不完备数据下的聚酯熔体特性黏度预测方法

特性黏度是衡量聚酯熔体质量的关键指标,对其进行精准预测有利于提前发现聚酯熔体潜在的质量问题,及时调整工艺参数,减少企业损失.考虑到聚酯熔体生产过程的数据不完备性、数据时序性以及高维冗余性,提出了不完备数据下聚酯熔体的特性黏度预测方法.针对聚酯熔体极端生产环境造成的数据不完备问题,设计了以卷积神经网络判别器和注意力长短期记忆神经网络生成器为架构的缺失数据生成对抗网络(MDGAN),通过对抗生成机制实现了缺失数据的填充.针对聚酯熔体生产过程中高维冗余和时序双向因果特性,设计了基于极端梯度提升双向门控循环单元(XGBoost-BiGRU)的特性黏度预测模型,通过极端梯度提升算法进行特征筛选,获取预测模型输入变量,再利用双向门控循环单元捕捉数据的时序双向因果关系,实现特性黏度的精准预测.浙江某聚酯纤维生产企业的实际数据测试结果表明,MDGAN算法在不同缺失率数据集下的填充精度均优于KNN、RF、MICE、GAIN数据填充算法,XGBoost-BiGRU特性黏度预测方法较STL-GPR、CAGRU、BiGRU算法优势显著,结合MDGAN的特性黏度预测方法能有效解决数据不完备下的聚酯熔体特性黏度预测问题.

人工神经网络在含蜡原油黏度预测中的应用

与传统模型相比,人工神经网络在含蜡原油黏度预测中具有更高的准确性及泛化能力。从原油组分、黏度等多个角度进行分析,结合温度、黏度等因素的影响,建立基于人工神经网络的含蜡原油黏度预测模型,对神经网络结构和参数进行优化,进一步提高模型性能,从人工神经网络预测纳米润滑油黏度与原油黏度预测两方面讨论了其在含蜡原油黏度预测中的应用,以期提供理论参考。

大港油田外输系统混合原油黏度预测模型适用性分析

伴随油田开发,新建产能区块增加、开发生产部署调整都可能造成区块产量变化,导致原油外输系统原油混合比例波动、黏度变化,而原油黏度是计算流动摩阻的重要参数,直接影响到了原油外输系统方案设计和运行管理决策。预测混合原油黏度是一个与原油组分特性、配比、分子间相互作用密切相关的复杂问题,目前尚无普遍适用的混合原油黏度预测模型。测试大港外输系统混合原油在不同配比等条件下的黏度变化情况,建立混合原油黏度预测模型评价方法,分析Arrhenius修正模型Ⅱ、双对数模型、双对数修正模型Ⅲ、Cragoe修正模型适用性,结果表明双对数修正模型Ⅲ适用性最好。该研究对大港外输混合原油黏度预测及现场操作具有一定的指导意义。

用于CO_2-原油体系的改进型黏度预测模型

针对LBC(Lohrenz-Bray-Clark)、CS(Pedersen)及PR(Peng-Robinson)黏度预测模型不能同时兼顾精度、理论性以及计算简便性的问题,考虑温度、压力和组分相互作用等影响因素,对基于PR状态方程的黏度预测模型进行了改进,形成了适用于高温高压条件下CO2-原油体系的新黏度预测模型。将模型中的无因次量由常量改进为与体系温度相关联的函数形式,提高了模型的计算精度;引入二元相互作用因子和CO2有效摩尔分数,修正了用于混合体系计算时的黏度混合法则。以油田现场油样实测气相和液相组分数据为基础,在油藏温度和压力条件下,对模型改进前后计算黏度的精度进行了对比。结果表明,新黏度预测模型不仅计算简便,而且精度显著提高,满足工程应用要求。

煤浆浓度和颗粒分布对煤浆黏度预测的影响

采用神华煤制备煤浆,分析了颗粒粒径比λ和小颗粒体积分数ξ对双峰分布浆体黏度的影响,根据浆体黏度的关联式预测了煤浆的黏度并且与实验结果进行了比较。结果表明,采用双峰分布的颗粒制浆可以有效地降低浆体的黏度,同时可以获得较大的浆体体积分数。在相同体积分数下,随着颗粒粒径比λ的增加,浆体的黏度迅速下降。当小颗粒体积分数ξdp1为35%时,浆体的黏度最小。采用Ouchiyama模型计算浆体的最大体积分数m与实验值较为吻合,而浆体的本质黏度[μ]基本保持不变。考虑λ和小颗粒体积分数ξ对双峰分布浆体的最大体积分数m的影响,可以采用单峰分布浆体的黏度关联式预测双峰分布浆体的黏度。

