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。

原油磁处理降粘研究

叙述了国内外近几年对原油,特别是含蜡原油磁处理降粘的研究进展。对原油磁化降粘的机理进行了总结和探讨,认为磁致颗粒团聚及磁场作用下分子有序排列是降粘的主要原因。通过悬浮液流变学理论,磁致颗粒团聚后,体系的多分散度上升,颗粒最大堆砌体积分数提高,从而悬浮体系粘度下降。原油磁化降粘具有时效性,大多可维持2～4h时,可应用于短距离输油管道。

胶凝含蜡原油屈服时间研究

针对胶凝含蜡原油的屈服规律问题,定量描述了应力加载速率与屈服时间之间的关系。在控制应力模式下,使用RS150流变仪对胶凝大庆原油、北疆原油和吐哈原油等3种含蜡原油进行了应力阶跃式加载和应力匀速加载两种作用方式下的屈服特性实验。发现对于胶凝含蜡原油,随应力加载速率的减小屈服时间单调增加,数据回归分析表明二者之间存在相关性很好的幂函数关系。在此基础上提出了描述胶凝含蜡原油应力加载速率与屈服时间之间的关系式,结合量纲分析对该式的物理意义进行了分析。利用国内外文献中的不同胶凝含蜡原油的实验数据对该式进行了验证,结果表明该式具有通用性。

胶凝大庆原油不同加载时间下的屈服特性

为得到胶凝大庆原油的屈服过程与加载时间之间的关系,利用Haake RS-150控制应力流变仪通过恒剪切应力、剪切应力匀速增加和阶跃式增加3种不同的加载方式对其屈服过程进行了实验。研究发现:胶凝大庆原油的屈服过程与加载时间存在密切关系,屈服是变形随时间积累的结果;加载过程中各水平的应力作用时间延长,所得到的胶凝原油屈服应力下降,但屈服所需的时间延长,即应力值与作用时间相互弥补,在一定范围内小应力长加载时间和大应力短加载时间都能造成胶凝原油屈服;对剪切应力阶跃式加载而言,屈服应力随每阶段持续作用时间(单阶作用时间)的增加呈指数规律下降,屈服时间随单阶作用时间增加在双对数坐标中呈线性增加。

板北油田不加热集油问题研究

板北油田不加热集油的关键问题是凝油黏壁导致的集油管道摩阻上升以及井口回压上升。通过建立能够模拟集油管道管流剪切的搅拌流模拟装置,针对80%的高含水原油进行了实验研究。结果发现,80%高含水原油的起始黏壁温度为17.5℃,低于原油凝点2.5℃,该温度可作为不加热集油的热力边界条件。采用PipePhase计算软件建模,以集油温度不低于17.5℃为依据,分析发现板北油田可进行不加热集油。

关于高含水原油集输温度的探讨

原油凝固点在原油集输工艺流程的选择和日常生产运行管理中,一直是最重要的参数。通过对"十二五"和"十三五"前两年有关原油集输温度的研究成果进行归纳和分析,提出对于高含水原油,将"起始黏壁温度"代替凝固点作为界定其能否进行不加热集输的主要指标具有可行性。今后,将进一步深入研究高含水含蜡原油和稠油的相关物性,分析其变化规律,完善"起始黏壁温度"这一概念,同时,研究在有关设计规范中修改相关条款的可行性。

乌鄯线掺混输送工艺研究

为确保乌鄯线安全、高效地输送稠油出疆,将北疆油和哈国油掺混为一种混合原油,采用全年常温输送混合原油(北疆油+哈国油)取代目前顺序输送北疆油、哈国油的管输方式。考虑输送介质黏度变化后输油泵特性的变化,利用仿真模拟软件SPS得到乌首站泵输油泵与管道匹配情况,并进行水力、热力稳态计算,得到泵效率、泵出口压力、出站温度,计算出采用不同输送工艺在不同年输量条件下的管输费用。与顺序输送北疆油、哈国油相比,全年常温掺混输送500×104、600×104、700×104t原油时,管输费用每年分别节省610、1 232、3 290万元,可大幅降低输油成本。

高校石油类实验室安全管理研究

高校油气储运系科研实验室面临的突出安全管理问题梳理为:危化品管理、功能区布局调整以及大型仪器设备的精细管理3个方面。针对危化品管理建立了基于采购-储存-动态使用的管理机制。实验室以科研任务为导向,形成了多个特色功能区。通过建立全方位的摄像监控与网络监控体系,以低廉的成本建设了智能管理系统,对大型仪器设备进行监控,突破了仪器交接记录、使用记录等的纸质属性,形成了影像资料与电子文档相结合的仪器设备日志,推进了智能化管理。通过以上措施,提高了实验室的安全水平,保障了各项科研任务的顺利推进。

