Non-Newtonian steady shear flow characteristics of waxy crude oil

The experimental research on the non-Newtonian flow characteristic of a waxy crude oil was conducted through a rotational parallel-plates rheometer system.The test temperature is about 6.5 ℃ higher than its gel point.The shear stress and viscosity of the waxy crude oil show sophisticate non-Newtonian characteristics in the shear rate of 10-4-102 s-1,in which the shear stress can be divided into three parts qualitatively,i.e.stress-up region,leveling-off region,and stress-up region.This indicates that there is a yielding process in shearing for the waxy crude oil at the experimental temperature,which is similar to the yield phenomenon in thixotropy-loop test discussed by CHANG and BOGER.Furthermore,the steady shear experiment after the pre-shear process shows that the stress leveling-off region at low shear rate disappears for the waxy crude oil and the stress curve becomes a monotonic climbing one,which demonstrates that the internal structure property presenting through yielding stress at low shear rate can be changed by shearing.The experimental results also show that the internal structure of waxy crude oil presenting at low shear rate has no influence on the shear viscosity obtained at the shear rate higher than 0.1 s-1.The generalized Newtonian model is adopted to describe the shear-thinning viscosity property of the waxy crude oil at high shear rate.     

高凝原油降凝剂的研制和应用

针对辽河油田高凝原油含蜡、沥清质、胶质高的特点,研制出苯乙烯、马来酸酐、丙烯酸十八醇质共聚物和醋酸乙烯酯、马来酸酐、丙烯酸十八醇质共聚物两种降凝剂,并将其以３：１比例复配,使得原油凝固点降低６～８℃,粘度降低率为６６．７％．     

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。     

高效原油降凝剂的合成研究及实验

合成了原油降凝剂A,然后和高级脂肪胺进行胺解反应得到高效原油降凝剂B,在大港油田的原油中分别加入质量分数为200×10-6的降凝剂A和B,使原油凝固点分别下降10℃和24℃.在任丘、大庆、新疆油田中试验也有明显的降凝作用.文中还对胺解条件进行了研究,当高级脂肪胺的碳数为20时,在90℃下反应5h获得的降凝剂B的降凝效果最好.     

渤中沙河街原油析蜡及其乳化特性实验研究

针对渤中沙河街原油海底管道输送的潜在安全隐患,采用影像分析仪及配套的程控水浴,观测和分析了沙河街原油从65℃到20℃的析蜡过程,确定了其析蜡点与析蜡高峰温度范围.采用HAAKE RS600流变仪,测定了沙河街原油及其掺高温水的油水乳状液的流变曲线与粘温曲线,评价了沙河街原油的乳化特性.结果表明:沙河街原油的析蜡点与粘温异常点分别为51℃与30℃,析蜡高峰温度为35～20℃;当掺水量低于70%时,80℃的沙河街油水混合液在25℃的室温下自然冷却,同时用700～800 r/min的转速搅拌,在2 h内均可充分乳化,其反相点为70%,这为沙河街原油海底管道掺高温水输送的安全操作提供了依据,并可供其他原油的相关研究参考.     

保温原油管道蜡沉积速率模型的建立

在管道运行中,时常伴随着蜡沉积现象的发生,这种现象会导致输量减少,严重时还会出现凝管事故。针对输送庆吉混油的松山⁃葫芦岛保温原油管段,自制了室内保温环道实验装置,建立了蜡沉积速率的逐步回归模型和支持向量机模型,对比验证结果表明,支持向量机模型的稳定性和准确性高于逐步回归模型。应用建立的蜡沉积速率模型对现场管段进行了不同季节的蜡沉积预测,为管道现场最优清蜡周期的确定提供理论参考。     

原油含水率的微波测量仿真

对一种带状线微波探测器进行仿真计算,该探测器能在线测量流体的介质参数,仿真的结果表明,此探测器可以方便地利用油水均匀混合两相流总体介电常数来实现原油含水率的测量。     

同沟敷设原油和成品油管道三维温度场的数值模拟

热油管道周围温度场是管道停输再启动及管道安全运行的基础,只有准确掌握管道周围的温度场分布,才能使管道安全运行,避免凝管事故的发生。在同沟敷设管道中,常温输送的成品油管道必将影响热原油管道的温度场,因此同沟敷设管道的温度场与单根输油管道的温度场不同。为了准确掌握同沟敷设原油和成品油管道的温度场,以国内某同沟敷设管段为研究对象,采用Gambit软件的非结构化网格技术和F1uent软件的标准-模型对同沟敷设管道的三维温度场进行数值模拟。通过与相同条件下单根原油管道的温度场比较,分析成品油管道对同沟敷设原油管道的影响。     

停输对冷热原油顺序输送混油影响的数值模拟

基于顺序输送混油理论,建立冷热原油顺序输送混油控制方程。借助计算流体动力学软件 FLUENT,对顺序输送管道停输前后混油体积分数的分布规律进行数值计算。分析了输送顺序对停输过程混油体 积分数的影响。研究表明:水平管段顺序输送停输后,受惯性力的作用,后续原油继续前行,使混油段增长且随着停 输时间的延长,采用前俄后庆的输送方式比前庆后俄输送混油段长。对于竖直管段,在相同条件下与水平管段相比 混油长度相对较短。采用前俄后庆的输送方式与前庆后俄输送混油长度接近,但前者混油体积分数分布比较均匀。 可为工程实际应用提供一定的理论指导。     

AMV降凝剂分子结构的Monte Carlo模拟优化研究

针对降凝剂分子结构的设计和优化问题,本文运用Monte Carlo模型模拟研究了丙烯酸十八酯-马来酸酐-醋酸乙烯酯三元共聚物（AnMmVp）同原油蜡烃组分间的相容性。以理论计算结果为依据指导合成了AMV共聚物降凝剂,并进行了红外表征和实验验证,实验结果表明,当亲油基团（丙烯酸十八酯,AA18）与极性基团（马来酸酐-醋酸乙烯酯,MA—VA）摩尔比为8：2时,二者混合能最低,原油对A8M1V1降凝剂感受性最佳,凝点降低值达8℃,是理想的原油降凝剂结构,这与理论计算结果基本一致。该研究为原油降凝剂分子结构的设计和优化提供了有效涂释。     

超稠油管道集肤电伴热效应实验与数值模拟

以辽河油田超稠油管道集肤电伴热工艺为理论依据,建立了超稠油管道集肤电伴热效应物理模型和 数学模型,并采用室内实验与数值模拟的方法对集肤伴热效果进行分析。研究结果表明,通过对实验和模拟数据的 对比,采用软件进行仿真计算是可行的,不仅可以直观地显示超稠油管道内温度场的分布情况,还可为超稠油管道 伴热效果的优化和安全停输时间的确定提供了一定的理论依据。