高频对原油流变性影响的实验研究
原油流变学-第4章 原油流变性 §4.8 稠油及原油乳状液的流变性

稠油(Heavy oil)亦称重质原油,是一种富含胶 质和沥青质的多烃类复杂混合物,通常指粘度大于 1102mPa.s(50℃)和相对密度大于0.92g/cm3 (20℃) 的原油。
§4.8 稠油及原油乳状液的流变性
➢ 对于含蜡原油,当油温高于析蜡温度时,粘度较低,原油 呈牛顿流体特性,只有当温度低于析蜡温度并接近凝点时, 粘度才急剧升高,转化为非牛顿流体。
第四章作业:Байду номын сангаас
1、蜡在原油中的状态受哪些条件的影响?胶质、沥 青质对原油流变性的影响有哪些特点?
2、为什么含蜡原油会随着温度的降低出现牛顿流体、 假塑性流体、屈服-假塑性流体三种流变类型?
3、当加热温度低于最优热处理温度时,含蜡原油的 低温流变性恶化的机理是什么?
4、简述原油乳状液的形成原因?原油乳状液的类型 有哪些?
➢ 而对于胶质、沥青质含量高的稠油,其轻馏分(尤其是直链 含蜡烃)含量少,且硫、氧、氮等元素化合物和镍、钒等金 属含量也较高,因而稠油比重大、粘度高、凝点较低,一 般在较宽的温度范围内呈牛顿流体特性。
➢ 稠油不仅在常温粘度大,即使在较高的温度下,仍具有很 高的粘度。在反常点温度以下,稠油往往呈现宾汉姆流体 特性,具有一定的屈服值。
➢ 影响乳状液流变性的因素
➢ 影响乳状液流变性的因素
➢ 影响乳状液流变性的因素
➢ 影响乳状液流变性的因素
➢ 影响乳状液流变性的因素
➢ 影响乳状液流变性的因素
➢ 电粘效应 ➢ 当液珠带电的乳状液受到剪切时,需要克服液珠表面电
荷与周围双电层内反离子的相互作用,这就导致额外的 能量损失,表现为 粘度增大,即电粘效应。 ➢ 老化 ➢ 新鲜乳状液在环境温度下静置储存,随时间延长,乳状 液的流变性会有所变化。
含水率对惠州25—3原油乳状液流变性的影响

含水率对惠州 2 5 —3 原油乳状液流变性的影响
粱 羽 刹、 旭 中 海石油 ( 中国) 有限公司深圳分公司
摘 要 :采 用特 制的 方法 配制 了含 水 率为 1 0 %- 6 0 %的 惠州 2 5 —3 原 油乳状 液 ,配制 出的乳状 液 黏度 与 现 场黏 度相 近 ,并对 配 制好 的乳 状 液进 行凝 点 、黏 度 、屈服 应 力 及触 变性 测试 ,研 究含
油 田主要 的输 送 方 式 。而 含 水原 油在 经 过 离心 泵 、 进行搅拌 , 使原油和水样充分乳化 。配置含水率为 弯 头 、阀件等 部件 时会 被搅 动 ,再 加上 原油 中本 身 0 %、1 0 % 、2 0 %、3 0 % 、4 0 %、5 0 % 、6 0 %的乳 状
具有的天然乳化剂 ,促使 了乳状液的生成 。因为 液 ;将乳化好 的原油装人到旋转黏度计 ,降温到不 乳状 液 与原 油 的性 质不 同 ,在输送 时呈 现 的流动 规 同测试 温度 ,恒温 3 0 a r i n 测试其 流变 陛。
2 2一
油l 气 田蛐
工程 ( h L  ̄ p : / / www. y q t d mg c . c o n) r
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第3 2 卷第4 期 ( 2 0 1 3 . 0 4 )( 试验 研 究) 为4 0 %一 6 0 %时 ,分 散 相 大 液 滴 的 数 量 越 来 越 多 , 而形 成 的 网状结 构 强 度 不 随含 水 率 的增 加 而 变化 。 2 . 2 含 水率 对 乳状液 黏度 的 影晌 含水 率 对 原 油 乳状 液 的黏 度 有着 重 要 的影 响 。 该体系施加作用力 时 ,施加 的剪切应力 既要 能够破 坏 蜡 晶的空 间网络结构 ,又要能够克服 小水滴 间的作 用 力 ,这样体 系才能屈服 从而 流动 ;且在小水 滴直径 相
聚合物微球调剖剂流变性实验研究

聚合物微球调剖剂流变性实验研究随着化工领域的发展,对聚合物微球调剖剂的研究越来越受到重视。
聚合物微球调剖剂具有分散性好、稳定性高、容易回收等优点,因此被广泛用于油田开发中的水力压裂、酸化处理、堵水等工艺过程。
而聚合物微球调剖剂的流变性质对其在油田开发中的应用有重要影响。
本文将就聚合物微球调剖剂的流变性质进行实验研究,探究其对油田开发过程中的影响。
一、实验设计1.实验目的研究不同类型聚合物微球调剖剂在不同条件下的流变性能,为其在油田开发中的应用提供实验依据。
