167;43含蜡原油的流变类型是以沥青质为焦点,以附于它的胶质为溶剂化层而组成的胶束, 其阔别介质那么合键是由液态油分和部分胶质构成。
正在较高的温度下,蜡晶基础不妨熔解正在原油中。当温度低重至某 一温度时,原油中熔解的蜡抵达饱和,大分子量的蜡起首结晶析 出。原油中开场有蜡晶析出的最高温度称为原油的析蜡点。
或蜡晶絮凝体的尺寸处于胶体或粗阔别编制的鸿沟,以是,大批 蜡晶的析出使得含蜡原油成为以蜡晶为合键阔别相的胶体阔别体 系或固液悬浮编制。含蜡原油中的蜡正在常温下以片状或微细针状 结晶析出,蜡晶的式样很不规那么,蜡晶的比外观积较大,蜡晶 对液态油具有亲液的性子,蜡晶之间的范德华引力也容易使蜡晶 之间变成絮凝体构制,从而使含蜡原油正在蜡晶析出量很少的温度 下就成为构制性溶胶编制,阐扬出非牛顿流体性情。
跟着温度的进一步低重,蜡晶的浓度逐步增大,原油内部的胶 体构制越来越繁复,其非牛顿流体性子越来越强。当蜡晶浓度增 大到必定水准时,絮凝的蜡晶那么展开成为蜡晶的三维空间收集 构制,而液态油那么被嵌固正在蜡晶之间,原油爆发构制性凝聚, 成为凝胶编制,而失落滚动性。这种正在必定的汗青条目下,随温 度低重,原油开场胶凝而失落滚动性的最高温度称为胶凝点或失 流点。凝胶状况下的含蜡原油称为凝胶原油和胶凝原油,其非牛 顿流体性情更强。纵然胶凝原油合座上失落滚动性,但此中的绝 大部分组分仍为液态,其蜡晶的空间收集构制一朝被摧毁,原油 又会造成溶胶编制而具有滚动性。近年来的钻探注脚,正在必定的 条目下,含蜡原油中析出的蜡晶浓度正在1m%驾御时,原油便开场 显示非牛顿流体性情;蜡晶浓度正在3m%驾御时,原油开场凝聚。 这足以注脚蜡晶颗粒式样的至极不规那么性,以及蜡晶之间的胶 体感化力较大,由此变成的蜡晶絮凝感化很强。
二、含蜡原油流变类型随温度的变更特性 原油的滚动性子更加利害牛顿流变性子合键取决于原油的
内部构制,而内部构制身分如蜡晶浓度、蜡晶尺寸与式样、蜡 晶群集状况、沥青质胶团构制,以及液态油的相对含量等又与 原油所处的温度状况有直接的干系。以是,跟着温度的低重, 含蜡原油的流变性也越来越繁复。钻探注脚,分歧油田的含蜡 原油,其构成和物性纵然分歧,但流变性顺序有很众一致之处。 正在工程适用温度鸿沟内,按油温从高到低的变更,参照原油正在 该热汗青下测得的凝点TZ,大致可把含蜡原油的流变性归结为 三种流变类型。
1、牛顿流体类型 当温度TTZ+〔10~15℃〕时,原油中的蜡晶基础上一切熔解, 虽有少量的蜡晶及沥青质胶质的胶体粒子,但浓度很低,且 处正在高度阔别状况,可视为很稀的细阔别编制,正在这一温度 鸿沟内原油的流变性听命牛顿内摩擦定律,流变弧线中所示的含蜡原油的凝点为32℃,该原油正在50℃的 流变弧线,为牛顿流体流变弧线,流变方程为:,故。实践 衡量经过中,会发明分歧剪切率下测得的粘度有所分歧,这 与流变仪的衡量精度相合,但寻常相差很小,最终可取几个 粘度的均匀值。
图4-4 某含蜡原油的流变弧线、假塑性流体类型 当油温T处于TZ+〔2~4℃〕TTZ+〔10~15℃〕的鸿沟时,随 油温的低重,蜡晶的析出量增大,沥青质胶质构成的胶体颗粒的 体积增大,皮毛的相对体积减小,内相浓度增大,含蜡原油成为 浓阔别编制,并变成蜡晶以及沥青质胶团的絮凝构制。正在剪切过 程中,外力的感化对编制内部物理构制爆发影响,可使蜡晶絮凝 构制遭遇分歧水准的摧毁,以及使颗粒取向等。这时含蜡原油的 合键流变性特性是: ①触变性:正在必定的剪切率感化下,原油外观粘度随剪切时
间的扩充而削减,直至抵达动平均状况。外观粘度抵达恒定值, 测温越低,触变性越强。
②剪切稀释性:从低到高变动剪切速度,折柳测定每个剪切 率对应的动平均剪切应力,会发明剪切应力与剪切率之间利害线中弧线℃的原油动平均流变弧线,其正在双 对数坐标系中为斜率小于1的直线,即为假塑性流体,动平均流变
越大,原油的稠密水准越大,n越小,原油的剪切稀释性越强。 ③原油的稠密水准可用外观粘度外现,它是温度、剪切率和
3、屈膝-假塑性流体类型 当含蜡原油的温度处于TTZ+〔2~4℃〕的鸿沟内时,即正在凝
点相近或更低的安定。因为蜡晶的析出量进一步增加,阔别相浓 度增大,颗粒之间的互相感化增大,而开场连成空间收集,成为 联贯相,液态油那么被盘据吸附正在蜡晶的空间收集构制之中,使 原油总体上由溶胶状况改动为凝胶状况而失落滚动性。这时的原 油流变性有如下特性:
①正在较小的外力感化下,胶凝原油不滚动,而是爆发有限变形 〔弹性的或塑性的或粘弹性的〕,当外力抵达某一值时,原油才 开场滚动,即原油具有必定的屈膝值,开场滚动时阐扬出屈膝现 象。温度越低,原油的屈膝值越大。
②具有清楚的触变性。更加是正在首次对胶凝原油剪切时, 原油屈膝后,构制的裂降很疾,正在恒剪切速度下,剪切应力或 外观粘度随剪切功夫消重幅度较大,且抵达动平均时的功夫也 较长。
③具有较强的剪切稀释性。动平均流变弧线℃ 的流变弧线,它正在双对数坐标上为一条凹向剪切应力轴的弧线,
动屈膝值,它是抵达动平均滚动状况的原油依旧滚动状况所需 的最小剪切应力,它与已变成构制的原油开场滚动要克制的屈 服值〔称之为静屈膝值〕分歧,动屈膝值巨细比静屈膝值小得 众。
三、原油的粘温弧线 为了直观地外现上述原油的稠密水准随温度的变更干系,寻常