前言：本站為你精心整理了稠油研究論文:稠油在低溫環境下的伴水輸送研究范文，希望能為你的創作提供參考價值，我們的客服老師可以幫助你提供個性化的參考范文，歡迎咨詢。

作者：張愛暉程震宇單位：浙江大學結構工程研究所

根據模擬稠油的粘溫關系曲線，當溫度下降至36℃時，油品粘度開始急劇上升。可見，該樣品含蠟量高、凝點高、粘度高，能較好地模擬稠油物性。實驗在冬季室內進行，大氣溫度4～7℃。實驗時油桶內油溫約50℃，水槽內水溫約7.5℃。根據油水混合比例不同，混合流體的溫度略有差異，通過實時監測，實驗管段中混合流體的溫度約在10～13℃低溫范圍內。

實驗流型

高溫模擬稠油在摻水三通處與低溫水混合后，迅速降溫形成半凝固狀態小顆粒，其懸浮于水中與水形成油水混合物，經過實驗管段、流量計、取樣點流入油水分離槽，油水自然分層。觀察有機玻璃管段和油水分離槽內的油水混合物混合物，可見理想水懸浮分散流和有限段塞水懸浮分散流兩種流型。理想水懸浮分散流：遇水冷卻后處于半凝固狀態的稠油小顆粒相對均勻地分散于水中，油水混合物在管內均勻流動，壓力表顯示數字穩定。實驗結束后，掛在管壁上的小顆粒較少。有限段塞水懸浮分散流：大部分時間管內呈現水懸浮分散流型，偶爾在油水混合三通下游20～40cm處的管壁上出現小顆粒堆積現象，在較短時間內形成長度小于10cm的稠油段塞；但是，段塞會在很短的時間內脫離管壁重新開始流動。這種流型的特點：段塞以外的部分，稠油小顆粒分散于水中，呈現分散流型；段塞從形成到進入油水分離槽，其長度基本不會發生變化；兩個段塞之間的距離不會發生變化；段塞的出現會引起管內壓力的波動。

表觀粘度分析

假定兩種實驗流型的壓降均符合層流理論，采用達西定律，依據式（1）～式（5）分別計算壓力損失、阻力系數、雷諾數及表觀粘度[6]，進而分析表觀粘度與流型、含水率、管徑的關系（圖3）。根據圖3中表觀粘度的變化規律及圖1模擬稠油的粘溫關系曲線，當管內油水混合液溫度遠低于模擬稠油的凝點時，高含水率伴水輸油時的管輸流動性與稠油粘度及管內流體溫度無關。當含水率高于80%時，采用3種內徑管道伴水輸油均呈現理想水懸浮流型，油水混合物的表觀粘度低于100mPa?s，表現出良好的流動性。當含水率在70%～80%之間時，可能出現有限段塞水懸浮流型，相比理想水懸浮流型，其表觀粘度出現陡增現象；但與稠油自身的表觀粘度相比，其表觀粘度的絕對值仍然在小于200mPa?s的較低數值，因此保持良好的流動性。有限段塞的形成與含水率和管徑有關，當含水率低至一定數值時，易在管內形成段塞，同時管徑越小越易形成段塞。在含水率相同的情況下，內徑較大管對應的表觀粘度略低，根據流型的實驗觀察結果，較大內徑管更有利于理想水懸浮流型的形成。

結論

（1）當伴水輸油的含水率高于80%且管內油水混合液溫度遠低于稠油凝點時，管內油水混合液呈現穩定的理想水懸浮流型，表觀粘度與油品本身粘度及管內流體溫度無關，高含蠟量、高凝點、高粘度稠油的管輸流動性得到大大改善。（2）當伴水輸油的含水率低于一定水平時，管內油水混合液的流型由理想水懸浮流型轉變為有限段塞水懸浮流型，但段塞長度和間距相對穩定，因此同樣呈現出良好的流動性。（3）管道內徑會影響伴水輸油時段塞的形成，管道內徑越小越易出現段塞；實際工程中的管道內徑均大于實驗管道，因此，實驗數據作為實際工程的參考是比較安全的。（4）稠油低溫管輸的實現意味著不需要對管道采取保溫措施，且對室外溫度環境的要求大大降低，這對于管道制造、敷設以及集油過程中的節能具有重要意義。