热—化学协同作用下蜡层相变/脱除机制与促进方法研究

发布时间：2024-01-26 21:12

　　我国大多数油田开采出的原油具有高含蜡、高凝点和高粘度的特点。温度较高时,蜡处于溶解状态,原油呈现牛顿流体流变性质;随着温度降低,蜡逐渐结晶析出,原油粘度流变性随之增大,转变为非牛顿流体。当蜡晶达2%-3%时,便可形成三维网状结构,导致原油整体失去流动性,出现蜡沉积问题,如管道流通面积减少,流动压降增大,管道输送能力下降,清关频率增加,严重者会造成蜡堵事故。在掌握蜡沉积特性的基础上,开发经济高效清蜡技术对保证原油安全生产,降低运行能耗具有重要意义。目前采用的清蜡技术都存在局限性,热清蜡技术经济实惠但花费时间长,化学清蜡技术清蜡效果好但费用高。开发热-化学协同清蜡技术可在保证高效清蜡同时控制成本,达到节能减排的效果。本文采用模拟和实验方法研究了热洗清蜡规律,明确了热洗清蜡薄弱环节。探究了不同表面活性剂的化学清蜡特性。在此基础上,分析了热-化学协同清蜡基本规律及促进方法。(1)采用VOF的方法追踪两相流在清蜡过程中的界面变化,应用数值模拟的方法研究不同热洗介质温度及流速下的多相流流态及清蜡速率,并选取8个特征点作为定量研究的基础,定量分析水温或水流速度对流型及清蜡速率的影响。结果表明,与水温...

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
创新点摘要
第1章 绪论
    1.1 研究背景、目的及意义
    1.2 原油中石蜡沉积研究现状
        1.2.1 原油性质
        1.2.2 石蜡性质
        1.2.3 蜡沉积机理
    1.3 清蜡技术概述
        1.3.1 热洗清蜡技术研究
        1.3.2 化学清蜡技术研究
    1.4 研究方法的确定
        1.4.1 热洗清蜡问题的模拟研究
        1.4.2 沥青质的性质
        1.4.3 表面活性剂选用及性质
        1.4.4 表面活性剂复配的作用
    1.5 本文主要研究内容
第2章 实验及模拟方法介绍
    2.1 实验系统介绍
        2.1.1 实验仪器
        2.1.2 实验药品及主要原料
        2.1.3 实验装置
    2.2 实验方案
        2.2.1 结蜡管的制备方案
        2.2.2 清蜡方案
        2.2.3 气相色谱实验步骤
        2.2.4 石蜡融化热测定
    2.3 模拟方法简介
        2.3.1 物性参数及物理模型的建立
        2.3.2 数学模型
        2.3.3 模型验证
第3章 热洗清蜡规律模拟与实验研究
    3.1 管输方向温度场与流动状态模拟结果
        3.1.1 不同热水参数对多相流流型的影响
        3.1.2 热水参数对熔蜡速率的影响
        3.1.3 不同位置温度变化
    3.2 石蜡碳数分布分析
        3.2.1 水温为50℃融化蜡碳数分布
        3.2.2 水温为60℃融化蜡碳数分布
        3.2.3 水温为70℃融化蜡碳数分布
    3.3 热洗清蜡实验结果
        3.3.1 温度对清蜡效果的影响
        3.3.2 转速对清蜡效果的影响
        3.3.3 结蜡层厚度对清蜡效果的影响
    3.4 本章小结
第4章 表面活性剂清蜡机制研究
    4.1 优选表面活性剂
    4.2 复配表面活性剂对清蜡效果的影响
    4.3 本章小结
第5章 热-化学协同清蜡促进方法研究
    5.1 单一表面活性剂对热洗清蜡的影响
        5.1.1 温度对表面活性剂AES清蜡作用的影响
        5.1.2 温度对表面活性剂OP-10 清蜡作用的影响
    5.2 复配表面活性剂对热洗清蜡的影响
        5.2.1 水温对表面活性剂复配清蜡效果的影响
        5.2.2 壁温对表面活性剂复配清蜡效果的影响
        5.2.3 恒定温差对表面活性剂复配清蜡效果的影响
    5.3 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
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致谢



本文编号：3885699