柱状旋流电脱水器分离性能实验研究

三相分离器与电脱水器常见于原油处理环节,这类设备体积庞大、处理效率低。通常电脱水器还要求入口乳状液含水率不能超过30%。为了解决这些问题,设计并制作了一种柱状旋流电脱水器,该电脱水器结构紧凑,分离效果好,能处理含水率高于30%的乳状液。针对该电脱水器的聚结特性与分离特性进行了实验研究。结果表明,该电脱水器在处理含水率20%、40%的乳状液时,液滴增大倍数最高,分别可达5.6、4.5倍;场强为356.44kV/m时,分离效率可以达到75%;适当增大乳状液在聚结段的停留时间,液滴平均粒径增大,分离效率大幅提高。     

考虑乳化水质量分数影响的含蜡原油胶凝特征研究

水相存在于含蜡原油体系中时,随着温降过程的发生,非牛顿型油水乳化体系的胶凝行为在具备含蜡原油属性的同时又具有其自身的特性。针对油包水型（W/O）含蜡原油乳状液,考虑乳化水质量分数的影响,基于流变测量方法,识别并表征了不同乳化环境下W/O型含蜡原油乳状液体系的胶凝温度界限及胶凝结构强度变化规律。结果表明,随着乳化水含量的增加,以一定速率降温过程中体系的胶凝特征温度升高,相应胶凝过程中形成凝胶体的结构强度增大;在恒应力作用下,温降速率增大,任一乳化水含量W/O型含蜡原油乳状液体系的胶凝特征温度均呈升高趋势,而体系的胶凝结构强度随温降速率的增大逐渐减弱。乳化水对含蜡原油降温胶凝过程特性影响规律的揭示为多相输送流动保障技术的开发与应用提供了必要数据和依据。     

分散相形态对原油乳状液黏度的影响

在不同的水体积分数、搅拌速度和温度条件下制备油包水型乳状液,模拟混输过程中遇到的不同情况,分析了乳状液液滴粒径分布规律及其与黏度的关系。结果表明,乳状液中水的体积分数小于60%时,随着搅拌速度的加快,乳状液分散相的平均粒径变小,黏度变大;随着温度的升高,乳状液分散相的平均粒径变大,黏度逐渐降低;随着水体积分数的增加,分散相液滴平均粒径变大,黏度呈明显的上升趋势。但是,当水体积分数大于60%时,随着水体积分数的增加,乳状液的黏度大幅度降低,乳状液流型发生变化。研究结果对管输的安全运行和集输工艺的研究具有一定的指导意义。     

油包水乳状液在圆柱电极聚结器中的分离特性研究

设计制作了一种带有绝缘层的圆柱电极静电聚结器,油包水乳状液流过电极,在电场力的作用下水滴聚结,经重力沉降达到油水分离的目的.通过室内实验,分析了油包水乳状液在这种电极作用下的油水分离特性,研究了圆柱电极的直径、长度和电场强度、含水率等因素对分离效率的影响.研究表明,在不发生电分散情况下,电场强度越大,油水乳状液在聚结器中的分离效率也越高;分离效率受电极作用时间和液滴间静电力的共同影响,在含水较低时,油包水乳状液中液滴间静电力小,电极作用时间的影响起主导作用.电极停留时间越长,分离效率越高;含水率升高,油包水乳状液中液滴间静电力增大,电极作用时间的影响作用减小,液滴间的静电力影响作用增大,液滴间静电力越大,分离效率越高.利用高速微观摄像系统拍摄并观察到聚结器出口液滴粒径比进口粒径明显增大,即圆柱电极静电聚结器对柴油一水乳状液具有良好的聚结效果.     

微乳液驱原油乳状液的相状态和稳定性

研究了中相微乳液对原油乳状液的相行为的影响 ,分析了影响原油乳状液稳定性的各种因素 ,讨论了加入微乳液后原油乳状液的相行为与油、水分离之间的关系 ,为解决微乳液驱出原油的脱水后处理提供了理论依据 .还对油水分散体系液滴分离的扩张速度公式进行了补充 ,明确了液滴扩张速度和液滴最大变形部分的曲率半径之间的定量关系 ,使该公式变得更加准确和实用     