基于人工神经网络的超稠油表观黏度预测

对辽河超稠油表观黏度与温度、剪切速率的关系进行了全面的研究,结果表明超稠油的表观黏度是温度与剪切速率的函数,表观黏度随温度的升高而减小,随剪切速率的增大而减小。运用人工神经网络的方法来模拟各种影响因素与超稠油表观黏度之间的映射关系,建立了超稠油表观黏度的预测模型。这种方法综合考虑了温度、剪切速率对超稠油表观黏度的影响,模型所需参数少、计算简单、预测精度较高,为原油管道工艺计算和管道运行提供了较精确的黏度参数。

油品二元掺混黏度预测模型评价研究

为较好的控制和预测石油化工过程中油品掺混后的黏度，获得对于不同工艺情形的精度较高的掺混黏度预测模型，以黏度比为工况划分标准，相对误差的绝对值及工程允许误差为评价准则，评价了8种二元油品掺混黏度的预测模型。得到了各个模型在全黏度比1～106内的黏度预测特性。计算分析了各个模型的预测精度。按黏度比，对掺混黏度预测做了模型的优选。结果表明，Arrhenius、Bingham、Kendall等基本模型的预测结果波动及误差较大，不推荐使用，黏度比在1～103时优选Chevron模型，黏度比在104～105时优选Cragoe模型，而黏度比在105～106时各模型都超出允许范围，且波动及偏差较大，预测效果不好，亟待开发出一种适用模型。

Al_2O_3对钒钛高炉渣冶金性能的影响及黏度预测模型

为研究Al_2O_3对钒钛高炉渣主要冶金性能的影响,以国内某钢铁企业的钒钛磁铁矿现场高炉渣为基础,在其他组元不变的情况下采用化学试剂调控渣样成分,运用X线衍射(XRD)物相分析探索相关影响规律,从而以所得实验数据为基础,利用Weymann-Frenkel方程以及修正光学碱度Λcorr计算公式,建立相关黏度预测模型。研究结果表明,随着渣系中Al_2O_3质量分数的增加,炉渣高温黏度上升,熔化性温度TBr和黏流活化能Eη都呈上升趋势,渣系流动性和热稳定性均变差;所建立的黏度预测模型的平均偏差Δ为2.16%,模型预测值与实测值达成良好的吻合效果,可以真实有效地测量黏度,为实际生产节省成本。

塔河超稠油掺苯乙烯焦油降黏实验及黏度预测模型

针对塔河油田12区超稠油的性质,进行了超稠油掺苯乙烯焦油降黏实验及黏度预测模型的研究。采用苯乙烯焦油和柴油对超稠油进行不同掺稀比的降黏实验,用非线性宾汉模型进行流变数据拟合,并将实验测得的混合油黏度与预测模型进行匹配。结果表明:超稠油掺混20%苯乙烯焦油的降黏效果与超稠油掺混10%柴油的降黏效果相同,降黏率大于97%,掺稀比越大、温度越高,混合油黏度越低。混合油的流变模型符合非线性宾汉模型,呈现出一定的剪切稀释性。当超稠油与苯乙烯焦油的黏度比低于1.76×104时,混合油黏度可采用Cragoe修正模型和双对数修正模型Ⅱ进行计算,双对数修正模型Ⅱ对苯乙烯焦油与超稠油混合油的黏度预测效果最好,平均相对偏差为9.4%。

高温高压下Saraline基超轻完井液黏度预测模型优选

以Saraline基超轻完井液为研究对象,分析其黏度在高温高压环境下的变化情况,并优选其高温高压黏度预测模型。测量黏度时温度为298.15~373.15 K,压力为0.10~4.48 MPa,分析测量数据后发现：随着温度的升高,低温下黏度快速下降,高温下黏度降幅较小,且黏度对压力变化不敏感。将实验测量数据与4个常用黏度-温度-压力模型进行拟合,发现利用改进型Mehrotra-Svreck模型和Ghaderi模型预测的黏度值与测量值吻合度较高,能够描述高温高压下Saraline基超轻完井液的黏度特性。与Sarapar基超轻完井液对比后发现,温度对Saraline基超轻完井液黏度的影响更小,压力对Saraline基超轻完井液黏度的影响可以忽略不计,改进型Mehrotra-Svreck模型和Ghaderi模型在各种温度和压力条件下对Saraline基超轻完井液的黏度预测精度优于对Sarapar基超轻完井液的黏度预测。

