通(tong)過添加降(jiang)凝(ning)(ning)劑改善管(guan)道輸送原油的(de)(de)(de)流(liu)變性(xing)，一直是石油儲運行業研(yan)(yan)究的(de)(de)(de)熱(re)點。其中，管(guan)道科技研(yan)(yan)究中心研(yan)(yan)制出了新(xin)型(xing)的(de)(de)(de)納米級復合(he)降(jiang)凝(ning)(ning)劑，并通(tong)過現(xian)(xian)場試驗和工(gong)業應用(yong)驗證其針對含蠟原油具有(you)良好(hao)的(de)(de)(de)降(jiang)凝(ning)(ning)降(jiang)黏效果(guo)。但是，新(xin)型(xing)納米級復合(he)降(jiang)凝(ning)(ning)劑在(zai)后續的(de)(de)(de)個別管(guan)道原油輸送應用(yong)過程(cheng)中，出現(xian)(xian)了初期降(jiang)凝(ning)(ning)降(jiang)黏效果(guo)不明(ming)顯的(de)(de)(de)現(xian)(xian)象，極有(you)可能是管(guan)道內(nei)壁附(fu)著的(de)(de)(de)凝(ning)(ning)油層被(bei)溶解脫落導致。

根據(ju)大量(liang)學者研(yan)究(jiu)成果(guo)，原(yuan)油(you)在(zai)管(guan)(guan)輸過(guo)程(cheng)中所形成的(de)管(guan)(guan)壁凝油(you)層與(yu)原(yuan)油(you)的(de)表(biao)(biao)面(mian)張力(li)有一(yi)定的(de)相(xiang)關性，其直(zhi)接影(ying)響凝油(you)層的(de)厚度(du)。表(biao)(biao)面(mian)張力(li)指液(ye)體表(biao)(biao)面(mian)各部分(fen)間相(xiang)互吸引的(de)力(li)，其作用于液(ye)體表(biao)(biao)面(mian)，促(cu)使液(ye)體表(biao)(biao)面(mian)積發(fa)生縮小的(de)趨勢。表(biao)(biao)面(mian)張力(li)的(de)方向(xiang)與(yu)液(ye)面(mian)相(xiang)切，并與(yu)液(ye)面(mian)的(de)任何兩部分(fen)分(fen)界(jie)(jie)線(xian)垂直(zhi)，其大小與(yu)界(jie)(jie)面(mian)液(ye)體的(de)性質和溫度(du)有關。通過(guo)室內(nei)實(shi)(shi)驗測量(liang)并分(fen)析(xi)了(le)隨(sui)著溫度(du)的(de)升高(gao)，大慶原(yuan)油(you)和添加降凝劑的(de)大慶原(yuan)油(you)黏(nian)度(du)、表(biao)(biao)面(mian)張力(li)的(de)變化規律(lv)，初步探(tan)究(jiu)了(le)大慶原(yuan)油(you)在(zai)實(shi)(shi)際管(guan)(guan)輸過(guo)程(cheng)中添加納米級(ji)復合降凝劑后降凝降黏(nian)效果(guo)不佳的(de)原(yuan)因。

1、實驗

1.1實(shi)驗設(she)備及樣(yang)品

黏度(du)實(shi)驗儀(yi)器(qi)為(wei)HAAKE Viscotester 550型黏度(du)計。表(biao)面(mian)張力測試儀(yi)器(qi)為(wei)芬(fen)蘭(lan)Kibron公司生產(chan)的Delta-8全自動高通量表(biao)面(mian)張力測量儀(yi)，量程：0～200 mN/m；靈敏度(du)：±0.1m N/m；工作溫度(du)范圍：10～30℃。

實驗(yan)油(you)品為(wei)大慶(qing)原(yuan)油(you)、添加(jia)EVA的大慶(qing)原(yuan)油(you)和添加(jia)納(na)米級(ji)復(fu)合降凝(ning)(ning)劑(ji)的大慶(qing)原(yuan)油(you)。其中，加(jia)劑(ji)油(you)的降凝(ning)(ning)劑(ji)含量(liang)為(wei)管道實際輸送工況中的添加(jia)量(liang)（EVA 50μg/mL，納(na)米級(ji)復(fu)合降凝(ning)(ning)劑(ji)100μg/mL）。

1.2實驗過程

1）首先，將原油樣品置于(yu)攪拌(ban)器內通過水浴加熱到(dao)65℃并以(yi)100 r/min的速(su)率持續攪拌(ban)，恒溫(wen)10 min，以(yi)0.5℃/min的降(jiang)溫(wen)均速(su)降(jiang)至(zhi)測(ce)試溫(wen)度。

2）表(biao)(biao)(biao)面(mian)張(zhang)力(li)測試：①表(biao)(biao)(biao)面(mian)張(zhang)力(li)儀水平調節；②凈化處理鉑金環和試樣(yang)杯；③通過質量法定(ding)標表(biao)(biao)(biao)面(mian)張(zhang)力(li)儀；④校核表(biao)(biao)(biao)面(mian)張(zhang)力(li)儀；⑤分別測試3種不(bu)同原油樣(yang)品在50、45、40、35℃下的(de)表(biao)(biao)(biao)面(mian)張(zhang)力(li)。

 3）黏(nian)度(du)(du)測試：通過(guo)黏(nian)度(du)(du)計測試25℃、剪切速率50 s-1下3種(zhong)不同原油樣品(pin)的黏(nian)度(du)(du)。

