剪切作用对加剂原油低温流动性影响的研究

加剂输送技术是目前主要的含蜡原油节能输送技术，原油管输过程中受到的剪切作用主要包括过泵加压时受到的高速剪切和管流剪切，在安装了减压阀的大落差段还包括减压阀的高速剪切，在原油析蜡高峰区的温度范围内，这些剪切作用都可能对加剂原油的低温流动性产生影响，这一影响的大小与原油的组成，剪切的温度，强度及时间等因素有关。概述了过泵高速剪切和管流低速剪切对加剂原油低温流动性的影响规律，剪切影响机理和剪切作用的描述方法等的研究现状及进展。     

长距离管输添加降凝剂含蜡原油的模拟试验

通过在试验环道及仪器上进行的长距离管输添加降凝剂含蜡原油模拟试验，研究多次过泵剪切及管流剪切对加剂原油低温流动性的影响，分析环道试验所测管流粘度与旋转粘度计测量结果的对比关系。     

长距离管输添加降凝剂含蜡原油模拟试验

通过在试验环道及仪器上进行的长距离管输添加降凝剂含蜡原油模拟试验，研究多次过泵剪切及管流剪切对加剂原油低温流动性的影响，分析环道试验所测管流粘度与旋转粘度计测量结果的对比关系。     

为管输应用的原油降凝剂效果评价的研究

添加降凝剂处理的含蜡原油的低温流动性受处理后降温过程中的剪切作用及降温速率的影响很大,这种影响因原油及管道运行条件而异,因此为管道设计及运行提供数据的含蜡原油降凝剂效果评价,必须综合模拟管输的降温及剪切条件.现行的测试标准在这方面存在明显缺陷.本文在总结多年研究经验的基础上,讨论了管输过程中泵剪切和管流剪切及其与降温条件的综合模拟方法,提出了评价管输过程中加剂原油动态及静态稳定性的方法,以及为管输提供数据的加剂原油凝点及流变性的评价方法.     

加剂长庆原油的流变性研究

通过最佳加剂条件筛先,长庆原油添加30ppm的降凝剂GY3,其凝点,反常点和低温表观粘度有大幅度降约,当重复加热温度低于60℃时,重复加热会对加剂原油的低温流变性产生不利影响,重复加热温度越低,影响越大,当高速剪切温度低于30℃时,高速剪切将恶化加剂原油的低温流娈性,特别是在原油的析蜡高峰区高速剪切,会使原油的低温流变性严重恶化。     

原油长输管道应用降凝剂研究

应用于输油管道的降凝剂,通过研究,在马惠宁输油管线进行了现场试验。结果表明:原油经过50ppm降凝剂处理,凝固点由16℃降至-2℃;5℃、11.5s^-1时粘度由1363mPa·s降至122.7mpa·s;反常点由24℃降至15℃;降凝剂处理原油与加热输送原油同期相比。油耗降低56%,电耗降低8%。处理温度、高速剪切、重复加热对改善原油低温流变性有一定的影响:原油理想的降凝剂处理温度应是最佳热处理温度;降凝剂的应用存在最佳始注入量,且遵循μ=μ₀+Ae^-Bq规律;应用降凝剂长时间低温输油时,不宜用局部加热和大排量冲刷方法处理管线;采用热共处理和降凝剂综合技术,可改善原油低温的流变性。实现管道常温输送,产生良好的经济和社会效益。     

热历史和剪切历史作用对长庆原油黏度的影响

室内模拟长输管线的热历史和剪切历史作用,通过改变热处理温度、剪切速率、热处理和剪切作用时间等参数,对长庆长输管线原油黏度的影响规律做了实验研究。实验结果表明:40℃热处理作用降黏效果最为明显;剪切速率越高,剪切时间越长,对原油的降黏作用越明显;热历史和剪切历史综合作用时,剪切和热处理时间对黏度的影响最大,剪切速率影响次之,热处理温度影响最小。根据实验结果,对长庆长输管线原油热站的加热温度和输量给出了建议。     