注CO_(2)对原油体系黏度影响实验及其预测模型

为了探究不同温度、压力和CO_(2)含量对原油黏度的影响,采用轻质原油和CO_(2)体系室内实验的方法进行测试。结果显示:在一定温度或CO_(2)含量条件下,原油黏度随着压力的变化呈现出先降低、后升高的趋势,其中饱和压力起到关键的转折作用。此外,在保持压力恒定时,原油黏度随着温度的升高呈现出下降趋势。温度对黏度的影响相对于压力更为敏感,且随着CO_(2)含量的增加,温度对黏度的影响逐渐减弱。通过对贝格斯-罗宾逊模型进行修正,提出了一种含饱和压力的新预测模型,绝对平均百分比误差从52.83%降为8.96%。该模型在轻质原油条件下表现出更好的预测准度,为实际生产提供了一定的理论指导。

稠油水包油型乳状液表观黏度的影响因素及预测模型

通过单因素实验,系统分析了两性/非离子复配表面活性剂含量、无机/有机复配碱含量、含油率、搅拌速率、乳化温度对稠油水包油（O/W）型乳状液表观黏度的影响。在单因素实验基础上,进行了六因素三水平的正交实验,并应用SPSS软件进行方差分析及非线性回归,进一步分析各因素对乳状液表观黏度影响的显著程度,得到稠油O/W型乳状液的表观黏度预测模型,进而从理论上分析了各因素对乳状液表观黏度的影响规律。结果表明,随着复配表面活性剂含量的增加,乳状液表观黏度增大;复配碱对乳状液表观黏度的影响具有双重性,既能促使界面上活性物质发生电离,又能压缩扩散双电层,结果取决于两者的相互竞争;随着含油率的增加,乳状液表观黏度增大;搅拌速率在500-1000r/min范围内,随着搅拌速率的增加,乳状液表观黏度增大,在1000-1500r/min范围内,表观黏度变化不大;乳化温度升高导致乳状液表观黏度降低。稠油O/W型乳状液的表观黏度预测模型预测的表观黏度与实验结果吻合。

CO2-原油体系黏度测定与预测

为研究K油田57025井CO2-原油体系黏度变化的特点,采用CO2-原油室内混溶实验的方法测试不同压力、温度和CO2摩尔分数下的混合流体黏度。结果表明:原油黏度随压力的减小而增大,且35℃时黏度对压力变化敏感;随CO2摩尔分数的增大而减小,且黏度的降幅也减小;随温度的升高而减小,且黏度的降幅也减小。现有黏度计算模型计算过程复杂,不能直接反映实验变量对原油黏度的影响,为预测该CO2-原油体系黏度,通过结合吴光焕黏度计算模型和Briggs模型得到适合该体系的黏度计算模型。与现有模型相比,该模型能准确预测黏度与温度、压力和CO2摩尔分数之间的相关关系,计算方便、精度高,平均误差只有6.73%,可用于该CO2-原油体系黏度的计算。

混合液相体系拉延油黏度关联与预测

制备一种牛顿型与非牛顿型的混合体系完全水溶性拉延油,并研究其黏度预测方法。在不同的体系温度下,以乙二醇为稀释剂,对拉延油高黏度和固态组分进行稀释调节,得到一种完全水溶性拉延油体系;将温度和稀释剂作为可调变量,利用线性和非线性最小二乘法对Eyring方程和Boltzmann方程进行联合回归计算,得到用于预测该类体系黏度的4参数模型以及模型参数与乙二醇稀释剂含量的关系式,其预测值与实验值平均相对百分误差仅为15.67%。该模型满足工程放大需求,可用于该混合体系的黏度预测。

