高压电场作用下含蜡原油中带电胶粒与蜡晶作用机制

电场改性是一种新兴的含蜡原油改性方法,带电胶粒(胶质、沥青质)在电场作用下聚集于蜡晶表面是其主要机制。为明确带电胶粒与蜡晶的作用机制,选取电场降黏效果差异显著的两种含蜡原油,测试并分析电场作用前后油样的表观黏度、阻抗以及蜡晶晶胞参数。结果表明:电场作用后降黏效果显著的1#原油阻抗上升,但作用温度下蜡晶晶胞参数不变,再降温至2℃后,蜡晶晶胞参数变化显著;对于无降黏效果的2#原油,电场作用后其阻抗不变,降温后的蜡晶晶胞参数也没有变化;电场作用下含蜡原油中的带电胶粒吸附于蜡晶表面,是电场发挥降黏效果的必要条件;部分含蜡原油中带电胶粒自缔合从而无法在电场作用下吸附于蜡晶表面,是该类原油不具有电场降黏效果的原因。

纳米添加剂在原油管输中的应用

传统原油添加剂因其自身的局限性已很难满足安全、高效、低能耗的输送要求。纳米技术在降凝剂、降黏剂、减阻剂以及破乳剂方面已得到广泛应用。新型纳米添加剂改善了传统添加剂的性能,已应用于我国多条原油输送管道,具有十分开阔的应用前景。

原油电场改性技术研究进展

原油改性是提高管道输送安全性和经济性的根本方法。高压电场改性是一种新型的原油改性方法,其原理是原油的电流变效应。系统总结了原油电场改性研究进展,概括了原油电流变效应的规律。研究表明:对液态或胶凝原油施加电场(强度0.2~5 kV/mm)数秒,即可取得显著的即时改性效果,黏度和屈服应力下降率均可达80%甚至更高,而能耗仅为取得相同降黏率时加热能耗的1%;撤消电场后,黏度、屈服应力逐渐回升,静置约1天后降黏效果基本消失,屈服应力上升较缓慢,两天后依然维持90%的屈服应力下降率;电场改性效果与原油组成密切相关,蜡晶、胶质、沥青质的存在是电场发挥作用的必要条件。此外,剖析了原油电场改性技术研究目前存在的问题,且提出了今后的发展方向。

原油电场改性机理研究进展与展望

高压电场处理是一种新兴的原油改性方法,其物理原理既非电加热,也并非电场脱水,而是原油的负电流变效应。基于电流变学已有研究成果,总结了负电流变效应的几种机理;分析了以颗粒聚集成链、蜡晶颗粒变大及多分散性增强作为原油电场改性机理存在的问题。阐释了蜡晶界面极化机理的依据,蜡晶颗粒、胶质、沥青质共存是电场发挥改性效果的必要条件。在高压电场作用下,原油中的带电颗粒(胶质、沥青质)聚集于蜡晶表面,即界面极化,静电斥力削弱蜡晶之间的引力,宏观上体现为原油低温流动性改善。胶质、沥青质的行为是认识原油负电流变效应机理的关键,其主要包括3个过程,即电场作用下从体相向蜡晶颗粒运移、在蜡晶颗粒表面积聚、撤消电场后向体相扩散。未来,需要针对此3个过程进行深入、量化研究,以全面揭示原油电流变效应的科学机制。

原油组成对电场改性效果的影响

电场改性是一种新型的原油改性方法,其基本原理是电流变效应,机理是蜡晶的界面极化。目前研究发现,不同原油电场改性效果差异较大,机理尚不明确。以胶质、沥青质含量介于4%~23%的8种含蜡原油为实验对象,测试其电场改性效果,发现胶质、沥青质含量少(总质量分数5%以下)的原油,在实验条件下电场降黏效果随累计析蜡量增大呈先升后降趋势;对于胶质、沥青质含量中等的原油(总质量分数10%左右),在实验条件下电场降黏效果随累计析蜡量增大单调上升;对于胶质、沥青质含量较高(总质量分数15%以上)的原油,在实验条件下电场降黏效果不明显。结合界面极化机理,得出电场改性效果强弱与原油中胶质、沥青质的充足程度及聚集程度密切相关。