含蜡油阻抗性质与电场改性效果关系的研究

来源 :中国石油大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:jooey
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流动保障是含蜡原油管道输送的难题之一。通过添加合适的降凝剂可以降低含蜡原油的凝点,改善其低温流动性,但原油析蜡高峰区温度范围内的剪切作用特别是高速剪切、以及重复加热会破坏降凝剂的改性效果。同时,研究表明,使用高压电场对含蜡原油进行处理,可以显著降低黏度、屈服应力,并且高速剪切有助于提高电场降黏效果,但电场处理的降凝效果不明显。那么,能不能进行降凝剂和电场综合处理,实现两种改性方法的优势互补?目前,对该综合处理尚未有研究报道。为此,本文首先探究了电场与EVA综合处理对一典型含蜡原油流动性的影响。结果表明,尽管综合处理的改性效果弱于两种方法单独作用效果之和,但与电场和EVA单独作用相比,综合处理后的原油具有更好的改性效果:更低的黏度、更弱的胶凝结构强度和触变性;综合处理原油在经历低速剪切和重复加热后具有更低的黏度,但高速剪切会严重破坏综合处理的降黏效果。显微观察发现,经过综合处理后,原油蜡晶粒径分布变宽。为了进一步探讨电场改性的机理,考虑到外加高压电场很可能影响了原油体系的电性质,故从电场作用对含蜡油体系电性质影响的角度切入。为此,配制了含胶质的模拟油,采用频率响应分析仪,考察了电场处理条件(场强、温度)对模拟油电性质的影响。实验发现,电场处理后模拟油阻抗模明显增大,其上升率随加载场强升高、处理温度降低而上升;但电场处理并不改变模拟油体系的介电性质。随后,通过胶质、沥青质含量不同的模拟油的电性质,分析了极性组分含量对体系阻抗及其电场效应的影响。研究表明,在相同累计析蜡量下,模拟油中所含的极性物质浓度越高,体系阻抗模越小;在相同的电场处理条件下,电场处理前后阻抗模的变化率随胶质浓度升高呈现出先降后升的趋势;而在相同的处理条件下,模拟油的沥青质浓度越高,电场处理后阻抗模上升率越小。最后,考察了含蜡模拟油流变性的电场效应与电场作用后阻抗变化率之间的关系,发现电场处理后阻抗模上升率和降黏率正相关。鉴于含蜡油的低温流动性很大程度上取决于蜡晶颗粒之间的相互作用力,本文研究预示,含蜡油体系的电性质可以作为连接宏观流变性和微观作用力的纽带。这为今后对电场改性机理的深入探索提供了有价值的方向。
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