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.     

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     

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.     

剪切历史对含蜡原油流变性的影响

利用DV3T流变仪通过控制剪切速率和小振幅振荡剪切的试验方法,分别研究了不同剪切历史对含蜡原油流变性的影响。结果表明:原油的表观黏度不仅受降温方式的影响,还与测量过程中选取的剪切速率有关;即使原油降温过程中所经受的剪切速率很小,其恒温静止达到平衡时的储能模量与静态降温的原油相比也有很大的差距;但随着剪切速率的增加,这种差距并不会有明显的变化;降温过程中剪切时间越长,原油的表观黏度越大;但恒温静止阶段的最终胶凝结构却越弱;此外原油在降温过程中存在着一个使其流变性恶化的最差高速剪切温度。     

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。     

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。     

乙烯-醋酸乙烯酯共聚物对含蜡原油降凝效果评价

以长庆、青海含蜡原油为研究对象,考察乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(简称EVA)降凝剂对含蜡原油的降凝效果.利用DSC热分析仪和偏光显微镜考察加剂前后含蜡原油的结晶特性和原油中的蜡晶形貌,并通过凝点和流变试验评价EVA降凝剂对含蜡原油的降凝效果.结果表明:随着分子量的增大,EVA结晶性能稍有提高;随着极性基团含量的提高,EVA结晶性能显著恶化.EVA降凝剂对含蜡原油的降凝效果与原油组成和降凝剂结构有关:随着原油中蜡含量的增大或蜡平均碳数的提高,降凝剂的降凝效果变差;降凝剂的分子量通过影响其在原油中的溶解性来影响降凝效果;EVA极性基团含量过高(大于33 %)或过低(小于18 %)都不利于降凝,只有在中间范围内时(28 %左右),才能起到较好的降凝效果;随着EVA浓度的提高,改性效果先不断提高,然后在高浓度下基本保持不变.     

降凝剂对高蜡原油流变性的改性效果分析

研究了降凝剂对中原WC98-2井原油流变性的影响，探讨了降凝剂的筛选、不加剂和加剂原油全粘-温曲线的测定、重复加热和高速剪切对加剂效果的影响及降凝剂改性效果的时效性。实验结果表明，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无变化。重复加热的温度高于原油的反常点10℃以上时，重复加热对降凝剂的改性效果无明显影响；但重复加热温度低于原油反常点时，重复加热将显著恶化降凝剂的改性效果。加剂原油温度高于原油反常点时，高速剪切对降凝剂的改性效果无明显影响；但在原油析蜡高峰区温度范围内，高速剪切，将使降凝剂的改性效果严重变差。     

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。     

W/O型含蜡原油乳状液屈服特性研究

屈服特性是W/O型含蜡原油乳状液重要的依时流变特性。本文利用VT550流变仪对3种物性不同的含蜡原油,在恒定剪切速率加载方式条件下,研究了其W/O型胶凝含蜡原油乳状液的屈服特性。发现凝点附近的W/O型含蜡原油乳状液形成水滴被包裹在蜡晶结构之中的胶凝体系,只有当剪切应力既能破坏蜡晶的空间网状结构,又能克服分散相液滴间的作用力时,体系才能够屈服产生流动,因此,W/O型乳状液的屈服应力明显高于脱水原油。当体积含水率较低时,屈服应力随含水率的增加幅度较小;当体积含水率较高时,屈服应力随含水率的增加幅度较大。并根据实验结果,总结提出了屈服应力与体积含水率之间的关系式。     

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。     

原油沥青质的沉积条件及其控制

原油温度、压力和组分的改变均会引起沥青质发生絮凝和沉积，造成储层损害。沥青质沉积热力学预测模型可以更直观、方便地确定沥青质的沉积条件。建立了一种沥青质沉积条件的预测模型，该模型将沥青质沉积相视为固相，按液-固相平衡来处理沥青质的沉积问题，根据井筒流体组成和地层性质等资料，估算原油沥青质开始沉积的压力，并提出相应的井下热力学控制条件。利用该模型预测了渤海SZ36—1油田具有代表性的3口油井的原油沥青质发生沉积的初始压力，结果表明，随着压力不断下降，原油中的沥青质在沉积初始压力处开始发生沉积，且该压力比地层温度下的原油饱和压力高出2～4MPa，这为预防油井发生沥青质沉积具体措施的制订提供了理论依据。     