高速剪切对定靖三线加剂原油改性效果影响

为探究短时间高速剪切对加剂原油改性效果的影响规律,优选出合适的过泵剪切模拟方式,以定靖三线混合原油-2为例,分别利用搅拌器和流变仪对加剂原油进行高速剪切,并以凝点和表观粘度考察高速剪切温度、剪切强度、剪切时间三个因素对加剂原油改性效果的影响规律,对比分析搅拌器高速剪切和流变仪高速剪切的异同。发现长时间或低温下的高速剪切对加剂原油改性效果影响较大,而短时间内剪切强度的变化对其影响较小,流变仪高速剪切的实验结果滞后于搅拌器高速剪切,因此管输过程中应尽量避免原油经受长时间或低温下的高速剪切,降凝剂加注位置可选在离心泵前,而过泵剪切模拟使用搅拌器更合适。     

含蜡原油管线设计标准需用最大泵压（功率）

文中提出了幂律原油管线设计的新方法。该法是依据在正常连续流动、重新启动流动和破坏胶凝的压力下，输送幂律原油所需的最大压力是以幂律原油流变性与高温有关的形式迭代的，是常现原油管线设计模型的改进。利用这个标准和常规方法，校正了尼日尔三角洲含蜡原油管线，这仅是其中一个实例，其结果表明，该法预测的管径小于常规法，并且，对相同的管径来说，该法的泵输量和需用重新启动压力均低。     

剪切历史对胶凝原油结构强度的影响

针对不同剪切历史作用后的长庆原油,测试其表征结构强度特征的凝点和储能模量的实验研究。通过改变剪切强度以及剪切作用时间,模拟长庆原油在不同管输条件下的管流剪切历史,测量经过不同剪切历史后含蜡原油的凝点和储能模量的数值。实验结果表明:在一定条件下随着原油装样温度的降低,原油的凝点是降低的;在高剪切长时间作用下长庆原油的凝点和储能模量是降低的,在低剪切长时间的作用下,原油的凝点和储能模量是升高的。     

BEM系列原油流动性改进剂的研制

通过对EVA的醋酸乙烯含量、熔融指数对含蜡原油的降凝影响的研究 ,探讨EVA对含蜡原油的最佳加入量以及不同的结构表面活性剂对原油降凝剂抗重复加热和抗剪切能力的作用 ,BEM降凝平均相对分子质量与含蜡原油蜡碳数分布之间的关系等。研制的BEM降凝剂广泛用于鲁宁线、中洛线等多条管输管道     

BEM系列原油流动性改进剂及其应用

扼要讨论了原油流动性改进剂（降凝剂）的作用机理，性能要求及生产技术关键。分别介绍了华冠石油化工公司生产的降凝剂BEM-3在输送胜利原油的长655.37km的鲁宁（临邑-仪征）线和长252km的东（营）黄（岛）老线，BEM-5P在输送中原原油的长282.55km的中洛（濮阳-洛阳）线和长241.9km的濮（阳）临（邑）线以及在大港油田长47.8km的一段集输干线，BEM-6N在输送南阳原油的长422.1km的魏（岗）荆（门）线和输送高凝高粘胜利原油的长约51.6km的河（口）沾（化）线，BEM-7H在顺序输送国内外多种原油的长201km的洪（湖）荆（门）线的应用工艺，降凝降粘效果及降低输量下的高效，经济，安全运转。在魏荆线上用BEM-6N所作的现场测试表明，在析蜡高峰期的过泵剪切和重复加热使加剂原油低温流动性显著恶化，在析蜡点以上的剪切和重复加热则影响不大。     

降凝剂在海上含蜡原油管道中的应用

降凝剂在海上和陆上含蜡原油输油管道上的应用结果表明,降凝剂可降低含蜡原油凝点,改善含蜡原油低温流动性能,延长停输时间,减小停输再启动压力等,特别适用于海洋和沙漠中不宜建中问加热站的含蜡原油管道。对降凝剂的作用机理及其在海底管道的应用特点进行了介绍和论述。     

Wax Deposition in Flow Lines Under Dynamic Conditions

The wax deposition in the tubing, pipeline, and surface flow line is the major problem in the oil fields. It generates additional pressure drop and causes fauling and ultimately increases the operating cost during production, transportation, and handling of waxy crude oil. In this work, attempts were made to study the wax deposition in the flow lines due to Indian crude oil under dynamic condition. The experimental work was carried out for neat crude oil and pour point depressants treated crude oil at different ambient/surface temperature and pumping/reservoir temperature. It was observed that temperature has significant effect on the wax deposition of the crude oils. From these studies, ideal temperature of crude oil to pump in the pipeline or flow line was determined. The present investigations also furnishes that the selected pour point depressant in this work decreases the wax deposition significantly and may be used for controlling the wax deposition problems in case of Indian crude oil.     

