【摘 要】
:
蜡沉积是含蜡原油管道流动保障的重要问题。沥青质和胶质是含蜡原油中含量最大的非烃类极性物质,但目前关于沥青质和胶质对含蜡油蜡沉积影响的研究还很不充分。为此,本研究配制了含沥青质/胶质的含蜡模拟油,利用自主研发的Taylor-Couette冷指装置开展了蜡沉积实验,系统分析了沉积物的生成速率、老化、流变性等,研究了沉积物与油流中沥青质/胶质性质的差异。主要成果如下:首先,针对含沥青质的含蜡模拟油,基于
论文部分内容阅读
蜡沉积是含蜡原油管道流动保障的重要问题。沥青质和胶质是含蜡原油中含量最大的非烃类极性物质,但目前关于沥青质和胶质对含蜡油蜡沉积影响的研究还很不充分。为此,本研究配制了含沥青质/胶质的含蜡模拟油,利用自主研发的Taylor-Couette冷指装置开展了蜡沉积实验,系统分析了沉积物的生成速率、老化、流变性等,研究了沉积物与油流中沥青质/胶质性质的差异。主要成果如下:首先,针对含沥青质的含蜡模拟油,基于蜡沉积实验结果,分析了蜡沉积物的生成速率和组成。研究表明,模拟油中的沥青质具有降低沉积物生成速率、增大沉积物含蜡量的作用,其原因与沥青质降低模拟油的胶凝温度有关;模拟油中的沥青质促进了沉积物的老化进程,即沉积物中高碳数蜡含量上升、低碳数蜡含量下降、沉积物老化的临界碳数(CCN)略微增大(由C26增大至C27),且随沥青质对模拟油降凝效果的增强,该现象更加显著。其次,分析了实验沉积物中沥青质的含量、分子结构和化学性质,研究了沉积物中沥青质富集的机理。研究表明,沉积物中沥青质含量随沉积时间延长而上升(即沥青质富集),实验条件下最高可达油流中沥青质含量的8倍(沉积时间24h),但未显示沥青质富集与模拟油中沥青质浓度有明显关系;与油流中的沥青质相比,沉积物中沥青质的官能团没有显著变化,但沥青质的相对分子量和偶极矩(极性)增大、多分散性指数(PDI)变小,说明沉积物中沥青质的富集具有选择性,即相对分子量大、极性强的沥青质优先进入沉积物;模拟油中沥青质的分散程度不是影响沥青质富集的主要因素,而沉积物中含蜡量增大导致孔隙度减小则减缓了沥青质颗粒的有效扩散;此外,弱极性沥青质使沉积物电导率的降低也是可能影响沥青质富集的因素之一。推测布朗扩散和动电效应可能是沥青质富集的主要机理。此外,分析了沉积物的力学特性,研究了沉积物剥落的流变学机理。研究发现,当模拟油中沥青质浓度较高(约0.20 wt%)、油流剪应力较大时,沉积物易发生剥落现象,其原因分别是沥青质浓度上升导致沉积物结构强度减小,以及油流剪应力增大使沉积物蠕变加快、从而加快了沉积物结构破坏的进程。沉积物剥落后,冷指上重新生成沉积物的析蜡点、含蜡量、沥青质含量等均降低,碳数分布整体向低碳数方向移动。最后,研究了胶质对含蜡模拟油流变性和蜡沉积特性的影响。研究表明,在实验浓度范围(0~3.0 wt%)内,胶质可降低模拟油的析蜡点约2℃,但析蜡点降幅与胶质浓度之间不存在明显关系;胶质具有降低模拟油黏度、胶凝温度和屈服应力的作用,胶质对含蜡模拟油流动性的改善作用随其浓度的上升而变好。对模拟油蜡沉积速率、沉积物老化及组成、力学特性等方面的影响定性上与沥青质一致。不同的是,含胶质模拟油沉积物老化的临界碳数最高可达C28(胶质浓度为3.0wt%),略高于含沥青质模拟油沉积物老化的临界碳数(C27);沉积物中胶质富集的速率低于沥青质富集的速率,例如在相同的实验条件(冷指转速、冷指温度)下,沉积物中的胶质含量最高可达油流中胶质含量的3倍(沉积时间24h),而沥青质为8倍;含胶质模拟油蜡沉积实验未出现沉积物剥落的现象,这可能与含胶质模拟油沉积物结构更紧凑有关。与不含胶质的含蜡模拟油相比,胶质使沉积物蜡晶数量增多、长宽比减小,但随着模拟油中胶质浓度的升高,这一变化趋缓。
其他文献
受多期构造变形和应力场的影响,塔里木盆地塔河油田奥陶系碳酸盐岩形成多期次、多组系、多尺度断层及其相关裂缝,对岩溶缝洞储集体的形成和分布起明显的控制作用。论文以塔河油田四、六、七区典型单元奥陶系碳酸盐岩缝洞型储层为研究对象,综合利用野外露头、钻井、岩心、薄片、测井、地震和分析测试等资料,在阐明溶洞分布规律、多尺度断层和裂缝发育特征及其与构造应力场关系的基础上,系统分析了多尺度断层和裂缝对溶洞发育的控
