非牛顿稠油包水乳状液的剪切稀释性

以现场稠油和矿化水为工质,制备了多组不同微观液滴分布的W/O型乳状液,结合显微镜观察及测量分析,获得了对稠油包水乳状液微观液滴分布及非牛顿性的定量分析。结果表明,随微观液滴直径的减小,乳状液体系将具有更高的表观黏度,并表现出更强的剪切稀释性;结合颗粒雷诺数（η_r-N_Re,p 关系）,能够很好的表征剪切率及微观液滴分布对稠油包水乳状液剪切稀释性的共同影响。     

微观液滴分布对含蜡原油乳状液流变性的影响

通过显微镜观察并拍摄原油乳状液的微观结构图像,研究了乳状液体系分散相液滴大小及分布规律,以及微观液滴分布对乳状液体系流变性的影响机理。W/O型原油乳状液中含水率增加,引起内相液滴个数增多,小液滴所占的比例减小,相对大的液滴所占的比例增大;搅拌转速的增大,使体系内相液滴个数增多,平均液滴直径减小。通过测试在固定搅拌条件下制备的不同含水率的3种含蜡原油乳状液在原油凝点附近温度屈服特性和触变性等流变特性,可以发现随含水率的增大,乳状液体系屈服应力增大、触变性增强,且含水率越高,变化的趋势越明显。通过测试不同搅拌转速下制备的含水率为30% 的原油乳状液在原油凝点附近温度的触变性,可以看出随搅拌转速的增大,体系经受同等剪切速率剪切时对应的剪切应力增大、触变性增强。进一步建立了屈服应力与测试温度、含水率之间的关系式,其平均相对误差为9.83%。     

基于原油物性定量表征的油包水乳状液黏度预测模型

准确预测原油乳状液的黏度对于油水混输管道的设计和运行具有重要意义。将8种不同物性的原油制备成油包水乳状液,通过流变仪对乳状液的黏度特性进行测定,研究了温度、含水率及剪切速率对油包水乳状液表观黏度的影响。以实验数据为基础,并对原油物性进行定量表征,建立了适用于不同原油、不同剪切条件的油包水乳状液黏度预测模型。结果表明,油包水乳状液的表观黏度随温度的升高而减小,随含水率的增加而增大,随剪切速率的增加而减小;具有剪切稀释性,可采用幂率模型来描述油包水乳状液的流变特性。随着含水率上升,油包水乳状液的稠度系数（K）逐渐增大,而流变特性指数（n）逐渐减小;随着温度升高,K逐渐减小,而n逐渐增大。油包水乳状液黏度预测模型的最佳适用条件为：乳状液体积含水率0.30～0.60、温度30～60℃、乳状液黏度10～2000 mPa·s。该模型计算黏度值与实测值之间的平均相对偏差为8.1%,预测效果良好。     

原油乳状液的稳定性及其流变性

配制了一系列油水比不同的原油乳状液,并考察了原油乳状液的黏度和黏弹性。结果表明：原油乳状液含水率越大,分散相液滴体积越小,原油乳状液的黏度越大;当含水率低于30%时,原油乳状液呈现牛顿流体行为,黏度随温度和剪切速率的变化不是很明显;含水率超过30%时,原油乳状液呈现非牛顿流体行为,黏度随温度和剪切速率的变化较明显;含水率越大,原油乳状液的线性黏弹区越小,结构越不稳定,乳状液也越不稳定;加入破乳剂后,原油乳状液的黏度降低;含水率越大,原油乳状液脱水率越大,乳状液越不稳定。     

影响稠油乳状液表观黏度因素分析

根据热采放喷期间采出液特征,采用滚动式加热炉模拟配制不同乳化温度下形成的油包水乳状液,通过流变仪、光学显微镜研究了乳化温度、含水率、实验测试温度对乳状液黏度的影响和乳状液的微观特性分析。结果表明,乳状液黏度随着乳化温度的升高先急剧增加后缓慢下降,乳状液含水率为30%～60%时,乳状液的乳化严重区间为90℃～150℃。乳状液的黏度随着含水率的升高而增加,随测试温度的升高而降低。含水率从30%增加至60%,油包水乳状液中液滴数量增多,液滴间距离减小,平均液滴直径增大。     

基于聚焦光束反射测量技术监测稠油乳状液破乳过程

为获得乳状液液滴大小与分布对稠油乳状液表观黏度和稳定性的影响规律,利用聚焦光束反射测量仪(FBRM)考察了温度和剪切速率对辽河油田欢喜岭稠油乳状液液滴平均粒径(简称粒径)大小的影响,动态监测了油包水(W/O)乳状液在加入碱性降黏剂后的破乳行为。结果表明,聚焦光束反射测量技术可以对W/O型乳状液的破乳行为进行良好的动态监测,并可实现对碱性降黏剂最佳使用量的评估。随着温度的升高,油水乳状液液滴粒径增大,乳状液黏度减小;温度低于55℃时,随着剪切速率的增加,乳状液液滴粒径减小,乳状液黏度逐渐变小;当温度高于55℃时,剪切速率对乳状液液滴粒径和黏度的影响较小。在W/O型乳状液中加入Na_2CO_3溶液后,乳状液发生破乳反相,体系黏度降低,小尺寸O/W型乳状液液滴数量增多,粒径减小,液滴分布更加均匀;Na_2CO_3质量分数为0.2%时,乳状液黏度降到最低,乳状液液滴粒径和油水界面张力最小。     

