原油管道内壁蜡沉积模拟软件开发及沉积特性

通过对原油管道蜡沉积过程的详细分析,明确了蜡晶径向扩散与轴向沉积物理模型,建立了蜡沉积数学模型.选用分段迭代法,在VB开发平台上编制并发布了蜡沉积模拟软件,经过单位温降析蜡量计算数据和实测数据对比分析,验证了软件的有效性和计算精度.以涩-仙-敦原油管道为研究对象,采用DSC技术对实际输送原油性质进行了测试,利用编制的蜡沉积模拟软件针对油品出站温度和输量对蜡沉积的影响进行了研究.研究结果表明:油品出站温度升高,管壁初始结蜡位置后移,蜡沉积层最大厚度变化较小,沿线蜡沉积层厚度非线性变化;输量增大,管壁初始结蜡位置后移,蜡沉积层最大厚度明显减小,沿线蜡沉积层厚度非线性变化.     

玻璃、环氧酚醛烘干漆衬里管道防蜡机理

对抽油机井产油、输油装置进行了模拟实验,同时进行了不锈钢、碳钢、玻璃、环氧酚醛烘干漆表面亲水特性实验和玻璃管、环氧酚醛烘干漆衬里管防蜡实验,研究了玻璃衬里管、环氧酚醛烘干漆衬里管的防蜡机理。与碳钢管相比,玻璃衬里管道内壁较强的亲水特性和光滑的表面是降低积蜡、防止管道堵塞之关键。在玻璃管壁与油流之间形成稳定的水膜,将原油与管壁隔开,阻止、减弱了原油和蜡在管壁上的沉积。环氧酚醛烘干漆衬里管道虽然具有较光滑的内壁表面,但由于具有较弱的亲水特性,防蜡效果比玻璃衬里管差。     

含蜡原油井筒结蜡剖面的预测模型

油井结蜡是含蜡原油开采中的不利因素。对含蜡原油在井筒流动过程中蜡沉积影响因素进行了分析，研究了石蜡的沉积机理。利用Ｆｉｃｋ扩散定律和剪切扩散理论，推导并建立了蜡分子扩散和蜡晶径向迁移过程中油井结蜡剖面的预测模型，该模型可用于计算油井井筒中各点的石蜡沉积速度以及沉积厚度的增长速度。对影响油井结蜡剖面的各因素进行了敏感性分析。研究结果表明，油井沿井筒的蜡沉积厚度分布随原油的性质、含水量、原油在井筒中的温度和压力条件、油井的产量以及生产时间的变化而变化。在实际生产中，对上述影响因素进行控制和调节，可以改善油井的结蜡状况。该预测模型可为进一步掌握油井蜡的沉积过程以及对油井的防蜡和清蜡措施提供理论基础     

玻璃,环氧酚醛烘干漆衬里管道防蜡机理

对抽油机井产油，输油装置进行了模拟实验，同时进行了不锈钢、碳钢、玻璃、环氧酚醛烘干漆表面亲水特性实验和玻璃管、环氧酚醛烘干漆衬里管防蜡实验，研究了玻璃衬里管、环氧酚醛烘干漆衬里管的防蜡机理。与碳钢管相比，玻璃衬里管道内壁较强的亲水特性和光滑的表面是降低积蜡，防止管道堵塞之关键。在玻璃管壁与油流之间形成稳定的水膜，将原油与管壁隔开，阻止，减弱了原油和管壁上的沉积。环氧酚醛烘干漆衬里管道虽然具有较光滑     

磁处理对油体系一些性质的影响

本文研究了磁处理对油体系流变性质和结蜡性质的影响。实验证实磁处理可以使油体系的流性指数增加和稠度系数减少,说明磁处理有利于改善油体系的流动性能,最佳的磁感应强度为30～60mT。研究表明,磁处理虽然能加强含蜡煤油的结蜡倾向,但可减少原油的结蜡倾向。影响结蜡倾向的最强的磁感应强度为100mT。本文首次提出用温度指数对比油体系的结蜡倾向。     

基于新型Couette结蜡装置的长庆原油结蜡特性及模型建立

利用自行研发的Couette结蜡装置考察壁面油温、油壁温差、壁面剪切等因素对长庆原油蜡沉积速率的影响;通过FLUENT软件模拟结蜡装置内部的流场及温度场,得到结蜡筒壁面处黏度、温度梯度、剪切应力等参数,建立适合长庆原油的蜡沉积模型。结果表明:不同油温、油壁温差、样品筒转速条件下,主导长庆原油蜡沉积速率的内在因素依次为壁面处的蜡晶溶解度系数、壁面处的温度梯度和壁面处的剪切应力;数值模拟结果与实际管线的流场、温度场分布规律相吻合;模型计算值与试验测量值的平均误差为6.47%。试验结果较好地反映了长庆原油的蜡沉积特性,验证了装置的可靠性、算法的可行性和研究方法的可推广性。     

浅析防蜡阻垢装置应用

在原油开采过程中,随着温度的降低、溶解于原油中气体的析出,石蜡便以晶体析出、长大、聚集在油管壁上和抽油杆上,即出现结蜡现象。近年来,南八仙作业区油井结蜡日益严重,已经成为影响作业区稳产、高产的主要因素,因此,作业区于2012年4月份引进防蜡阻垢装置,该装置是一种配合杆式抽油机的防蜡阻垢装置,是集磁学、流体力学为一体的新型防蜡阻垢、提高泵效、提高单井产量的一种高新技术产品。     

