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。     

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。     

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.     

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。     

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。     

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。     

含蜡原油结构抑制机理研究

基于含蜡模拟油加抑制剂GY1前后的特征温度、流变参数、析蜡量及微观结构的实验分析,研究含蜡原油结构抑制机理。结果表明:①抑制剂GY1不能阻止蜡结晶与晶核的形成,反而使析蜡量有所增加;②对于含粗晶蜡的模拟油,抑制剂GY1将阻碍其蜡晶生长,使蜡晶尺寸变小、非对称性增大,进而增强蜡晶颗粒相互作用与连接趋势,宏观表现为降凝与降粘效果差;③对于含微晶蜡的模拟油,抑制剂GY1有助于其蜡晶的聚集生长,使蜡晶尺寸变大、表面结合力降低,进而抑制蜡晶颗粒相互作用与连接趋势,宏观表现为降凝降粘效果显著;④含蜡原油结构抑制的机理就是使蜡晶颗粒聚集变大、提高其对称性、降低其分散度、抑制其相互作用与连接的机理。     

高压电场作用下含蜡原油中带电胶粒与蜡晶作用机制

电场改性是一种新兴的含蜡原油改性方法,带电胶粒(胶质、沥青质)在电场作用下聚集于蜡晶表面是其主要机制。为明确带电胶粒与蜡晶的作用机制,选取电场降黏效果差异显著的两种含蜡原油,测试并分析电场作用前后油样的表观黏度、阻抗以及蜡晶晶胞参数。结果表明：电场作用后降黏效果显著的1#原油阻抗上升,但作用温度下蜡晶晶胞参数不变,再降温至2℃后,蜡晶晶胞参数变化显著;对于无降黏效果的2#原油,电场作用后其阻抗不变,降温后的蜡晶晶胞参数也没有变化;电场作用下含蜡原油中的带电胶粒吸附于蜡晶表面,是电场发挥降黏效果的必要条件;部分含蜡原油中带电胶粒自缔合从而无法在电场作用下吸附于蜡晶表面,是该类原油不具有电场降黏效果的原因。     

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。     

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。     

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、形状和连续相原油的形态进行特征提取。考虑到蜡晶形状分析中的离散误差 ,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。     

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.     

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     

渤中沙河街原油析蜡及其乳化特性实验研究

针对渤中沙河街原油海底管道输送的潜在安全隐患,采用影像分析仪及配套的程控水浴,观测和分析了沙河街原油从65℃到20℃的析蜡过程,确定了其析蜡点与析蜡高峰温度范围。采用HAAKE RS600流变仪,测定了沙河街原油及其掺高温水的油水乳状液的流变曲线与粘温曲线,评价了沙河街原油的乳化特性。结果表明：沙河街原油的析蜡点与粘温异常点分别为51℃与30℃,析蜡高峰温度为35～20℃;当掺水量低于70％时,80℃的沙河街油水混合液在25℃的室温下自然冷却,同时用700～800 r/min的转速搅拌,在2h内均可充分乳化,其反相点为70％,这为沙河街原油海底管道掺高温水输送的安全操作提供了依据,并可供其他原油的相关研究参考。     

原油静态结蜡过程的实验分析

本文简要介绍了一种双缸管式静态结蜡装置,该装置控制温度准确,蜡沉积物易于获取,结蜡表面易于清洗,结蜡管壁材质和表面粗糙度可以改变,可用来研究原油温度和管壁温度对结蜡的影响。评价热处理条件和添加剂改善原油结蜡状况的效果,以及管壁材质和表面粗糙度对原油结蜡的影响,还可以用来研究油水悬浮液的粘壁特性。     

塔河凝析油防蜡剂的研制及防蜡效果评价

高含蜡原油加防蜡剂是改善原油低温流动性能和防止原油在管输过程中结蜡的主要方式之一.塔河油田凝析油析蜡点较高,在冬季地温较低时管道内有大量蜡结晶析出,给管道的安全运行带来隐患.根据塔河凝析油的基本物性,研制了高分子防蜡剂SMAE18,考察了该防蜡剂的最佳加剂条件,并对其在不同条件下的防蜡效果进行了室内实验评价.实验结果表明:该防蜡剂对塔河凝析油具有较好的防蜡效果,但异常降温和短时间的高速剪切作用使其防蜡效果严重降低.加剂塔河凝析油的析蜡点从23℃降为18℃,黏度也下降了30.1%,说明SMAE18防蜡剂也有效地改变了塔河凝析油的低温流动性能.