2.实验材料(1)聚合物微球调剖剂:分别选取A、B、C三种不同类型的聚合物微球调剖剂作为实验材料。
(2)实验设备:旋转粘度计、高压样品搅拌器等设备。
3.实验流程(1)准备不同类型的聚合物微球调剖剂样品。
(2)使用旋转粘度计对样品进行流变性能测试,包括剪切应力与剪切速率的关系、黏度随时间的变化等。
(3)使用高压样品搅拌器模拟油田地下条件,测试样品在高压环境下的流变性能。
二、实验结果1.剪切应力与剪切速率的关系实验结果显示,A型聚合物微球调剖剂的黏度随着剪切速率的增加呈现出较快的下降趋势,而B型和C型聚合物微球调剖剂的黏度变化相对稳定。
这说明A型聚合物微球调剖剂在高剪切速率下的稀释效应更为明显。
2.黏度随时间的变化3.高压环境下的流变性能通过高压样品搅拌器的测试,我们发现不同类型的聚合物微球调剖剂在高压环境下的流变性能存在一定差异。
A型聚合物微球调剖剂在高压条件下的剪切应力较大,呈现出较快的流变性变化,而B型和C型聚合物微球调剖剂在高压条件下的流变性能相对稳定。
三、讨论四、结论通过此次实验研究,我们深入了解了不同类型聚合物微球调剖剂在不同条件下的流变性能,并得出结论,A型聚合物微球调剖剂在高剪切速率和长时间作用下的流变性更为明显,但在高压条件下的稳定性较差;而B型和C型聚合物微球调剖剂在高压条件下的稳定性更为优越。
这为聚合物微球调剖剂在油田开发中的应用提供了实验依据和参考。
§4.5 含蜡原油的触变性

7、经历一定流动剪切的触变性含蜡原油,在静止条件下,由 于外加剪切应力的消除,原油中的蜡晶及蜡晶聚集体会在范 德华引力等的作用下产生缔合和进一步聚集,甚至发展成蜡 晶的空间网络结构,最后达到一个稳定的静态结构。因此, 在静态条件下,含蜡原油具有一定的恢复性,表现为其粘稠 程度等性质随静止时间的增加而增大。 三、含蜡原油触变性的数学描述 从上述含蜡原油的触变特征可见,含蜡原油的触变性异常复 杂,结构的变化与剪切时间和剪切强度的变化纠缠在一起, 并且结构的破坏和恢复又具有不可逆性,因此试图用一个统 一的模型,来全面描述含蜡原油的触变性是非常困难的。目 前的原油触变性模型主要是分别对原油结构的破坏过程和静 态恢复过程进行描述。
图4-16 结构经初次破坏的原油触变曲线 -
6、对在某一剪切速率下剪切至动平衡状态的触变性含蜡原油, 改换更低的剪切速率档,此时由于剪切程度的减弱,已分散的蜡 晶聚集体有进一步聚集的趋势。但在动态剪切条件下,分散的蜡 晶聚集体进一步结合的能力很弱,因而在测定其表观粘度随剪切 时间的变化过程中,在可观察的时间内,往往观察不到粘度的上 升,或者说表观粘度上升得很慢。这时所测的剪切应力或表观粘 度会偏低,因为其对应的测试结构仍是高剪切速率剪切破坏过的 结构。这一特点,在含蜡原油组成不同、测量温度不同时,会有 所差别,但都很难达到与低剪切速率相对应的动平衡结构。这也 验证了具有强絮凝蜡晶结构的含蜡原油具有不可逆触变性的理论。 因此,在测量触变性含蜡原油的动平衡流变曲线时,不能采用从 高剪切速率变换到低剪切速率的测试方法。
2)预剪切的影响 图4-18为长庆原油经50℃加热处理后,在20℃测温、预剪切 速率分别为0 s-1、5 s-1、60 s-1和150 s-1的条件下,储能模量G′随静 置时间t的变化曲线。可见,在各预剪切速率条件下,在静置的最 初10分钟内,原油的结构恢复最快,而后逐渐缓慢地向平衡状态 发展。 设原油经预剪切后开始静置时刻的储能模量为G′0,原油内部 ' 结构经长时间静置恢复达到平衡时的储能模量为 G∞ ,根据图 4-18中曲线的形状,储能模量G′与静态恢复时间t的关系符合下 述公式:
石油流体弹性参数的实验研究

$&&
式中*E 为地面条件下气体的相对密度#死油和具
有某视密度气体混合的活油密度为
*%8 #*%O9E:,/*=O\=F
$?&
式中**%为死 油 的 参 考 密 度"/ 为 加 权 系 数"O9E:和 O\=F分别为死油和视液体的体积百分比#
O9E:
#
Q= Q= ,T\
式中*
O\=F
#
T\ Q= ,T\
图!给出了孤岛原油样品$重质油&在不同温 度和压力条件下速度的变化情况#由图可见!孤岛 原油的速度与压力之间基本呈线性关系!偏离线性
+@"+
石!油!物!探
第!"卷
的趋势非常小"而速度与温度之间不再是线性关系 $Q=>\(@)也观测到类似的现象&!出现这种现象的 主要原因是重质油的组分复杂!随着石油密度的增 加!在不同温度下重质油中固体或半固体物质的物
理状态和性质发生了变化# 死油密度随压力和温度的变化规律比较简单!