基于人工神经网络的原油管道蜡沉积速率模型

从原油输送管道实际出发 ,利用试验室自制的蜡沉积试验环道对大庆原油进行蜡沉积试验 ,研究了多种因素对原油管道蜡沉积规律的影响 .利用人工神经网络的方法模拟各种影响因素与原油管道蜡沉积速率之间的映射关系 ,建立了多因素非线性影响下的蜡沉积速率模型 .该模型结构为4- 7- 1的三层 BP网络模型 ,它考虑了管壁处的剪切应力、管壁处温度梯度、管壁处蜡分子浓度梯度和原油的动力黏度对管道蜡沉积速率的影响 .利用该模型对实际管道蜡沉积速率进行预测的结果表明 ,利用神经网络方法建立的蜡沉积速率模型预测精度高 ,误差在 2 %以内     

油井结蜡规律及热洗方式对比研究

针对某油田史深100区块油井结蜡较严重现象,进行结蜡规律试验研究和井筒温度场模拟.在黄启玉等的结蜡模型基础上,通过旋转式原油结蜡试验确定油样的结蜡模型参数,结合Fluent模拟得到管壁处径向温度梯度及切应力,获得井史3-3-11结蜡速率计算公式,从而预测不同热洗方式不同天数下对应的结蜡量.同时建立热洗井筒流动换热模型并...     

管内绿液输运过程中结盐机理

运用化学分析、X射线衍射仪、相位多普勒粒子分析仪等手段对绿液及其盐析物质的物理性质进行了测试,并考察了不同表面粗糙度及不同材质的管内结盐速率的变化规律．同时,结合晶体动力学和流体力学理论对试验结果进行了分析．结果表明：温度与绿液本身的物理属性对盐类物质的析出有直接影响,且较小的粒径分布加强了絮凝作用,构成绿液动态结盐的重要因素;在盐析晶体异相成核及诱导期阶段,壁面粗糙度起重要作用,并对其生长期产生影响,即晶体在粗糙度较小的壁面上的生长滞后于粗糙度较大的壁面;材质影响结盐速率,其原因可能为不同材质具有不同的表面活化能．     

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     

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.     

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。     

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。     

剪切作用对含蜡原油凝固点的影响

基于含蜡原油可以在低于其凝固点条件下进行开采与输送,提出了原油动凝点的概念,以此来描述剪切作用对含蜡原油析蜡过程的影响,并用管路模型实验测定了不同剪切速率下原油的动凝点。结果表明,凝固温度随剪切速率增大而降低。在生产过程中,考虑到不同剪切条件下的凝固点,可以准确地评价含蜡原油的流变特性,确定井筒的最佳开采温度和最佳输送温度。     

油藏原油中石蜡沉淀的模型化研究

考核了正规溶液理论、聚合物溶液理论和状态方程法计算石蜡沉淀的热力学模型 ,并进行了实例计算。计算结果表明 ,对于高压下的油藏流体及油罐油 ,采用状态方程法较适合。在所选用的 4个状态方程中 ,PT和DG状态方程计算精度较高 ,PT方程的稳定性最佳。     

富气原油在湍流条件下的蜡沉积

采用自动化蜡沉积循环管道流动系统研究含蜡富气原油在现场的温度变化范围内和流动条件下的蜡沉积过程 .将油田现场取得的脱气原油在高压下加气加水配成富气油样 ,分别采用冷却测试和等温测试两种实验过程 ,测试在湍流条件下的蜡沉积规律 .冷却测试过程精确地测试含蜡原油从高于原油析蜡点温度到较低环境温度范围内在现场流速、油温和环境温度下的蜡沉积过程 ,同时结合等温测试过程研究蜡沉积的机理 .实验结果表明 :含蜡原油蜡沉积与环境温度、油温、油温与环境温度的温差有关 ;在湍流条件下 ,剪切效应不容忽视     

用差示扫描量热法确定原油的含蜡量

应用DSC热分析技术得到了原油析蜡过程的热谱图 ,测定出了原油的析蜡点、析蜡高峰点、析蜡热焓等特性参数。给出了根据DSC实验结果计算原油含蜡量和一定温度区间内原油析蜡量的方法。分别对大庆、中原、胜利油田的原油进行了DSC热分析实验 ,根据其DSC热谱图计算了 3种原油的含蜡量以及不同温度区间内的原油析蜡量。其计算结果与采用RIPP 90方法 (氧化铝吸附法 )的测量结果对比表明 ,二者吻合较好 ,从而验证了DSC方法的可靠性。计算原油含蜡量方法的关键是选取DSC热谱图基线及确定蜡的平均结晶热。蜡的平均结晶热与原油中蜡的分子结构、碳数值等因素有关。胜利原油蜡的平均结晶热取 2 15J/g ;对未知分子结构的原油 ,建议蜡的平均结晶热取为 2 10J/g。     

不同酸液体系残酸-原油乳状液破乳室内评价

 酸压后的残酸与原油混合形成的乳状液会增加泵、管柱的载荷,也容易造成管柱腐蚀结蜡等,给实际生产带来诸多不便。因此,在酸压后的开井试产前尽量让残酸与原油混合形成的乳状液破乳,将水分脱出。为测定残酸与原油混合形成的乳状液的破乳效果,确定破乳时间,针对目前使用比较广泛的胶凝酸、冻胶酸、变黏酸体系,进行这3 种酸液体系不同浓度残酸与原油混合形成的乳状液的破乳室内评价研究,对各种影响因素进行分析,得出了破乳效果胶凝酸>冻胶酸>变黏酸,在模拟井底温度（90℃）时,胶凝酸残酸原油乳状液破乳脱水率达到98%以上;酸液浓度越低,越有利于破乳,变黏酸的这项特性尤为突出;时间越长破乳效果越好,但在90 min 时达到基本破乳;在高温条件下残酸与原油形成的乳状液破乳快,脱水率高。但随着开井试采,地层原油由储层流动到井口,温度降低,脱水率可能降低。