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.     

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。     

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。     

聚丙烯酸酯降凝剂对含蜡原油降凝规律的研究

采用 DSC热分析仪研究了聚丙烯酸酯(PA)降凝剂的结晶性能及加剂前后含蜡原油的结晶特性,通过偏光显微镜观察了加剂前后原油中蜡晶形貌,并通过凝点试验和流变实验评价了PA降凝剂对长庆、青海两种含蜡原油的降凝效果。结果表明,PA降凝剂的结晶性能随烷基侧链碳数的增长显著提高,但不受降凝剂平均相对分子质量的影响。添加PA降凝剂能够抑制原油中蜡晶的析出、降低原油析蜡点,并且使原油中蜡晶尺寸变大,结构变紧凑,从而能够释放更多的液态油分,改善含蜡原油的低温流变性。PA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,原油中蜡含量越高、高碳数石蜡所占比例越大,降凝剂的降凝效果越差;随着降凝剂平均相对分子质量的提高,PA分子在原油中的溶解性变差,卷曲程度提高,导致PA与石蜡间作用力减弱,降凝效果变差;PA 烷基侧链碳数与原油中石蜡碳数越匹配,降凝剂分子与石蜡的作用越强,降凝效果也越理想。     

高蜡原油流动性改进机理

以含蜡质量分数为56.9%、粘度为34.2 Pa.s的胜利原油为研究对象,研究了剪切速率对加剂原油表观粘度的影响;降凝剂质量浓度为200 mg/L时,原油的凝点从49℃降至39.5℃;屈服值从32.4 Pa降至0.13 Pa;表观粘度从34 158.9 mPa.s降至79.2 mPa.s。采用电子显微镜对比了20℃时加降凝剂前后蜡组分在静态条件下的蜡晶形态,加剂前蜡晶单体较紧密地聚集,多而细小,均匀分散;加剂后蜡晶明显变大,蜡晶大小的分布变宽,根据共晶机理分析改性剂使蜡晶颗粒聚集变大,从而改善了原油的低温流动性。     

含蜡原油管道化学防蜡剂研究进展

化学防蜡剂广泛应用于含蜡原油采输领域,为含蜡原油采输过程安全高效运行提供重要保障。目前已经开展了很多关于化学清蜡基础实验研究以及数值模拟研究,对化学防蜡剂的类型、作用机理及其应用范围进行了探究。常见的化学防蜡剂主要有稠环芳烃型防蜡剂、表面活性剂型防蜡剂、高分子聚合物降凝剂型防蜡剂以及新型纳米粒子防蜡剂,它们通常通过水膜理论或蜡晶改性理论防止蜡晶发生联合和沉积。其中,稠环芳烃型防蜡剂、表面活性剂型防蜡剂、高分子聚合物降凝剂型防蜡剂存在环境友好性差、环境适应性差或经济性差等缺点。今后的研究重点应该是探索绿色、高效且通用的化学防蜡剂,利用纳米粒子提高防蜡剂的性能,并且继续探索更加环保的化学防蜡剂。     

磁声耦合防蜡技术研究与现场应用

油井结蜡造成抽油杆超负荷运行,影响到抽油杆的使用寿命,由于结蜡严重而引起的油井作业在维护性作业中所占比例也较高.在室内实验条件下对延长油田的含蜡原油分别进行变频、变功率的磁场、超声波以及二者耦合处理,实验证实,在参数为超声波功率20W、频率20kHz以及磁场功率800W、频率2kHz的耦合处理后,原油降粘效果最好;含蜡量减少,原有粗大的蜡晶结构被破坏.现场应用表明,在相同的工况条件下,安装了防蜡器的油井耗电量减少4.62％,产量有所增加、抽油机载荷下降5％,平均检泵周期延长2倍以上,防蝽效果明显.     

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.     

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     

原油降凝剂及其影响因素

降凝剂的作用机理包括晶核作用、吸附作用和共晶作用,其中共晶作用被广泛认同.原油中蜡的含量、蜡的碳数分布以及原油中的胶质、沥青质均会影响降凝剂的效果,此外降凝效果还取决于降凝剂的分子结构.根据共晶机理,好的降凝剂应满足碳数相匹配、结晶温度相匹配要求.在降凝剂的分子中引入极性基团,可以提高降凝效率或(和)对原油的适应性.     

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。     

超临界CO2 处理对乳状液稳定性的影响机理研究

超临界CO₂(scCO₂)混相驱在提高原油采收率的同时,也显著改变采出原油乳液的性质。利用自主研发的CO₂-原油混相装置在模拟地层条件下对长庆原油进行混相处理,分别使用流变仪、电导率仪和显微镜研究了混相处理前后长庆原油及其W/O 乳液的流变性、稳定性和微观形貌。实验结果表明,scCO₂ 处理改变了长庆原油的组成,破坏了沥青质溶剂化层结构,使得失去保护的沥青质胶粒更易吸附于油水界面;scCO₂ 处理也使得析出的蜡晶尺寸更加细小,数量增加,这将导致乳液黏度显著增大。上述变化导致scCO₂ 处理后W/O 原油乳液的水滴粒径变小、分布更加均匀,宏观表现为乳液体系的流动性恶化、稳定性增强。     

复配菌对含蜡原油含蜡量及其黏度作用分析

微生物能改善含蜡原油的流动性,提高运输效率。将已培养的枯草芽孢杆菌6#和铜绿假单胞菌3#按2∶3的体积比复配培养,并优化其生长条件。采用DSC、偏光显微镜、HAKEE流变仪和界面张力仪对复配菌与含蜡原油的作用效果进行分析。经复配菌处理后,含蜡原油的析蜡点降低了2.23 ℃,析蜡高峰点降低了2.71 ℃,原油含蜡量（原油中蜡质量分数）降低51.64%;蜡晶结构发生了明显变化;37 ℃下测得原油表观黏度降低了64.72%;复配菌对液体石蜡的乳化指数为55.39%,液体石蜡培养基的表面张力从79.89 mN/m 降低至38.83 mN/m。与单菌相比,复配菌在除蜡降黏方面效果更为优异,应用前景更为广阔。     

Simulation of pipelining pours point depressant beneficiated waxy crude oil through China West Crude Oil Pipeline

Flow properties of waxy crude oils,particularly the beneficiated waxy crude oils,are sensitive to shear history that the crude oil experienced,called the shear history effect.To simulate this shear history effect accurately is vital to pipeline design and operation.It has been demonstrated by our previous that the energy dissipation or entropy generation due to viscous flow in the shear process is a suitable parameter for simulating the shear history effect.In order to further verify the reliability of this approach,experimental simulations were conducted for three PPD-beneficiated waxy crude oils transported through the China West Crude Oil Pipeline,a most complicated long-distance-crude-oil-pipeline technically and operationally so far in China.The simulations were made by using a stirred vessel and with the energy dissipation of viscous flow as the shear simulation parameter.Comparison between the flow properties of crude oils obtained from field test and experimental simulations,it is found that the gel points and viscosities from experimental simulations are in good agreement with the field data.     

微生物降解含蜡原油机理研究进展

微生物清防蜡具有成本低、操作安全、对地层无任何损伤等优点。介绍了复杂环境对微生物降解的影响,分析了微生物降解酶的作用,阐述了微生物产生的有机溶剂和生物表面活性剂降解含蜡原油的情况。基于此,指出应加强研究微生物降解酶的产生机理、有机溶剂的产生机理和表面活性剂的产生机理,使微生物对含蜡原油的降解技术有更为广阔的应用前景