HLB对原油乳化降黏的影响及分析

利用烷基酚聚氧乙烯醚（OP⁃10）和丙二醇嵌段聚醚（L61）两种乳化剂配置不同亲水亲油平衡值（Hydrophilic Lipophilic Balance,HLB）的混合乳化剂,针对辽河油田欢喜岭采油厂二区稠油进行降黏实验,以探明该稠油最适宜乳化剂的HLB。同时,采用聚焦光束反射测量仪（Focused Beam Reflectance Measurement,FBRM）对稠油乳状液进行微观实时测量,分析液滴数量及粒径对原油乳状液黏度的影响。结果表明,在一定范围内,混合乳化剂的HLB为9.0时,降黏效果最好,小液滴数量趋于稳定,小液滴数量与HLB不等于9.0的乳化剂相比明显偏低,液滴分布均匀,乳状液性质稳定。     

基于GST的不同因素对大庆原油凝点/倾点的影响规律研究

凝点、倾点都是以温度表示的条件性指标,是原油物理状态发生转变的温度分界点。我国一直将凝点视为衡量原油低温流动性及控制原油输送温度的一个重要参数,为了深入认识含蜡原油的微观结构,有必要对含蜡原油凝点/倾点与原油微观结构及组成间的关系进行细致的研究。对大庆6种典型含蜡原油进行凝点实验,总结了实验规律,并用灰色系统理论定向分析了蜡晶形态/结构及原油组成对凝点/倾点的影响规律,为改善原油在长距离输送过程中的流动性提供了依据。     

物化条件对胜利原油乳状液稳定性的影响

利用稳定性分析仪(LUMisizer-LS610)研究胜利原油乳状液的稳定性和粒径的变化规律,考察了乳化剂质量分数、油水体积比、温度及电解质对乳状液的稳定性和粒径的影响。结果表明,原油乳状液稳定性随乳化剂质量分数增大而增强,而液滴粒径则呈相反的变化趋势;乳状液中油相所含比例越大,乳状液越稳定;温度升高,虽然会增加乳化效果,但也同时破坏了乳状液的稳定性;电解质可以增强乳状液的稳定性,降低粒径。     

分散相微观形态对稠油乳状液流变性的影响

以辽河油田锦45区块22-023号井稠油和矿化水为实验原料,采用等效黏度的方法,制备了与现场性质相近的稠油水乳状液。研究了分散相微观形态对稠油水乳状液流变性的影响。结果表明,在分散相浓度较低时,乳状液流变性符合Bingham模型,而在高浓度时流变性符合Power law模型,分散相浓度一定时,微观粒径越小,乳状液的表观黏度越大,非牛顿流体性质越强,剪切稀释特性越明显。     

含水率对惠州25—3原油乳状液流变性的影响

从海底开采出的惠州25-3原油含水率相当高,为了确保其顺利输送,有必要研究含水率对惠州25-3原油流变性的影响。配制了与现场黏度相近的惠州25-3原油乳状液,通过实验研究了惠州25-3原油乳状液的凝点、黏度、屈服应力及触变性与含水率的关系。结果表明,惠州25-3原油乳状液的凝点在一定范围内随着含水率的增加而增加;黏度、屈服应力随着含水率的增加先缓慢上升,随后急剧上升;触变性随含水率的增加而增强。     

高含蜡油水体系流变特性研究

研究了不同条件下高含蜡油水体系的流变特性,为高凝油采出液油田集输提供理论支撑。采用VT550黏度仪测定不同条件下的油水黏度分布特性,得到了不同温度下原油的触变特性及不同温度、不同含水率下的剪切稀释特性,并通过CCD-ADAPTER显微测定仪观测得到不同含水率下的油水分布情况。研究结果表明,高凝油温度越高于凝点,屈服应力越小,且随温度升高,屈服应力下降幅度越小;高含水下油水体系即使温度低于凝点,其表观黏度仍较低;温度越接近于凝点,含水率越接近于转相点,剪切稀释性越明显,非牛顿流体特性越明显;含水率在转相点附近时,水相以均匀、密集的分散相形式分布于油相中,致使体系表观黏度较大。     

辽河油田含水超稠油流变特性研究

以辽河油田含水超稠油室内试验为依据,讨论了含水原油的转相问题以及含水率、温度和剪切速率对含水原油流变性的影响。影响含水原油相转变机理的因素包括含水率、油的粘度、混合物流速、液滴尺寸及其分布和流态。辽河油田含水超稠油的转相点为18%。在转相点之前,油为连续相,含水原油表观粘度随含水率上升而增加,且受温度影响较大;在转相点,含水原油表观粘度急剧下降。转相点后,水为连续相,含水原油表观粘度缓慢下降,受温度影响小。含水率和温度对流变指数也有较大的影响。含水率越高、温度越低含水原油流变指数越偏离1,非牛顿性越强。含水原油的全粘温曲线分为放射段和直线段。在放射段,原油表观粘度随剪切速率增大而减小;而在直线段,表观粘度与剪切速率无关。     

