降凝剂对含蜡原油低温结构特性影响及机理研究

摘要

本文以延长原油与南阳原油为实验用油,综合利用流变测量技术、DSC热分析技术和显微观察技术,对添加降凝剂原油的流变特性进行了详细地实验探索和研究。
　　 通过对比加剂与未加剂条件下含蜡原油的DSC实验数据,发现原油添加降凝剂后的比热有一与温度相关的减小值,原油析蜡点基本不变,在每一温度下的累积析蜡量存在很小程度的减少。利用小振幅振荡剪切实验研究了降凝剂对含蜡原油胶凝特性的影响:以凝点作为特性温度,在较低温度下,加剂原油表现出较小的储能模量和损耗模量,较高的损耗角,即降凝剂使含蜡原油在低温下的结构强度相对减弱。提高降温速率均可使加剂前后原油的结构强度减小,但对加剂原油的影响程度弱;降温过程中的剪切作用可降低等温胶凝结构的强度,但对于加剂原油,剪切作用超过一定值后反而会使其结构增强;静态降温后的恒温剪切作用可使加剂前后原油的等温胶凝结构减弱;存在最佳的动态剪切与恒温剪切作用,对应于最弱的等温胶凝结构。不同原油添加降凝剂后在凝点附近的屈服值表现不同,中山川原油加剂后屈服值始终较小,且随温度降低而增加的趋势弱;蟠龙原油加剂与未加剂时在温度低于凝点后屈服值呈指数增长,但加剂后,温度低于凝点2℃后增加较快,并超过相应温度下的未加剂原油的屈服值。也研究了静置时间与剪切作用对添加降凝剂原油屈服值的影响。利用电子显微技术观察了原油添加降凝剂后在低温时的蜡晶图片,发现降温过程中,蜡分子沿已有结晶中心析出,形成体积较大的类球形结构,蜡晶聚集体的数目与之前较高温度下的蜡晶颗粒数目相当,并基于此试图探索降凝剂的作用机理。论文还分析了原油在添加降凝剂条件下,经历重复加热和高速剪切等作用后的结构特性的变化规律。
　　 希望进行的降凝剂对含蜡原油各种流变特性影响的总结对含蜡原油添加降凝剂输送工艺提供一定的理论指导。