管道蜡沉积模型中扩散系数的研究

分子扩散是管道蜡沉积的主要驱动力,蜡分子的径向扩散质量流(J=D?(dC/dr))决定了蜡沉积层增长速率,其中关键参数为蜡分子在原油中的扩散系数D。原油为多组分复杂混合物,扩散过程复杂,不利于定量研究。从简单的二元烷烃体系入手,研发了Taylor分散法测试装置,并总结了国内外学者的理论和实验研究,针对n-C18+n-C7体系进行比较分析,为深入研究多元蜡分子扩散现象提供了基础。

采用泰勒分散法测量蜡分子扩散系数

蜡分子扩散系数是蜡沉积预测模型中非常重要的物性参数。为测量蜡分子(高碳数正构烷烃)在液相体系中的分子扩散系数,建立了基于泰勒分散法的扩散系数测量装置,并对装置操作注意事项进行了详细探讨。采用该装置测量了丙酮水溶液、n-C6+n-C7溶液以及甲醇水溶液中溶质在溶剂中的分子扩散系数,以文献值对测量值进行校验,验证了装置的可靠性。分别以n-C18、n-C20、n-C22、n-C24、n-C26为溶质,以n-C7为溶剂,在不同温度、浓度下测量蜡分子在液相体系中的分子扩散系数,并将实验测量值与Hayduck-Minhas关系式计算值进行比较。结果表明:蜡分子扩散系数随温度升高而线性增大,随溶液中蜡分子摩尔分数的增大而以指数形式减小;在相同条件下,高碳数正构烷烃的分子扩散系数低于低碳数正构烷烃的分子扩散系数。采用Hayduck-Minhas关系式的计算结果比实验测量结果平均小50%,应用于蜡沉积预测时,将低估蜡分子扩散质量流。

页岩气采出水污染及处理技术进展

页岩气已经成为全球油气资源开发的新亮点,其开采过程中会产生大量采出水,处理难度大,可能导致比较严重的水污染问题。首先基于国内外页岩气采出水水质指标,分析了页岩气采出水的主要组成特点,即组成复杂、"三高"、水质指标波动范围较大且大大超过了国内外污水回用标准;从水体污染通道、污染种类两方面,介绍了页岩气开采过程中导致的地下水、地表水污染;深入讨论了页岩气采出水采用的"一级预处理、二级软化、三级脱盐"处理工艺技术,评估了各种水处理技术的优缺点,指出我国页岩气采出水处理存在的问题并提出相应建议。该研究有利于页岩气采出水处理技术的选择和发展。

煤层气/页岩气地面集输技术及其对比分析

煤层气/页岩气作为优质、高效、清洁的非常规天然气能源,在能源消费中的地位逐渐提高,已经成为世界上油气资源开发的重要方向。相对于常规天然气,煤层气/页岩气地面集输具有非常规特性。近十几年来,国内外对煤层气/页岩气的开发,积累了丰富的开采与集输经验。从集输工艺、井场工艺、集输管网及水处理系统等方面,对国内外煤层气/页岩气地面集输技术进行了系统地总结,并对其进行了对比分析,为煤层气/页岩气的地面集输提供借鉴。

风城稠油掺稀流动性变化规律研究

随新疆地区风城稠油产量的逐年提高,部分稠油需通过西部原油管道掺稀输送至下游炼厂。掌握风城稠油掺混稀油后所得混合原油的物性变化规律是稠油掺稀管输的关键环节。通过调研国内外相关文献,结合风城稠油、克拉玛依稀油、哈国油及其混合原油的实测数据,总结得到稠油掺稀前后的流动性变化规律。通过对比实测混合原油黏度数据和17种混合原油黏度预测模型计算结果,得到适合风城稠油与稀油的最优黏度预测模型,为西部管道输送风城稠油提供黏度预测数据,为制定稠油输油方案提供参考。

多孔滤膜抽滤法测定原油沥青质含量

对测定原油沥青质含量的3种分离方法(离心法、抽滤法、过滤法)进行对比,观察到抽滤法在安全健康、效率及重复性等方面具有明显优势。采用激光纳米粒度分析仪对3种分离方法的残液进行了粒度分析,结果表明,过滤法将导致较多的沥青质颗粒的损失,造成测量结果偏小。在此基础上,对抽滤法测试流程中涉及的剂油比、样品静置时间、取样量等影响因素进行优选,确定出适宜剂油比为40 mL/g、静置时间30 min、取样质量1.0g。与SY/T 7550—2004标准方法相比,采用多孔滤膜抽滤法测定原油沥青质含量,推荐的参数合理,测试精度较高。

