基于应力加载的黏弹—触变模型评价

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黏弹-触变特性是含蜡原油及其乳状液重要的流变特性,是输油管道停输再启动数值计算及管道安全运行保障的基础资料。本文研究了不同应力加载条件下含蜡原油及其乳状液的黏弹-触变特性,评价了现有的黏弹-触变模型。研究了含蜡原油及其乳状液在恒剪切应力、应力阶跃上升、应力线性增加又线性减小形成滞回环这三种加载下,温度、含水率、应力大小对剪切速率变化规律的影响,以滞回环面积为特征量分析了含蜡原油乳状液胶凝体系的触变性,总结了含水率对胶凝体系结构恢复的影响,对比了3种加载方式测试数据拟合确定的模型参数。基于应力加载下含蜡原油及其乳状液凝点温度附近的流变性实验数据,评价了常见的黏弹-触变模型描述含蜡原油及其乳状液黏弹-触变特性的能力,结果表明:含水率越高,模型拟合效果越差。温度越高,模型拟合程度越好。恒剪切应力加载下,滕厚兴Ⅳ和Dullaert模型的拟合效果最好,滕厚兴Ⅱ和Ⅲ相对最不适用。应力阶跃上升、应力线性增加又线性减小形成滞回环加载下,滕厚兴Ⅰ和Ⅱ拟合结果最好。滕厚兴Ⅳ和Dullaert模型不适用于描述应力阶跃上升加载下高含水率乳状液胶凝体系的黏弹-触变特性。Zhu模型不适用于应力滞回环加载模式。统计各个模型拟合滞回环上下行线交点处的结构参数,拟合较好的滕厚兴Ⅰ和Ⅱ结构参数相近,可准确反映含蜡原油及其乳状液的结构状态。
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