状态方程法用于原油沥青质沉淀的计算

应用Ｐｅｎｇ－Ｒｏｂｉｎｓｏｎ（ＰＲ）状态方程代替目前广泛使用的活度系数模型,对原油中沥青质的沉淀眯及沉淀量进行了计算。利用实验数据反算原油中重组分的特征化参数,以解决目前原油重组分特征化较差的问题,计算结果表明,沥青质沉淀值与实验数据基本相符,但沉淀量计算结果尚不能令人满意。与常规特征化方法相比,ＰＲ状态方程法有了较大改进。     

降凝剂对高蜡原油流变性的改性效果分析

研究了降凝剂对中原WC98 2井原油流变性的影响 ,探讨了降凝剂的筛选、不加剂和加剂原油全粘温曲线的测定、重复加热和高速剪切对加剂效果的影响及降凝剂改性效果的时效性。实验结果表明 ,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无变化。重复加热的温度高于原油的反常点 10℃以上时 ,重复加热对降凝剂的改性效果无明显影响 ;但重复加热温度低于原油反常点时 ,重复加热将显著恶化降凝剂的改性效果。加剂原油温度高于原油反常点时 ,高速剪切对降凝剂的改性效果无明显影响 ;但在原油析蜡高峰区温度范围内 ,高速剪切 ,将使降凝剂的改性效果严重变差     

原油降凝剂乙烯-丙烯酸甲酯共聚物的制备

乙烯-丙烯酸甲酯(EMA)是一种高效的原油降凝剂,为了推动EMA在原油输送中的应用,在低压下,以异丁醇为溶剂,通过溶液聚合法得到了平均相对分子质量0.6×104～2.0×104、MA链节含量10%～50%的高相对分子质量EMA.反应体系的压力、引发剂用量、丙烯酸甲酯的用量和反应温度对共聚物EMA的相对分子质量和分子结构组成的影响以及分子结构对降凝效果的影响进行了系统地研究.     

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.     

原油沥青质吸附与沉积对储层岩石润湿性和渗透率的影响

原油沥青质吸附引起的油藏岩石润湿性改变和沥青质沉积对储层孔喉的堵塞是造成储层损害、导致油井产能下降的重要机理之一。首先，采用改进的自吸速率法和分光光度法，研究了原油沥青质吸附所引起的砂岩岩样润湿指数的变化；然后，利用岩心流动实验方法，定量评价了稠油沥青质沉积对储层岩石渗透率的影响。实验结果表明，岩心润湿指数随沥青质吸附量的增加而减小，从而导致油相的相对渗透率降低。地层水的离子组成是影响水湿性的主要因素之一。地层水所含无机阳离子的化合价价数越高，它与沥青质的协同作用所引起的润湿指数下降的程度越大。储层岩心油相渗透率下降的程度与沥青质沉积量和储层岩心的原始渗透率有关，沉积量越大或原始渗透率越低，则油相渗透率下降幅度越大。因此，对于原油中富含沥青质的油藏，特别是稠油油藏，尽可能抑制沥青质的吸附和沉积是保护储层的一项重要措施。     

状态方程法用于原油沥青质沉淀的计算

应用ＰｅｎｇＲｏｂｉｎｓｏｎ（ＰＲ） 状态方程代替目前广泛使用的活度系数模型，对原油中沥青质的沉淀点及沉淀量进行了计算。利用实验数据反算原油中重组分的特征化参数，以解决目前原油重组分特征化较差的问题。计算结果表明，沥青质沉淀点的计算值与实验数据基本相符，但沉淀量计算结果尚不能令人满意。与常规特征化方法相比，ＰＲ 状态方程法有了较大改进     

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。     

原油沥青质沉积影响因素

针对西北某油田沥青质井筒沉积问题,选取四种黏度相差较大的原油,采用黏度法和微观形态观察研究原油中沥青质的析出过程.结合原油的物化性质及各项参数,分析沥青质沉积的主要影响因素.实验结果表明,沥青质沉积不是仅仅出现在沥青质含量较高的稠油中,稀油也可能产生较严重的沥青质沉积现象.沥青质含量、原油黏度、杂原子含量不是沥青质沉积的主导因素.不稳定系数、氢碳原子比、胶质/沥青质比值是影响沥青质沉积的主要内在因素.温度降低,会加剧沥青质沉积现象.π—π键和氢键是沥青质分子形成缔合物的主要作用力.高碳数化合物含量较高会导致较高的黏度,可以在一定程度上阻止沥青质聚集体的进一步聚集,降低沉积速率;原油黏度较低,当胶体处于不稳定状态时,沥青质聚集体通过扩散作用更容易碰撞、聚集及沉积.油样中加入十二烷基苯磺酸、水杨酸促使沥青质聚集体大量聚并、沉积.加入0.5％ YZB-7酚醛低聚物可以明显抑制沥青质沉积,抑制率可达81％.