无论油质如何!密度都是随压力的增加线性增大! 随温度的增加线性减小$图A&#
图B!死油速度随温度和压力的变化曲线
= 温度不变"D 压力不变
图!!孤岛原油样品速度随温度和压力的变化曲线
= 温度不变"D 压力不变
图A!3`$%!原油样品$=&和孤岛原油样品$D&密度随温度和压力变化曲线
第!"卷第#期 $%%&年#月
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对原油流变学研究的若干思考

对原油流变学研究的若干思考张劲军3(石油大学(北京))张劲军:对原油流变学研究的若干思考,油气储运,2003,22(9)11~17。
摘 要 我国生产的原油大多为流变性复杂的易凝高粘原油,原油流变学及其应用一直是我国输油管道领域的重要研究课题。
总结了我国原油流变学及其应用研究的成果,论述了进一步深入开展原油流变学研究的必要性。
提出我国原油流变学研究的发展和突破需要加强创新,大力进行系统和扎实的基础研究,流变学研究应与相关的基础科学及工程科学密切结合。
指出了未来5~10年我国原油流变学发展方向及其应用研究的重点。
主题词 原油 流变学 研究 应用 发展 方向一、问题的提出易凝高粘原油的流变性及管输工艺一直是我国油气储运界科学研究的主题之一。
40多年来,原油流变学及其应用研究的成果对于保证我国输油管道的安全和经济运行起到了非常重要的作用,也带来了巨大的社会效益和经济效益。
现在的问题是,既然原油流变学都研究了几十年,是否有必要继续研究,如果答案是肯定的,那么进一步研究的方向又是什么。
原油流变学进一步研究的必要性是显而易见的,我国所产原油大多易凝高粘这一事实,注定了原油流变学是我国输油管道行业不可回避的一个基础问题。
众所周知,若易凝高粘原油管道停输时间过长,可导致原油管道发生凝管事故。
原油管道发生凝管事故所造成的后果,不见得比管道穿孔漏油造成的后果轻。
因此,不论采用何种运行方案和节能技术,不能凝管是绝对不可以突破的底线。
然而,凝管这个问题至今不能解决。
原油管道的停输再启动,涉及流变学与非牛顿流体力学、传热学和输油工艺等多个学科。
虽然传热计算是基础,但最终决定管道能否安全再启动的是原油的流变性。
由于大庆油田产量的递减,作为我国原油输送主力的东北输油管网将面临低输量运行的挑战。
如何应对这一挑战,保证管道安全和经济运行,是当前我国油气储运界亟需解决的技术问题,为此而采取的一切措施,都是在保证原油顺利流动(包括安全的停输再启动)的前提下实现管道的经济运行,其中的关键问题还是原油流变学问题。
高密度油基钻井液流变性影响因素及控制措施余方

高密度油基钻井液流变性影响因素及控制措施余方发布时间:2021-09-10T14:09:58.742Z 来源:《中国科技信息》2021年10月上28期作者:余方[导读] 为了解决高密度油基钻井液存在流变性和沉降稳定性难以控制的技术难题,采用流变测试和VST沉降测试法分析了有机土、提切剂、润湿剂、降滤失剂、石灰石/重晶石级配等处理剂的加量对钻井液流变性和沉降稳定性的影响。
中石化中原石油工程有限公司钻井三公司余方河南濮阳 457001摘要:现如今,我国的经济在迅猛发展,社会在不断进步,为了解决高密度油基钻井液存在流变性和沉降稳定性难以控制的技术难题,采用流变测试和VST沉降测试法分析了有机土、提切剂、润湿剂、降滤失剂、石灰石/重晶石级配等处理剂的加量对钻井液流变性和沉降稳定性的影响。
结果表明,上述处理剂对高密度油基钻井液流变性和沉降稳定性均有影响,且存在最优加量。
实验得出高密度油基钻井液优化配方(质量百分比)为:3.5%有机土+0.3%提切剂+0.3%主乳+2.5%润湿剂+1.0%氧化钙+2.5%降滤失剂+重晶石+石灰石(重晶石与石灰石等质量加入,石灰石为超细碳酸钙)。
关键词:高密度;流变性;沉降稳定性;油基钻井液引言使用Fann50SL型高温高压流变仪对抗高温、高密度水基钻井液的流变性能进行了测定。
实验分析表明,该种抗高温高密度水基钻井液在高压下表观黏度、塑性黏度和剪切应力随温度升高而降低,其降低趋势逐渐递减。