石油乳状液的黏度模型

在大量文献调研的基础上,总结了化学复合驱数值模拟中应用的石油乳状液黏度模型,包括黏度-含水率模型、黏度-剪切速率模型以及黏度-含水率-剪切速率模型.研究表明化学驱中生成的乳状液的黏度受到多种因素影响,其中最为重要的是体系的含水率(或含油率)、剪切速率和温度;对于不同的含水条件,乳状液的黏度表达式不同;随着含水率的增加,将出现黏度突变的临界含水率,此临界点对应水包油型与油包水型乳状液之间的转变.建立了化学驱数值模拟软件中对应不同含水阶段的乳状液黏度模型.图4参13     

我国液化天然气接收站防爆设计

利用动力学模型分析、Turbiscan Lab型分散稳定性分析仪、单滴法等研究了黏土颗粒对吉林原油乳状液及油水界面性质的影响。结果表明,随黏土浓度增加,体系动力学反应速率常数先降低后增加,乳状液稳定性先增加后有所降低;黏土颗粒的加入降低了乳状液背散射光减小的幅度,增加体系聚结稳定性,但也可充当液滴间的连接媒介促进小液滴间的排液与聚并;黏土在油水界面的吸附使液滴排液时间、生存半衰期增长,破裂速度常数降低,界面膜强度增加。     

石油乳状液的黏度模型

在大量文献调研的基础上,总结了化学复合驱数值模拟中应用的石油乳状液黏度模型,包括黏度-含水率模型、黏度-剪切速率模型以及黏度-含水率-剪切速率模型。研究表明:化学驱中生成的乳状液的黏度受到多种因素影响,其中最为重要的是体系的含水率(或含油率)、剪切速率和温度;对于不同的含水条件,乳状液的黏度表达式不同;随着含水率的增加,将出现黏度突变的临界含水率,此临界点对应水包油型与油包水型乳状液之间的转变。建立了化学驱数值模拟软件中对应不同含水阶段的乳状液黏度模型。图4参13     

界面张力和乳滴大小对乳状液稳定性的影响

通过用不同界面张力体系和原油进行乳化,制备出一系列不同数量级界面张力的乳状液。研究了界面张力和乳状液液滴大小对乳状液稳定性的影响。结果表明,乳状液的稳定性随界面张力增加而增强;相体积比影响乳状液的稳定性,随含水率增加稳定性减小;乳状液粒径随界面张力增加而减小,平均粒径越小乳状液越稳定。     

基于能量及原油物性定量分析的油-水混合液黏度预测模型

高含水油-水混合液往往不能形成稳定的乳状液,而是原油将其中一部分水乳化,形成了油包水(W/O)乳状液液滴和游离水的掺混体系.传统的乳状液黏度模型并不适用于这种非稳定乳化的油-水混合体系.采用搅拌测黏法测定并研究了搅拌转速、含水率及温度对油-水混合液表观黏度的影响.结果表明:油-水混合液的表观黏度随着搅拌速率的增大、含水...     

吉林扶余油田稠油乳化降黏实验研究

针对典型油样进行组分分析,找出原油中影响黏度的主要因素。采用A型水溶性降黏剂进行乳化降黏实验,通过静态评价试验,研究了水溶性A型降黏剂与原油之间形成乳状液的稳定性和粒径分布、油水界面张力、降黏率及洗油率,考察了该降黏剂降黏效果。实验结果表明:原油中蜡含量迭14.7%,高含蜡是影响原油黏度的主要因素;降黏剂浓度越大,乳状液分水率越低,乳状液粒径分布越集中,油水界面张力越低,乳状液越稳定;油水比越大,分水率随降黏剂浓度变化越显著;随降黏剂浓度增大和油水比降低,降黏率逐渐升高,降黏率最高可达91.5%;该降黏剂有较好的洗油效果,洗油率为61.1%。     

原油减压渣油馏分的油-水界面性质Ⅺ.伊朗轻质减压渣油和大庆减压渣油乳状液的粒度特征

采用动态光散射法研究了伊朗轻质减压渣油和大庆减压渣油模拟乳状液的粒度特征。研究表明，伊朗轻质减压渣油和大庆减压渣油模拟乳状液的初始粒径较小，粒度分布较窄；随着时间的延长，其粒径逐渐增大，粒度分布变宽；随着馏分增重或体相质量浓度的增加，模拟乳状液的初始粒径增大。随着油相中芳烃含量增加，伊朗轻质减压渣油和大庆减压渣油中重馏分模拟乳状液的初始粒径增大，而大庆减压渣油轻馏分模拟乳状液的初始粒径减小。随着水相中碱或盐的加入，伊朗轻质减压渣油和大庆减压渣油模拟乳状液的初始粒径均增大。     

