大庆喇嘛甸油田含蜡原油流变特性实验研究

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大庆油田所产含蜡原油在凝点温度附近析出的蜡晶会形成三维网络结构,将液态原油包裹在其中,使原油整体上失去了流动性,胶凝后的原油会表现出触变性、屈服应力和粘弹性等复杂的流变性质。研究胶凝原油的流变性质对原油的生产、运输和使用具有重要意义。由于热历史、剪切历史等外部因素能对含蜡原油的内部结构特别是蜡晶结构产生较大的影响,所以经受不同历史后,胶凝原油的流变性会发生很大的变化。本文以大庆喇嘛甸油田原油为实验介质,利用Hakke MarsⅢ流变仪和Haake VT550旋转粘度计,通过剪切速率阶跃上升实验、恒定剪切速率测试实验和小振幅振荡剪切应力扫描实验对含蜡原油的触变性、屈服特性和粘弹性进行了比较详细的研究,并考虑了温度的回升、恒温剪切和降温剪切三种情况,且对实验结果加以分析。结果表明:对于喇嘛甸油田的含蜡原油,就热历史而言,在实验测量温度下,当回升温度为牛顿温度时,触变性结构增强,屈服应力增大,粘弹性特征增强;当回升温度为非牛顿温度(高于测量温度)时,触变性结构减弱,屈服应力减小,粘弹性特征减弱,而且非牛顿温度越低,趋势越明显。就剪切历史而言,在实验测量温度下,恒温剪切后,触变性结构减弱,屈服应力减小,粘弹性特征减弱;降温剪切后,当测量温度高于凝点时,各流变特性几乎没有变化,当测量温度小于凝点时,屈服应力减小,粘弹性特征减弱,但对于触变性而言,当降温剪切速率大于测试速率时,剪切应力变小,触变性结构强度减弱,若小于测试速率时,触变性不变。
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