象,通过偏光显微镜观察其析蜡过程,采用OLYMPUS图像分析软件分析蜡品图像,将蜡晶图像进行二值化处理,使蜡晶轮廓更分明,便丁颗粒统计,运用分形理论得出定量表征蜡晶图像的新方法,即利用计盒维数法算出反映蜡晶颗粒分布情况的分彤维数.针对不同的温度条件计箅蜡晶图像的分彤维数,并利用流变仪得到原油表观黏度与其对应条件下的图像分形维数的关系曲线.结果表明,蜡晶图像的分形维数随油温的降低呈线性增加,原油黏度随分形维数增大呈指数形式增加.     

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。     

含蜡原油结构形成机理研究

基于蜡与沥青的红外光谱、含蜡模拟油微观结构以及结晶学理论,对含蜡原油结构形成机理进行了探讨。研究表明,含蜡原油结构形成的机理就是晶核形成、蜡晶生长和蜡晶颗粒连接的机理,其基本条件包括:高分子蜡或沥青质、胶质等大分子物质形成晶核;蜡晶随蜡分子与晶核间的相互作用增大而不断形成与生长,并形成蜡晶颗粒;蜡晶颗粒相互作用增强,致使颗粒彼此接触、“搭架”形成结构。弄清含蜡原油的结构形成机理,有助于含蜡原油的降凝降粘机理及其低温流动改进技术的研究。     

柴油稀释对原油流动性及析蜡过程的影响研究

以大庆林源原油和0#柴油稀释剂为研究对象,采用HAAKE RS600流变仪和XP-300C影像分析系统,测试分析大庆林源原油在65℃和/或50℃下添加10%、20%及50%稀释剂前后的流变特性、凝点、静屈服值及析蜡过程,评价它们在降温过程中的15s^-1动态粘温特性及其在终了温度20℃的蜡晶微观形态;采用Ncmivnt图像处理软件,分析蜡晶颗粒数量及其对称性;提出用相同视场下蜡晶颗粒的平均短轴与长轴长度之比来表征其对称性。结果表明：林源原油稀释前后的析蜡点和析蜡高峰温度分别在50～45℃与40～30℃,0#柴油稀释不会改变其析蜡过程与蜡结晶行为;稀释剂加量越大和/或处理温度越高,则蜡晶颗粒的数量越少、对称性越高、分散度越低,原油的低温流动改进效果也就越显著,这为下一步研究降凝剂与稀释剂的协同作用奠定了基础     

柴油内蜡晶的组成与结构

采用气相色谱分析了柴油低温析出蜡晶的化学组成,利用X射线衍射法(XRD)研究了蜡晶结构,对蜡晶形态进行了相衬显微观察,并与加入低温流动改进剂T 1804的柴油蜡晶进行对比。研究结果表明:柴油蜡晶主要由大于C16以上的正构烷烃组成,高碳数正构烷烃先析出结晶,加剂后高碳数正构烷烃含量有所减少。XRD结果显示,蜡晶结构与蜡晶中含量高的高碳数正构烷烃二十三烷结构类似,加剂后平均晶粒变小。通过对蜡晶的显微形态观察表明,加剂后蜡晶聚集体由片状变为枝状连接。     

基于中值滤波技术的视频图像边缘检测算法

传统算法抗干扰性能较差,利用人工经验对高低阈值进行设置完成边缘提取,不但会出现伪边缘,同时会产生很多噪声。为此,提出一种新的基于中值滤波技术的视频图像边缘检测算法。依据集合代数原理,通过集合论对几何结构进行描述,完成对视频图像形状与结构的预处理。针对视频图像中某一点的值,对其用该点邻域中不同点值的中值进行替代,对视频图像进行平滑滤波处理。在此基础上,通过设定阈值对某像素点是否是边缘点进行判断,利用最大类间差分技术获取最优阈值,自适应选择合理阈值,以降低假边缘现象的出现概率,提高边缘连续效果。对视频边缘轮廓区域的增强处理,得到有效的边缘检测结果。实验结果表明,所提算法检测结果伪边缘较少,图像边缘检测质量高,噪声少。     

