超高含水原油混合流动及初始沉积特性

发布时间：2021-11-20 16:19

　　使用自行设计的实验装置,对超高含水原油的流动特性和初始沉积过程进行探究。系统研究实验温度、混合流速和体积含水率对超高含水原油初始沉积过程的影响,分析不同温度下原油的运动形态和初始沉积方式。初始沉积过程可分为蔓延沉积过程和粘连沉积过程,根据沉积特点和压降曲线的变化趋势将初始沉积过程分为3个阶段:沉积诱导期、快速沉积期和沉积动态平衡期。通过对沉积物碳数分布的分析,得知超高含水原油初始沉积过程中,同时存在剪切剥离作用、胶凝作用和分子扩散作用。实验温度和体积含水率主要通过改变胶凝作用和分子扩散来影响初始沉积过程,混合流速通过改变剪切剥离强度来影响初始沉积过程。 

【文章来源】：中国科学院大学学报. 2020,37(02)北大核心CSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

混合流动实验装置示意图

图2展示超高含水原油体积含水率为97%、混合流速为0.40 m/s时，原油运动形态与实验温度的关系。可以看出管内油水分层流动，原油在上层呈间歇型流动。随着实验温度的降低，原油流动性恶化，液态油滴逐渐胶凝化由表面光滑的油滴转换为不规则的胶凝油块，块状原油形状的不规则性促使块状原油相互碰撞，继而凝结成更大的油块。与此同时，结合图3和图4分析可知随着实验温度的降低，原油运动形态发生变化，进而导致初始沉积过程分为蔓延沉积过程和粘连沉积过程两类。

粘连沉积过程:当实验温度降低至凝点以下时，油滴变为不规则油块，油块棱角与管道上壁面接触，在水流冲刷作用下，一部分与壁面接触的油块棱角断裂，油块随着水流向前移动，另一部分油块继续附着于管壁上壁面处，形成初始凝油层。初始凝油层的出现，使得管壁的“粗糙度”增大，促进了油块的黏附。随着管道上壁面沉积层的出现，管道流通面积缩小，不规则大油块在管道中运动时，不可避免地碰撞到管道四周壁面，导致管道四周壁面均有沉积物出现。但同时，由于油水密度差的存在，更多的原油块在管道上层贴壁运动，最终导致大量沉积物集中在管道顶部，管道四周黏附少量沉积物。图4 粘连沉积过程(27℃)


本文编号：3507700