[發明專利]一種W/O型含蠟原油乳狀液觸變特性的預測方法

有效

• 申請號: 201910605544.3
• 申請日: 2019-07-05
• 公開（公告）號: CN110333163B
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 國麗萍;韓雪;馮濤;劉揚;成慶林;時爽
• 申請（專利權）人: 東北石油大學
• 主分類號: G01N11/00
• 分類號: G01N11/00;G06F30/20;G06F119/14;G06F119/08
• 代理公司: 哈爾濱東方專利事務所 23118
• 代理人: 曹愛華

本發明涉及一種W/O型含蠟原油乳狀液觸變特性的預測方法，包括：將基礎油樣和W/O型含蠟原油乳狀液分別在恒剪切應力加載條件下進行剪切；乳狀液體系在恒定剪切應力作用下的剪切速率分為脫水原油和分散相液滴兩部分的貢獻；定義乳狀液相對剪切速率為相同條件下基礎油樣的剪切速率與W/O型含蠟原油乳狀液的剪切速率的比值；建立乳狀液的平衡相對剪切速率與含水率、剪切應力的關系式；得出W/O型含蠟原油乳狀液觸變特性的預測模型；求取擬合參數A、B、K、D的值，最后獲取任意含水率，任意加載應力條件下W/O型含蠟原油乳狀液體系剪切速率隨時間變化的觸變性數據。本發明解決了W/O型含蠟原油乳狀液觸變特性數學描述問題。

技術領域：

本發明涉及的是原油-水管道混合輸送技術，具體涉及的是一種W/O型含蠟原油乳狀液觸變特性的預測方法。

背景技術：

隨著陸上油氣資源的日漸減少，全球的油氣開發正全面向深海發展，在海上油田集輸管道中，油氣水混輸已經成為主要的運輸方法之一。油水混合輸送過程中，油水兩相因湍流及各類剪切作用而形成乳狀液，因為原油中含有界面活性物質，所以更易形成W/O型乳狀液。含蠟原油的流變性是輸油管道能否安全再啟動的最終決定因素，而觸變性是原油管道停輸再啟動計算和原油可泵性評價的重要基礎資料。

脫水含蠟原油的觸變性測量需要經歷油樣的加熱處理、降溫和恒溫靜置等過程，非常耗時，而對于含蠟原油乳狀液的觸變性測量還要增加乳狀液的配制過程，實驗耗時更長。另外，我們不能配制生產實際中的所有含水率的乳狀液。若實現對任意含水率含蠟原油乳狀液觸變性的定量描述，僅通過實驗測量是不現實的。因此，有必要研究在少量實驗的前提下，預測含蠟原油乳狀液觸變特性，能夠實現對任意含水率含蠟原油乳狀液觸變特征的定量描述。

發明內容：

本發明的目的是提供一種W/O型含蠟原油乳狀液觸變特性的預測方法，該種W/O型含蠟原油乳狀液觸變特性的預測方法用于解決僅通過實驗測量對任意含水率含蠟原油乳狀液觸變性進行定量描述是不現實的問題。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：這種W/O型含蠟原油乳狀液觸變特性的預測方法包括如下步驟：

步驟一、將含蠟原油分成多份，進行預處理，得到基礎油樣，用于制備W/O型含蠟原油乳狀液；

步驟二、利用步驟一得到的基礎油樣制備W/O型含蠟原油乳狀液，得到多份不同含水率的W/O型含蠟原油乳狀液；

步驟三、將步驟一得到的基礎油樣在恒剪切應力加載條件下進行剪切，得出剪切速率

步驟四、將步驟二制備的W/O型含蠟原油乳狀液在恒剪切應力加載條件下進行剪切，得出剪切速率

步驟五、根據對W/O型含蠟原油乳狀液觸變性機理的分析，乳狀液體系在恒定剪切應力作用下的剪切速率分為脫水原油和分散相液滴兩部分的貢獻，且分散相液滴對剪切速率的貢獻為負值，其為

步驟六、定義乳狀液相對剪切速率為相同條件下基礎油樣的剪切速率與W/O型含蠟原油乳狀液的剪切速率的比值，

步驟七、依據Broughton—Squires黏度模型，考慮到剪切應力的影響，乳狀液的平衡相對剪切速率與含水率、剪切應力的關系為：

其中，為乳狀液平衡相對剪切速率；φ為體積含水率；τ為剪切應力，Pa；A、B、K為擬合參數；

步驟八、結合冪指數函數的規律，將步驟七中關系式變為：

其中，t為時間，s；D為擬合參數；

步驟九、整理步驟五、步驟六、步驟八的各個關系式，得出W/O型含蠟原油乳狀液觸變特性的預測模型：