采用频域融合方法的砂轮刀具磨损三维重构技术

针对聚焦合成方法在砂轮刀具磨损区域三维重构过程中高度值离散的问题,运用傅里叶变换将聚焦合成方法与明暗形状恢复方法相结合,提出了聚焦合成方法的高度值连续化新方法。运用傅里叶变换,在频域中对聚焦合成方法形成的三维重构图像进行高通滤波,对明暗形状恢复方法形成的三维重构图像进行低通滤波,并将滤波后的图像在频域叠加,经过傅里叶反变换,得到空间域融合后的刀具磨损区域三维重构图像。分析和实验表明,融合后的三维重构图像同时保留了聚焦合成方法中蕴含的离散几何高度信息和明暗形状恢复方法中蕴含的表面细节特征信息,能有效避免由于聚焦合成方法中高度值离散带来的误差。     

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。     

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.     

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。     

The effect of nanohybrid materials on the pour-point and viscosity depressing of waxy crude oil

The pipeline transportation of waxy crude oil is a problem both at home and abroad.In this paper,a novel nanohybrid pour-point depressant (PPD) was used to decrease the pour point and viscosity of waxy crude oil.The pour point and apparent viscosity of waxy crude oil was decreased significantly upon addition of the nanohybrid PPD,and the long-term stability of the nanohybrid PPD was superior to that of a conventional ethylene-vinyl acetate copolymer PPD.Polarized optical microscopy and X-ray diffraction were used to study the effect of the nanohybrid PPD on the crystallization of crude oil.Addition of the nanohybrid PPD reduced the amount of wax crystals,prevented their aggregation,and reduced the temperature at which the crude oil started to crystallize.The significant effect of this nanohybrid PPD on the pour point and viscosity depressing of crude oil is of great importance for facilitating the safe,efficient and energy-minimized transportation of waxy crude oil.     

含蜡原油低温粘弹性研究的现状与分析

我国盛产含蜡原油,在低温(凝点温度附近)条件下,含蜡原油具有一定的粘弹性。概述了国内外含蜡原油低温粘弹性研究的主要进展。含蜡原油粘弹性起因于其内部形成的蜡晶结构。振荡剪切实验方法最适合于含蜡原油的粘弹性测量。粘弹性与胶凝温度、胶凝强度、屈服应力和触变性等参数有关。含蜡原油经历的热历史、剪切历史以及析蜡特性是影响粘弹性的主要因素。分析了在含蜡原油低温粘弹性认识上和研究中存在的问题。建议进一步研究含蜡原油粘弹性与屈服应力、触变性的关系,在机理研究方面加大力度;通过研究粘弹性与热历史、剪切历史的关系,建立管道运行和停输期间含蜡原油胶凝特性的预测模型,以更加有效地指导管道的安全运行。     

降凝剂对胜利原油蜡晶的影响

利用X-RAY衍射、偏光显微镜和微电泳仪研究了降凝剂对原油中蜡的结晶的影响。 取得以下主要结论:从原油中分离出的蜡晶为正交晶型的晶体,晶面距为0．4156nm,结晶度 为70．5％,表现出长程有序;原油组分增大了蜡晶转化成斜方晶型的趋势,使蜡晶的晶面距 增大,蜡晶表现为短程有序,这种转化依赖于原油组分的性质和含量;降凝剂降低蜡晶体的 有序度,晶面距增大到0．4190nm,57％的蜡转化为斜方晶型;降凝剂使蜡晶带电,由于电性 排斥使蜡晶高度分散而稳定存在．     

降凝剂对蜡晶晶格参数的影响

实验考察了丙烯酸二十二酯降凝剂对原油中蜡相变过程的蜡晶晶格参数的影响。分离出的蜡结晶为正交晶型的晶体，晶面距为0．4156nm，结晶度为70．5％，表现为长程有序；原油组分中胶质和沥青质的存在增大了蜡晶转化成斜方晶型的趋势，使蜡晶的晶面距增大，蜡晶表现为短程有序，这种转化依赖于原油组分的性质和含量；降凝剂降低蜡晶体的有序度，晶面距增大到0．4190nm，57%的蜡转化为斜方晶型，降低了蜡晶之间的相互作用力，导致原油凝点和粘度降低。