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。     

注水开发对原油性质的影响规律研究

砂岩油藏长期注水开发,注入水对储层孔隙中的原油物性有较大影响,主要表现为:随着注水开发时间的延长,原油密度、黏度、含蜡量、凝固点逐渐增大;原油黏度的变化表现出一定的阶段性,含水率在20%以下,原油黏度上升幅度较大,含水率为20%～85%时,原油黏度上升幅度比较平稳,含水率90%以上时,原油黏度上升幅度又变大;不同地区、不同层位原油性质变化特征具有明显差异;水洗前后原油性质参数之间的关系也发生变化,水洗后相同密度原油所对应的黏度明显增加,相同密度、黏度的原油所对应的凝固点明显升高.原油性质变化机理研究表明:油藏温度变化、原油轻质组分分离、脱气和注水水质是引起原油性质变化的主要原因.     

CO2预处理对含蜡原油胶凝屈服特性影响

利用自主研发的CO2⁃原油PVT装置,在模拟地层条件下对含蜡原油进行CO2预处理,并通过气相色谱分析、DSC热分析、流变测量、显微观察等手段研究了不同压力CO2预处理对含蜡原油的物性及胶凝特性的影响。结果表明,经CO2预处理后,含蜡原油中的轻烃含量减少,使原油对蜡晶的溶解能力降低,含蜡原油的析蜡点和析蜡量升高;CO2预处理使原油析出蜡晶尺寸更加细小,结构更加致密,导致含蜡原油胶凝结构的弹性增加,屈服值增大,低温流变性恶化;随着CO2预处理压力的增大,含蜡原油胶凝屈服特性变化越来越明显     

原油/水管流压降规律实验

在油水多相流环道上利用原油与矿化水进行油-水两相流流型和压降实验。混合流速为0.1~1.1m/s,入口含水率为0.1~0.7,实验温度分别为60℃和70℃,并进行了破乳剂质量浓度为0.1 mg/L条件下的比较实验。把原油/水流型区分为油包水乳状液流型、混合流型和水环流型3种,并根据不同流型分析了温度、含水率、混合流速和加入破乳剂等因素对原油/水管流压降的影响规律。实验表明,流型是影响压降规律的主要因素;其它因素对压降的影响规律随流型的不同而改变。     

温度对乳化稠油含水率反相点及增黏倍数的影响

以胜利油田2种普通稠油和3种超稠油为研究对象, 考察了5种稠油含水率反相点和增黏倍数随温 度的变化规律。结果表明, 随着温度的升高稠油的含水率反相点增大; 3 0%含水率的乳状液其增黏倍数先增大后减 小; 反相点时乳状液的增黏倍数逐渐增大。比较相同温度下5种稠油的含水率反相点以及增黏倍数发现, 稠油净化 油的黏度越小, 乳化越容易进行, 含水率反相点越高, 3 0%含水率乳状液的增黏倍数越小, 反相点时乳状液的增黏倍 数越大。     

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,粘温特征,流变特征,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度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。     

辽河稠油模拟乳状液的制备

通过了解辽河油田稠油的驱替方式,依据现场采出含水原油乳状液的含水率及矿化度,确定配制模拟原油乳状液的盐水配方及油水体积比。用聚丙烯酰胺聚合物和石油磺酸盐表面活性剂制备了模拟乳状液,考察了乳化时间和搅拌速度对模拟原油乳状液运动粘度的影响,并用同一种破乳剂对模拟乳状液和现场采出乳状液进行了破乳脱水实验。结果表明,在乳化时间为6h,搅拌速度为2400r/min时,制得的乳状液与现场采出液的运动粘度接近。在破乳剂的脱水实验中得到了相似曲线,证明该模拟乳状液可以替代现场采出乳状液来对破乳剂进行初步评价。     

复配菌对含蜡原油微观结构影响分析

含蜡原油中的蜡是原油流动性差的主要原因之一,为解决含蜡原油的流动性给原油开采和集输带来的巨大困难,需对原油进行降蜡处理。微生物降蜡利用微生物的代谢作用直接降解原油中的蜡组分,将长链烃类降解为中短链烃类,从而降低原油中的蜡含量。通过检测复配菌处理前后原油中的蜡含量及蜡晶形态,研究复配菌对原油中蜡组分的降解及原油中蜡晶形态、大小的影响,从宏观上分析复配菌的降蜡特性;通过检测降蜡处理后油样的粒径分布,从微观角度对复配菌的降蜡效果进行了验证。