Characteristic Temperatures of Waxy Crude Oils

Gel point or pour point is widely used to evaluate the low temperature flowability of crude oil. However, it is not adequate to describe the gelling properties of waxy crude oils under flow conditions with gel point or pour point, since the rheological behavior of crude oils is dependent on shear history. Waxy crude oils tend to gel at a low temperature. Based on gelation theory, the characteristic temperature of waxy crude oil was determined by analyzing viscosity-temperature data. Two mathematical models were developed for calculating characteristic temperatures of virgin crude oils and pour point depressants (PPD) beneficiated crude oils, respectively. By using these two models, the characteristic temperatures of crude oils that have experienced shearing and thermal histories can be predicted. The model for predicting the characteristic temperature of virgin crude oils has an average relative deviation of 4.5%, and all predicted values have a deviation within 2 ℃. Tested by 42 sets of data, the prediction model for crude oil treated with PPD has a high accuracy, with an average relative deviation of 4.2%, and 95.2 percent of predicted values have a deviation within 2 ℃. These two models provide useful ways for predicting the flowability of crude oils in pipelines when only wax content, wax appearance point and gel point are available.     

热油管道安全经济输油温度研究

从热油管道安全经济输油的角度,讨论了确定热油管道安全经济输油温度的原则及其影响因素.分析指出,热油管道的允许停输时间,取决于管道环境、管道工作状态和输油企业的抢修能力;热油管道安全经济输油温度是满足管道允许停输时间要求的最低进站油温;热油管道安全经济输油温度取决于管道允许停输时间、管径、季节、所输原油的低温流变性、站间环境条件、管道保温条件等因素.同一地区输送同一种原油,管径大的管道与管径小的管道比,允许最低进站油温应偏低;同一条管道,夏季的允许最低进站油温应比冬季的油温低.确定热油管道允许最低进站油温不宜仅用凝点作为选择依据.     

Modeling the viscoelasto-plastic behavior of waxy crude

Waxy crude oil exhibits complex rheological behavior below the pour point temperature, such as viscoelasticity, yield stress, and thixotropy, owing to the formation of a three-dimensional spongelike interlock network structure. This viscoelasto-thixotropic behavior is an important rheological behavior of waxy crude oils, determining the flow recovery and safe restart of crude oil pipelines. Up to now, the thixotropic models for waxy crude have been all viscoplastic models, without considering the viscoelastic part before the yield point. In this work, based on analyzing the variation of the elastic stress and viscous stress in the Mujumbar model, a new viscoelasto-plastic model is proposed, whose shear stress is separated into an elastic component and a viscous component. The elastic stress is the product of the shear modulus and elastic strain; the shear modulus is proportional to the structural parameter. For the elastic strain, we followed the line of Zhu and his coauthors and assumed that it may be expressed by an algebraic equation. The model is validated by stepwise shear rate tests and hysteresis loop tests on Daqing and Zhongyuan waxy crude. The results show that the model’s fitting and predictive capability is satisfactory.     

粘稠油水环输送的参量选择

“水环”输油工艺是管输重油的最经济的方法。它是让水充满紧靠管壁的高剪切区,形成一层薄的环形滑润层,使油不能与管壁接触,因此比单独输送同样油的摩擦损失小得多。输油效率很高,特别适于输送其它方法难以输送的高粘或高凝原油。本文阐述了水环的不同流态和各种参量对输油效率的影响,找到了计算粘弹性层流水环临界速度的表达式,导出了使输油效率最高的最佳平均速度和最佳油水比(含水量)。层流水环的最佳油水比为2(含水量33%);湍流水环的最佳油水比约为9(含水量约10%)。若不知道水环处于什么流态,则最佳油水比可取为4～6(含水量14～20%)。最佳平均速度等于或略大于层流水环的临界速度,通常在0.5～1.5米/秒内选取。上述理论结果与Dg15、Dg50和Dg203水环试验数据一致。说明上述结论可以在不同管径管道的水环输油实践中应用。