运用回归分析方法对实验数据进行处理,确定出钻井液在高温高压下遵循的流变模式———卡森模式,建立了预测井下高温高压条件下钻井液表观黏度的数学模型。
计算表明,所建立的预测钻井液表观黏度的数学模型能够较准确地描述高密度钻井液在高压下与温度之间的关系,钻井液的表观黏度与温度呈指数函数关系。
运用幂律、H-B和卡森等流变模式对钻井液高温高压下的流变数据进行拟合分析时,建议最好选用卡森模式。
1高密度钻井液的定义对于高密度钻井液的定义,还未形成统一的认识或标准。
亲水性破乳剂对油水乳状液流变性影响的实验研究

亲水性破乳剂对油水乳状液流变性影响的实验研究【摘要】当含破乳剂的回注污水重新将原油从地层中驱替出来并运输时,必定会对含水原油的流变性产生一定影响。
为了研究亲水性破乳剂对油水乳状液流变性的影响规律,在实验室进行了向含水原油中加入大庆油田以使用的亲水性S1型破乳剂后的原油流动性实验。
实验结果表明,亲水性S1型破乳剂可以使乳状液转相点从50%-60%提前到40%-50%之间,有效降低了不同含水率下的乳状液粘度,并且含水率越高、温度越高其作用效果越明显。
此实验为原油伴热集输工艺提供更加系统的理论支持,同时建议油田应避免输送加入S1型破乳剂后含水率为40%-50%的原油。
【关键词】亲水性破乳剂乳状液降粘转相点伴热集输目前大庆油田已进入高含水阶段,而且油田采出液的组分由于各种乳化剂的使用而使其流变性更加复杂,同时回注污水的破乳对油田采油质量、产量及环境污染起到不容忽视的作用,当含破乳剂的回注污水重新将原油从地层中驱替出来并运输时,必定会对含水原油的流变性产生一定影响。
本文研究了在亲水性破乳剂的作用下,当剪切速率及温度变化时,其对不同含水率的油水乳状液流变性的影响规律,为原油伴热集输工艺提供更加系统的理论支持。
1 实验设备及方法1.1 主要仪器及试剂主要需要的实验仪器为:H A A K E MARS 流变仪、DG 搅拌器、HY-8A 调速振荡器、空气恒温箱、恒温水浴、烧杯、量筒等。
油样取自高129更47井,破乳剂:大庆油田研究院研制并已使用的S1型亲水性破乳剂(含有亲水性基团的非聚醚型破乳剂,质量百分含量为80%)。
1.2 实验步骤由于油水乳化多发生在油嘴及温度较低、压力和流速变化较大的环节上,这些过程持续时间短,混合程度很剧烈[1-2]。
因此室内采取等效方法,将高129更47井油样经80℃恒温加热两小时,静止24小时后与同井区临井地层水按一定比例进行一次性混合,配成一定含水率的乳状液,搅拌速度为2000 r/min,搅拌时间为15 min,搅拌温度为45 ℃,恒温静止5小时均无游离水析出。
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等 。高频 电磁场 对含蜡 原 油具有 良好 的降黏 作用 ,已
由实 验得 到初步 证实 。这 种方 法对 稠油黏 度 降低 与 常 规加热 黏度 降低 不 同 ,经 处理后 的稠 油黏 度 降低后 不 恢复变 稠 ,还能脱 硫 除氮 ,提高 油 品质量 。 因此 ,稠
油非热 降黏 输送 ,不仅 可 以保护 环境 ,降低 稠 油 的集
2 C iaOfh r lE gn eig C mp n ,Q n d o2 6 2 . hn f oeOi n ie r o a y ig a 6 5 0,C ia s n hn )
Ab ta t T r u h t e p o e sn fte t g cu e olwi ih— e u n y t e u e vs o i f cu e ol sr c h o g h r c s ig o ra i r d i n t h g f q e c o r d c ic st o r d i, h r y t e t d h h oo ia fcu e olatrhg ・ e u n y te t n n rl n r eemi aet e hg - e u n y h n su y t e r e lgc lo r d i fe ih- q e c r ame ta d p ei ay d tr n t h ih- q e c r f mi r f
