油-水两相流蜡沉积机理探讨与预测模型研究.pdf

《油-水两相流蜡沉积机理探讨与预测模型研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、技术管理油－水两相流蜡沉积机理探讨与预测模型研究12314谷醒林高喆慧季李超王俊杰王东(1西南石油大学四川成都610500)(2中国石油大学（北京）北京102249)(3河南信宇石油机械制造股份有限公司河南濮阳457001)(4中原石油勘探局采油五厂油藏经营管理四区河南濮阳457001)摘要：在原油开采过程中往往伴有采出水，且随着原油开采油水两相流动中的流型是决定蜡沉积规律的重要因素。目程度的深化，原油的含水率逐年增加。为大大简化油水集输设前国内外学者通过环道实验观测到的流型有完全分层流、上层水施，可将油－水两相混输技术广泛应用于海、陆集输系统。我国包

2、油分散流下层游离水、上层油包水分散流下层水包油分散流和生产的大多数原油是易凝超稠的含蜡原油，当环境温度过低时将相界面有混合的分层流等。目前就流型对两相流蜡沉积的影响发生蜡沉积现象，从而削弱管输能力，导致管堵事故。目前，国内规律尚缺乏统一认识，这也大大限制了对两相流蜡沉积的机理研外对于蜡沉积的研究主要集中在单相流动条件下，油－水两相流究，因此，在下阶段的两相流研究当中，应专门考察不同流型下的动的蜡沉积研究起步较晚，其相关的研究文献也较少，且主要集蜡沉积规律，以确定流型在油—水两相流蜡沉积中的影响效果。中在实验研究阶段。油－水两相流蜡沉积规律还未形成定论，

3、其二、蜡沉积机理探讨机理研究尚处于起步阶段，仍然缺乏准确合理的预测模型以指导对于油－水两相流蜡沉积机理，学者们只是沿用了单相管流油－水混输管道的清管除蜡工作。笔者在实验室以往蜡沉积研的蜡沉积机理，并综合了一些多相管流的特点来近似研究多相流究经验基础上结合国内外相关文献资料，就油—水两相流蜡沉积动条件下的蜡沉积规律，并未提出有意义的观点，加之油－水两的研究工作提出一些建议与看法，以期能更好的开展油－水两相相流管流的复杂性，多相管流蜡沉积理论研究还有待深入。现已流蜡沉积的深入研究工作。知的蜡沉积机理有分子扩散、布朗运动、剪切弥散、重力沉降、剪关键词：油水两

4、相流；蜡沉积；机理；模型；建议切剥离与老化六种。对于这六种机理的具体实现内容需要通过管输油－水两相流因蜡沉积问题带来的防蜡和清蜡成本很大量的蜡沉积实验来判断，例如通过考察温度对蜡沉积的影响来高，因此有必要在单相原油蜡沉积研究成果的基础上开展油－水确定分子扩散机理的作用，通过控制液流速度大小来确定剪切剥两相蜡沉积研究工作，以降低防蜡、清蜡成本。受含蜡原油组分离机理，通过研究蜡沉积速率随时间变化的规律来确定老化机理复杂和含蜡油－水两相流动流型辨识难度大等因素的影响，油－等。因此，在后续的油－水两相流蜡沉积研究中需要通过大量实水两相流动蜡沉积研究仅仅停留在初

5、步的探索中。本文在分析验结合单相蜡沉积机理逐步认识油－水两相流动蜡沉积机理。影响油－水两相流蜡沉积主要因素的基础上来探讨蜡沉积机理，三、蜡沉积实验方法并在比较现有的蜡沉积实验研究装置的基础上提出了建立准确、目前存在的关于蜡沉积研究的实验装置有冷板装置、冷指装合理的油－水两相流蜡沉积预测模型的基本思路。置、环道装置。采用冷板法结构简单，油和板的温差比较容易控一、蜡沉积主要影响因素制，并且可以通过磁力搅拌器搅拌原油，但不能模拟液流在管道在已较成熟的单相油流蜡沉积研究中可知影响管道蜡沉积中的流动情况；冷指法是在冷板法的基础上加以改进得以实现速率的主要因素包括

6、油温、原油与管壁温差、流速、原油组成、管的，该方法与冷板法原理相同，只是改变了蜡沉积表面，该方法能壁材质等。国内外学者在油－水两相流蜡沉积研究，发现影响基本模拟液流在管路中的蜡沉积情况，但与实际管路液流流动还油－水两相流蜡沉积速率的主要因素除上述因素外，还有含水存在很大差距。为克服以上两种实验方法的不足，建议采用环道率、乳状液稳定性、分散相粒径、液流流型等。对于实际运行的管实验装置来研究油－水两相流动蜡沉积。Agrawal的环道实验道，这些因素将共同作用，影响管道的蜡沉积速率。现定性分析装置如图1所示。在环道实验中要着重考察管路倾角管径大小、含水率、乳

7、状液稳定性、分散相粒径、液流流型的影响：混合液流速、含水率、管路倾角管径大小、管壁的亲水性以及流体1.含水率物性(密度粘度和界面张力)等因素对蜡沉积速率的影响。Couto等通过冷指实验发现在油－水两相体系中油水乳状液里的蜡沉积量随含水率的增加而呈指数规律下降；Hsu等利用高压环道实验发现随着水相进入环道，蜡沉积量明显减少。2.乳状液稳定性在原油乳状液中添加表面活性剂可以增加其稳定性。Ahn等利用可以旋转的冷板实验发现随着非离子型表面活性剂HLB值的增加，蜡沉积量也随之减少。由此可见，当油－水两相液流在管路中出现乳状液一流型时，只要改变乳状液相的稳定性便

8、能四、模型研究改变蜡沉积量。已存在的蜡沉积预测模型有两类，分别为蜡沉积热力学模型3.分散相粒径