碳氢燃料JP-10高温液态黏度测量和推算模型构建方法研究

基于流体动力学层流哈根-泊肃叶(Hagen-Poiseuille)定律,利用双毛细管法,对高密度空天动力燃料JP-10液态黏度进行实验测量,测温范围326.6~671.2 K,测量压力2.0、3.0、4.0 MPa,扩展相对不确定度2.88%~4.96%(置信因子k=2)。通过纯物质环己烷动力黏度的测量,对实验系统进行了标定,实验结果与NIST数据库平均相对偏差在1.22%以内,最大相对偏差绝对值为2.04%,实验结果与推荐黏度值在2.0 MPa时平均相对偏差为1.25%,4.0 MPa时平均相对偏差为1.61%,最大相对偏差绝对值为3.50%,验证了实验系统的可靠性。选取临界压力状态的黏度值作为参考状态值,通过引用Yaws液相有机化合物的黏度经验公式,结合SRK状态方程对绝对速率理论黏度模型进行了改进,耦合实验数据,建立了一种适用于碳氢燃料的高温高压液相黏度的推算模型。采取共轭梯度法和遗传算法对模型参数进行拟合,计算结果与实验结果的平均相对偏差值在2.00%以内,最大相对偏差绝对值小于4.50%,验证了模型的精确性。

RFI工艺用环氧树脂膜的制备及其化学流变特性

为研制低成本树脂膜熔渗(RFI)工艺用环氧树脂膜,以环氧树脂E51、高温潜伏性固化剂三氟化硼单乙胺和乙二醇为原料,采用正交设计方法对配方进行优化,并通过控制预聚反应程度的方法进行合成实验。对所研制树脂膜的化学流变特性进行测试研究,结果表明,树脂膜在130℃工作温度下,最低黏度达360 mPa.s,小于1000 mPa.s的低黏度时间达32 min,凝胶时间为48 min,并且室温不粘手,可任意弯曲,适用于RFI工艺。通过不同升温速率的DSC扫描,分析了预聚原液和树脂膜的反应活化能,发现树脂膜反应活化能比预聚原液高,而且树脂膜的反应活化能随着固化度增加而增加。以双Arrhenius公式为理论基础建立了树脂膜黏度和凝胶时间的预测函数,实验结果表明二者均具有良好的适用性。根据RFI工艺对黏度的要求创立了熔渗力因子的表达方程,并通过该方程确定了理论最佳熔渗温度为128.4℃。

一种预测反应性树脂体系黏度随时间变化关系的新方法

为了预测在固化度、温度和固化放热共同作用下,树脂体系的黏度随时间的变化,提出了一种确定反应性树脂体系黏度随时间变化关系的新方法。该方法从等温黏度-时间曲线和固化度-时间曲线出发,分别得到黏度-固化度关系和黏度-温度关系,从而将影响反应性流体黏度变化的两个主要因素温度和固化程度分离开来。基于反应性树脂体系的局部绝热假设,将反应性树脂体系的固化放热引入到黏度变化关系中,得到反应性树脂体系黏度在固化度、温度和固化放热共同作用下的黏度-时间关系。黏度预测值与用旋转黏度计测量值的黏度变化趋势具有高度的一致性,可以应用此方法实现对实际环境中考虑固化反应热效应的反应性树脂体系黏度的预测。

新拌纳米偏高岭土水泥浆流变性

为了探明纳米偏高岭土(NMK)对新拌水泥浆流变性能的影响,采用流变仪开展了水胶质量比(0.40、0.45、0.50)和减水剂(SP)影响下,掺加不同质量分数(1%、3%、5%、10%、15%)NMK水泥浆流变试验,得到了表观黏度、屈服应力、塑性黏度等流变参数,探讨了NMK掺量对水泥浆流变性的影响规律;基于修正Krieger-Dougherty模型预测了NMK水泥浆黏度;并建立了流动参数与流变参数之间的关系.结果表明:随NMK掺量增加,表观黏度、屈服应力和塑性黏度增大,流动度降低;水胶质量比0.50,掺质量分数15%NMK水泥浆的屈服应力、塑性黏度较普通水泥浆分别增大约6倍和9倍,流动度降低约50%.NMK导致水泥浆内部絮凝结构增加,触变性增大.修正Krieger-Dougherty模型所预测低掺量(质量分数<3%)NMK水泥浆黏度与试验值吻合良好;流动度与黏度、屈服应力、塑性黏度间均存在幂函数关系.

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。

渤海稠油油藏原油黏温关系研究

选取渤海油田地面50℃脱气原油黏度366．4-72477．0mPa·s的黏温曲线进行拟合，结果表明ASTM标准二次对数坐标下，各样本的直线拟合关系良好，各直线的斜率近似相同，并进一步得出了渤海稠油黏度预测公式，根据50℃地面原油黏度可以预测其他温度时的脱气原油黏度。将计算得出的地层温度下的脱气原油黏度与已有的PVT实验数据进行对比，通过数据回归，得出了地层含溶解气的原油黏度预测公式，可为渤海稠油油藏开发方案设计提供参考。