在油气开采过程中,气液两相流存在于各种油气生产井筒内。由于不同地形的复杂构造,几乎所有水平井都存在弯曲段,而弯曲段相比直管段的特殊结构会引起一定的流型变化和流动参数变化。在油气井中常常出现各种流动型态,其中最不稳定的就是段塞流,也是运移规律最为复杂的一种流型。它的存在会影响井下生产泵的工作效率,从而影响油气的产量,降低了管道的使用寿命。因此,为了提高泵的效率和油气井产量,得到水平井筒内段塞流的流动
本论文针对致密油储层孔隙类型复杂、多尺度孔喉发育,且自发渗吸规律研究较少,以及核磁共振在表征致密储层孔喉结构、渗吸采收率的适用性等问题,研究了致密油储层微观孔隙结构及渗吸规律。基于鄂尔多斯盆地延长组致密储层岩心、露头岩心、临兴气藏岩心,开展了一系列孔喉结构表征实验。结合核磁共振技术,开展岩心多级离心实验,为更好地表征了致密储层的孔喉结构及可流动性特征提供了新思路。同时,基于传统的体积法和核磁共振技
非常规油气藏的开发依赖于水平井分段多簇压裂的发展和应用。水平井分段多簇压裂通过“分簇射孔”技术实现一段多裂缝扩展,常规分簇数为2~6,最新极限限流技术则将段内簇数增加为12~15簇,从而进一步提高施工效率、减少作业成本。“分簇射孔”技术目标为实现一段多裂缝的起裂与扩展,但现场光纤温度、光纤声以及示踪剂监测发现多裂缝存在非均匀起裂与扩展问题,即各簇射孔不一定均会起裂、各射孔簇进液也存在不均匀现象。因
天然气水合物作为一种清洁能源资源广泛分布于海洋环境中,且储层普遍具有弱胶结、非封闭等特点,开采过程中可能出现储层失稳以及甲烷不可控逸散等问题,导致能源采收率低下。目前关于水合物增产的手段通常为优化钻采设备以及开采方法,而这不能从根本上解决潜在的地质以及环境风险。针对这一问题,本文从实现水合物安全、高效开采的角度出发,提出了注CO2/水乳液生成低渗CO2水合物盖层,人工建立封闭储层降压环境的技术思路
液氮喷射压裂有望解决干热岩(普遍为花岗岩)压裂过程中起裂压力大、井筒封隔困难、储层改造体积有限等问题。要实施该技术,首先需要利用液氮磨料射流在高温储层中喷射形成射孔孔眼。本文采用理论分析、数值模拟和室内实验相结合的方法开展研究,揭示了液氮磨料射流破碎高温花岗岩的作用机制,主要研究工作及成果如下:(1)采用离散相模型,建立了液氮磨料射流流场三维计算模型,考虑液氮物性随温度、压力的变化以及流场湍流对颗
随着深海油气资源的逐步开发,海底多相混输技术因其较高的经济性和高效性而得到广泛的应用,然而深海特殊的输送条件亦滋生出了一系列流动安全保障新问题及挑战。海底混输管道内的湍流剪切促使了油包水乳状液的形成,而含气、含水、低温及高压的输送环境为蜡的析出和沉积以及水合物的生成提供了适宜条件。蜡的存在将改变水合物的生成和聚集行为,这为多相混输管道内流体流动行为的预测以及流动安全保障策略的制定带来了极大的挑战。
管道是输送石油、天然气的重要方式。近年来,我国管道的运营里程逐年增加,管道安全风险日益增长,重特大事故时有发生且后果严重,但是由于管道的敷设位置大部分在地下和海底,无法实现对管道的实时监测,因此管道缺陷的评估和预测在安全管理中显得尤为重要。随着数字管道的建设,管道全生命周期中逐渐形成了分布式存储模式的多源海量数据,具有数据类别多、数据量大的特点,也被称为管道大数据,研究大数据分析方法已经成为管道行
四川盆地及周缘下古生界五峰—龙马溪组页岩是我国南方海相页岩气勘探开发的主力层系,目前已在川东南地区成功实现了大规模商业开发。深入研究页岩储层孔隙演化及其对含气性控制是页岩气成藏评价的关键及甜点预测的基础。本论文以五峰—龙马溪组页岩及华北下马岭组页岩为研究对象,在综合分析地化特征、岩石矿物学特征、孔隙结构及含气性特征基础上,明确了页岩生烃演化过程,阐明了页岩气成因机理,揭示了高—过成熟海相页岩生烃全
热电材料可以实现电能和热能的直接转化,Ⅳ-Ⅵ族化合物由于其特殊的L和Σ带双价带结构具有优良的热电性能,受到研究者的广泛关注。其中,Pb Te的热电性能甚至达到制成器件的水平,但Pb的毒性限制了实际应用。具有类似能带结构的GeTe基热电材料由于其优良的热电性能,成为研究的热点。本文以GeTe材料为基体,通过能带工程、载流子工程、声子工程以及调谐晶体结构等手段,探究该类材料的结构与热电性能的调控方法,