疫情防控期间油气储运工程专业生产实习教学新模式探索——以中国石油大学(北京)为例

生产实习是大学本科专业的重要实践环节,注重理论联系实际。在2020年疫情防控期间,为了实现“停课不停学”的要求,中国石油大学(北京)油气储运工程专业针对油田实习和管道实习两门实习课程,利用“腾讯会议”开展线上“云实习”,并聘请生产一线技术专家进行在线讲解和直播,为学生再现了油气从井口输送到用户的全过程,不仅拓宽了学生的专业知识范围,而且让学生深刻体会了艰苦奋斗、吃苦耐劳、顽强拼搏的“石油精神”。线上“云实习”突破了时空限制,丰富了实习内容,是生产实习线上教学的新尝试。

盾构渣土资源化再利用技术研究综述

针对盾构渣土产量巨大且无处妥善安置的问题,学者们对盾构渣土的资源化再利用技术展开了研究。该文以中国盾构渣土处理所面临的挑战为背景,形成了对盾构渣土分类、资源化再利用技术进展与典型应用的系统认识,介绍了国内外盾构渣土前处理方法,详细总结了盾构渣土应用场景和资源化再利用技术。接着分析了盾构渣土资源化再利用技术仍面临固化剂昂贵、污染严重、路基回填材料缺少污染物分析、再生砖强度低、市场效益不明显等问题。构建了“盾构渣土分类前处理—再利用可行性评价—资源化再利用场景—性能效益评估”渣土资源化再利用的标准化技术流程。着重阐述了渣土固化剂发展、污染物迁移等方面研究方向。最后,对盾构渣土资源化利用技术发展趋势进行了展望。

混凝土Ⅰ-Ⅱ复合型损伤断裂及声发射特性研究现状与展望

Ⅰ-Ⅱ复合型裂缝是工程中最常见的裂缝形式,声发射技术有助于分析混凝土断裂过程的临界点、.综述了不同试件形式下Ⅰ-Ⅱ复合型断裂试验及数值模拟的研究现状,总结了声发射技术在混凝土损伤断裂问题中的应用,分析了在Ⅰ-Ⅱ复合型断裂及声发射特性方面开展的工作,指出应进一步研究钢筋对混凝土断裂性能的影响机制,以及声发射参量与裂缝扩展过程的对应关系,为建立完善的混凝土损伤断裂理论体系提供基础.

顺序输送原油管道中减阻剂效果的评价方法

在顺序输送管道加注减阻剂现场试验中,首末站压差取决于减阻剂的作用效果及管道中各品种原油所占管容的比例,因此不能沿用输送单品种原油管道减阻率的计算方法进行减阻剂效果评价。依据乌鄯原油管道顺序输送北疆油、哈国油的运行实例,对顺序输送过程中减阻剂作用效果提出了评价方法。当顺序输送管道首站注入的加剂油与末站排出的未加剂油为同种原油时,管道中各品种原油所占管容比例不变,管道首末站压差的降幅仅取决于减阻效果;对应注入加剂油的管长,通过理论计算得到该管段输送未加剂原油产生的摩阻;首末站压差降幅与该摩阻的比值即为减阻剂对管道输送该原油产生的减阻率。现场试验证明:添加减阻剂A,在410~600 m3/h流量范围内,对乌鄯线输送哈国油减阻率为31.4%~34.7%;添加减阻剂B,在550~933 m3/h流量范围内,减阻率为15.8%~17.2%。

乌鄯支干线乌首站泵管匹配操作谱图

西部原油管道乌鄯支干线采用"一泵到底"的输油方式,输送北疆油与哈国油两种物性差异较大的原油,对乌首站输油泵组合与管道的匹配状况造成挑战。为此,利用仿真模拟软件SPS,对乌鄯支干线管输北疆油、哈国油进行了稳态水力、热力计算。基于泵管匹配结果,绘制了乌鄯支干线输送北疆油、哈国油的压力操作谱图和温度操作谱图,给出了乌鄯支干线管输不同种类原油、不同流量下的泵组合方式、泵站调节方案,为工程实际操作提供了参考。

Gauss-Newton法在多元泰勒分散法实验中的应用

在采用泰勒分散法测量多元体系溶液的分子扩散系数的实验中,实验过程的数理模型包含多个待求参数,且需从多条符合同一个方程的实验曲线中提取出所需的实验结果。这是一个多曲线多参数的非线性拟合问题。基于最小二乘法建立了求解模型,采用Gauss-Newton法对模型中的参数进行不断逼近。通过2组(每组有5条曲线)由计算机生成的虚拟曲线对基于Gauss-Newton法的Matlab程序进行检验,结果表明:在所得的8个分子扩散系数中,Gauss-Newton法处理结果与真实值的平均相对偏差为3.18%,最大相对偏差为8.67%。