基于沙德液滴粒径的油包水乳状液黏度模型研究

发布时间：2020-06-21 16:24

【摘要】：原油的油包水乳状液在石油工业中广泛存在,目前世界上开采的石油中,约80%为乳状液形式。由于原油中含有胶质、沥青质及固相小颗粒等天然乳化剂,含水原油在开采和输送过程中,极易形成稳定的乳状液,其黏度可能会大大超过油品的黏度,给原油的输送、加工带来了一系列问题。因此,准确地预测油包水乳状液的黏度对管道的安全和经济运行具有重要的指导意义。传统的油包水型乳状液黏度预测模型多把乳状液视为牛顿流体,而原油包水型乳状液在中、高含水率时却经常表现出很强的非牛顿特性。乳状液表现出非牛顿流体特性时,分散相液滴粒径是影响其表观黏度的重要因素。本文选取四种物性不同的原油配制乳状液,研究了温度、含水率及搅拌转速对乳状液沙德液滴粒径的影响规律。以乳状液液滴破碎机理为基础,借助已有的乳状液液滴粒径模型,通过回归分析,确立了沙德液滴粒径模型中的参数。在此基础上,进一步分析了四种原油乳状液液滴粒径对乳状液黏度的影响,对Richardson黏度模型进行了改进,提出了包含剪切率、含水率和分散相液滴粒径共同影响的乳状液黏度模型,同时对改进后的乳状液黏度模型进行了评价。评价结果表明,针对四种原油乳状液,改进后的黏度预测模型的最大相对偏差为11.49%,而传统的Richardson黏度模型的最大相对偏差为110.91%,改进后的黏度模型具有较好的预测效果。
【学位授予单位】：中国石油大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE621
【图文】：

图 2.1 搅拌系统示意图Fig. 2.1 Sketch of the stirring experimental apparatus片拍摄装置滴图片拍摄装置如图 2.2 所示，主要包括：（1）日本 N2-POL 透射光偏光显微镜，用于对油包水乳状液液滴NKAM SCIENTIFIC INSTRUMENT LTD 生产的 PE60度，其可实现-5~90℃范围内的控温；（3）美国 RoperSNAP 3.3M 型显微镜专用 CCD 数码相机，用于图像拍 2.2 所示。同时采用 Costar 公司生产的 3010 型细胞刮。

图 2.4 刮片成品实拍图Fig. 2.4 Photograph of sample的统计方法摄得到的液滴图片为*.TIF 格式，首先的图片，然后采用 Nano Measurer 1.2 软.2 软件的主界面如图 2.5 所示，其主要计的液滴粒径图片，拖动鼠标从图片左尺”选项，然后在弹出的窗口中输入所值参照表 2.2 中视野大小值设定；显微镜图片上标示颗粒，每标示一个颗会在“即时报告”窗口中显示；图片中所有的液滴后，点击“报告”中所有液滴的粒径值。

【参考文献】

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本文编号：2724329