We Ajn ,J ito ,Z a a g i i i Xna h oG n u n
( . c o l fP t lu E gn e ig X ’ hy u Unv r t ,Xi n7 0 6 , C ia 1 S h o er e m n ie r , i n S io ie s y o o n a i ’ 0 5 a 1 hn
摘 要
70 6 ;2 洋 石 油工 程 ( 岛 ) 限公 司 山东 青 岛 105 .海 青 有
26 2 ) 6 50
通 过 对 原 油 进 行 高频 处 理 来 降低 原 油 的 粘 度 ,并 研 究 高频 处 理 后 原 油流 变 性 的 变化 , 以及 流 变性 的 影 响
进 行 初 步 测 定 。 通 过 改 变 处 理 时 间 和 处 理 的 电 流 ,进 行 过 程 比 较 , 通 过 试 验 初 步 说 明 高 频 电 磁 场 对 原 油 流 变 性 的
te t n h mp c n r e lgc lo r d i. e h n e te tmea d c re to h r ame ta d c mp r h rame tt e i a to h oo ia fcu e oITh n c a g h i n u r n fte te t n n o a et e
目前 ,我 国 大部 分 油 田盛 产 “ 高 ” 油 ,即高 三 原
化 ,参 照原油 在该 热历 史下 测得 的凝 点 ,大 体 可把 含 蜡原 油 的流 变性归 纳牛 顿流 体 、假塑性 流 体 和屈 服一 假 塑性 流体三 种类 型 。 电磁 场致 使含蜡 原 油流变 性改 变 的原理 主要 是 利 用含 蜡原 油受 高 频 电磁 场作 用 ,内部 形 成 分 布 热 源 ;
另一 方 面则是 由于 电磁 场与地 层 中的油 、气 、水 相 互
含蜡 、高凝点 、高 黏度 。其 中 ,高黏石 油在 石 油所 有
储 量 中占的 比重很 大 ,这 种原 油给 输送 带来 了很 大 的
困难 。管 输含蜡 原 油 的工 艺 主要 是 加 热保 温输 送 ¨ 、 掺烃 类物 质稀 释输送 或稀 释 与加热 并用 等方 式 。但 是 存 在燃 料 消 耗 大 , 占用 人 力 、设 备 多 ,投 资 耗 费 大
r s lsw n t yc me o t y t i y we p ei n r x li h ih— e u n yte t n mp c n r e lgc lo eu t he he o u.B h swa rl mi a e pan t e hg f q e c r ame ti a to h oo ia f y r c u e ol r d i . K e wo ds h g ・ e u n y ee to g ei ed; s e fn te s; s e rrt y r ih f q e c l cr ma n t f l r ci h a g sr s i h a ae
作用 ,产 生附 加压力 梯度 。在 交变 电场 和交 变磁 场 作 用下 偶极 子偏 移摆 动 ,从 而减 弱失 去取 向性 。介 质 在 外 电场 的作 用 下其 内部束 缚 电荷 发 生弹性 位 移或 偶 极 分 子取 向称 之 为 极 化 。纯 净 的石 油 是 中性 液 体 电介
’a 它 叶技20 第 3 第1期 0 年 2卷 2 1
E e to i c. T c . e . 5.2 1 l cr nc S i & e h /D c 1 00
高 频 对 原 油 流 变 性 影 响 的 实 验 研 究
魏 爱 军大 学 石 油 工 程 学 院 ,陕 西 西 安 1
影响。
关键词
高 频 电磁 场 ;剪 切 应 力 ;剪 切 率 T 5 M1 文献 标 识 码 A 文章 编 号 10 7 2 (0 0 1 0 5—0 0 7— 80 2 1 )2— 5 3
中 图分 类 号
S u n t e a e to g f e ue c s o iy Re uc i n o ud l t dy o h f c fHi h—r q n y Vic st d to f Cr e Oi