垂直上升管内油水乳状液流动特性的研究

在石油、化学工业中,经常会遇到油水两种互不相溶的液体共同流动的情况.由于油水乳状液的广泛存在,以及采出液含水率的不断提高,导致油气集输过程中输液量的大幅度增加,给油气集输工艺和设备带来了新的困难.文中对垂直上升管内油包水型(W/O)和水包油型(O/W)油水乳状液的流动特性进行了实验研究.实验参数范围:含水率εw=0.0～1.0;压力p=0.1～0.6MPa;流量Q=0.14～1.7kg/s;温度T=10～45℃.实验结果分析得出了一个新的油水乳状液表观粘度的表达式,此表达式优于文献中别的预测模型,其计算值和实验结果吻合良好;同时得出一个新的油水乳状液发生相转变的判别式,分析了在相转变点附近油水乳状液在垂直上升管内的流动状态以及发生相转变和流量、含水率的关系;提出了采用Re和摩擦阻力系数的关联式计算摩擦阻力的方法,得到判别油水乳状液为牛顿流体和非牛顿流体的方法.该研究结果对管道输送系统的设计有一定的参考价值.     

Effect of a viscosity reducer on liquid-liquid flow: III. Partial mixing on the interface

In this work it is proposed a pressure drop model for some cases of a viscosity improver injection in a high viscosity fluid flow (crude oil in this case), showing the influence of the mixing between them. The predicted results suggest that it is more favorable to perform a total mixing between the crude and the enhancer, while in a partial mixing, in which the enhancer forms an emulsion with the crude.     

Influence of polymers on the stability of Gudao crude oil emulsions

The influence of different types and concentrations of polymers on the stability of Gudao crude oil emulsion was investigated by measuring the volume of water separated from the emulsions and the interfacial shear viscosity of the oil/water interfacial film. Experimental results indicate that the simulated water-in-oil emulsion with 40 mg/L of partially hydrolyzed polyacrylamide （HPAM） 3530S could be easily broken by adding demulsifier C and was readily separated into two layers. However, HPAM AX-74H and hydrophobically associating water-soluble polymer （HAP） could stabilize the crude oil emulsion. With increasing concentration of AX-74H and HAP, crude oil emulsions became more stable. Water droplets were loosely packed in the water-in model oil emulsion containing HPAM 3530S, but water droplets were smaller and more closely packed in the emulsion containing AX-74H or HAP. The polymers could be adsorbed on the oil/water interface, thereby increasing the strength of the interracial film and enhancing the emulsion stability.     

基于原油物性定量分析的原油乳状液转相点预测模型

以流动状态下的原油乳化含水率来表征原油-水体系的乳化特性,通过实验研究了体系含水率对原油乳化含水率的影响。研究表明：当体系含水率较小时,原油能将水相全部乳化,形成稳定的W/O乳状液;而当体系含水率超过一定的临界值后,原油乳化含水率急剧减少,形成的是W/O/W多重乳状液;该临界体系含水率,即为原油乳状液从W/O型向W/O/W型转变的转相点。确定了5个典型参数来表征原油物性,分别是沥青质胶质含量、蜡含量、机械杂质含量、原油酸值、原油全烃平均碳数。通过回归分析,建立了原油乳状液转相点预测模型,预测结果的平均相对偏差为3.2%。     

Rheological behaviour of crude oil: Effect of temperature and seawater

The effect of temperature and seawater on rheological behavior was investigated in this work for four samples of crude oil from Algerian Sahara. The Newtonian model was used to fit the shear stress dependence on the shear rate for temperature range between 20 and 100°C. The temperature increase leads to a decrease in the dynamic viscosity of crude oil. The temperature dependence of dynamic viscosity was fitted by the Walther equation. For crude oil emulsion, the Herschel-Bulkley model was used to fit the shear stress dependence on the shear rate for volume fraction of seawater between 30 and 70%. The increase in the volume fraction of seawater induces not only an increase in the yield stress and the consistency index of crude oil emulsions but also a decrease in the flow index of crude oil emulsions.     

辽河油田超稠油脱水温度优化实验

以辽河油田杜229+84 超稠油区块的油样为实验对象,研究了超稠油的原油密度、粘度、混合原油乳状液密度、粘度、乳状液膜压及混合原油脱水水滴沉降速度等与温度的变化关系;分析了温度对超稠油脱水速度的影响。实验结果表明,温度升高,混合原油及其乳状液的密度、粘度均减小,原油与脱出水密度差先增加后减小,水滴在介质(原油)中沉降速度增加,稠油乳状液膜压降低,升高温度有利于加快超稠油的脱水速度;油水密度差在70~95℃增加幅度最大,原油及其乳状液粘度的减小幅度最大。综合考虑经济因素,超稠油最佳破乳脱水温度为80~95℃。