2、結果與分析

2.1實驗(yan)結果

3種不(bu)同原油樣(yang)品的表面張(zhang)力測(ce)試和黏(nian)度(du)測(ce)試結果(guo)見表1。

表(biao)1 3種不同原油樣品的表(biao)面張(zhang)力測(ce)試和(he)黏度測(ce)試結果

2.2結果分析

從表(biao)1可以看出，處理后添(tian)(tian)加(jia)納米級(ji)復合降(jiang)凝劑(ji)100μg/mL大(da)慶(qing)油(you)樣(yang)(yang)(yang)(yang)、添(tian)(tian)加(jia)傳(chuan)統EVA降(jiang)凝劑(ji)50μg/mL大(da)慶(qing)油(you)樣(yang)(yang)(yang)(yang)、大(da)慶(qing)空白油(you)樣(yang)(yang)(yang)(yang)在(zai)25℃、50 s-1測(ce)試條件下的(de)(de)黏(nian)度是依(yi)次升高的(de)(de)，添(tian)(tian)加(jia)納米級(ji)復合降(jiang)凝劑(ji)100μg/mL的(de)(de)大(da)慶(qing)油(you)樣(yang)(yang)(yang)(yang)品(pin)黏(nian)度最(zui)(zui)低(di)，為75 mPa·s。相同(tong)的(de)(de)測(ce)試溫度條件下，黏(nian)度越(yue)大(da)的(de)(de)油(you)樣(yang)(yang)(yang)(yang)表(biao)面張力越(yue)大(da)。其中，空白油(you)表(biao)面張力最(zui)(zui)大(da)，添(tian)(tian)加(jia)傳(chuan)統EVA降(jiang)凝劑(ji)的(de)(de)油(you)樣(yang)(yang)(yang)(yang)次之，添(tian)(tian)加(jia)納米級(ji)復合降(jiang)凝劑(ji)的(de)(de)油(you)樣(yang)(yang)(yang)(yang)最(zui)(zui)小(xiao)。原油(you)油(you)品(pin)的(de)(de)表(biao)面張力隨著溫度的(de)(de)降(jiang)低(di)而增大(da)。

實驗結果也驗證了溫(wen)度(du)是(shi)影(ying)響原油(you)表面張(zhang)力(li)的(de)主要因素(su)之(zhi)一(yi)。通(tong)過(guo)分(fen)(fen)子熱力(li)學分(fen)(fen)析，當降低原油(you)溫(wen)度(du)，原油(you)分(fen)(fen)子無規則的(de)運(yun)動減少，分(fen)(fen)子平均(jun)動能降低，分(fen)(fen)子平均(jun)運(yun)動振幅和間距減少，分(fen)(fen)子間的(de)平均(jun)引力(li)勢能增加(jia)，從而表面張(zhang)力(li)增大(da)；宏觀表現為原油(you)黏度(du)增加(jia)。這也是(shi)同一(yi)溫(wen)度(du)下，添加(jia)納米級復合(he)降凝(ning)劑的(de)大(da)慶油(you)樣品表面張(zhang)力(li)最(zui)小的(de)原因。

根(gen)據以上分析，初步推測添加(jia)納米(mi)級復合降凝(ning)(ning)劑(ji)后(hou)大慶原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)油(you)(you)降凝(ning)(ning)降黏(nian)效果不(bu)(bu)佳的(de)原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)因：可將(jiang)(jiang)含蠟原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)油(you)(you)管(guan)輸初期(qi)在管(guan)壁處形成(cheng)的(de)凝(ning)(ning)油(you)(you)層和(he)流(liu)動原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)油(you)(you)視為不(bu)(bu)同(tong)的(de)界面(mian)液體，隨著管(guan)道(dao)(dao)輸送時(shi)間的(de)增加(jia)，凝(ning)(ning)油(you)(you)層在管(guan)壁處不(bu)(bu)斷生長(chang)，導致(zhi)管(guan)徑減小(xiao)，管(guan)道(dao)(dao)內(nei)原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)油(you)(you)流(liu)速不(bu)(bu)斷增加(jia)，凝(ning)(ning)油(you)(you)層和(he)流(liu)動原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)油(you)(you)界面(mian)處的(de)剪(jian)切應(ying)力(li)(li)不(bu)(bu)斷加(jia)大，當其與(yu)(yu)原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)油(you)(you)重(zhong)力(li)(li)的(de)合力(li)(li)大于兩者之間的(de)表面(mian)張(zhang)力(li)(li)時(shi)，將(jiang)(jiang)會把(ba)部分凝(ning)(ning)油(you)(you)剝離下來。當大慶原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)油(you)(you)添加(jia)納米(mi)級復合降凝(ning)(ning)劑(ji)初期(qi)，凝(ning)(ning)油(you)(you)層與(yu)(yu)原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)油(you)(you)間的(de)黏(nian)度和(he)表面(mian)張(zhang)力(li)(li)較小(xiao)，使(shi)得(de)多年(nian)沉積的(de)凝(ning)(ning)油(you)(you)較容易(yi)從(cong)管(guan)道(dao)(dao)內(nei)壁被剝離，而多年(nian)凝(ning)(ning)油(you)(you)增加(jia)了原(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)(yuan)油(you)(you)中的(de)蠟含量，導致(zhi)納米(mi)級復合降凝(ning)(ning)劑(ji)的(de)降凝(ning)(ning)降黏(nian)效果不(bu)(bu)佳。

小結;

1）大慶原油(you)表(biao)面(mian)張力隨著(zhu)溫度(du)(du)的降低而增加，與油(you)品的黏度(du)(du)有相關性。

2）含(han)蠟原(yuan)(yuan)油管(guan)輸過(guo)程中，原(yuan)(yuan)油表面張力(li)越(yue)小，凝(ning)油層越(yue)不容易(yi)生(sheng)長，加劑(ji)后凝(ning)油層越(yue)易(yi)從管(guan)壁剝落。這極有可能是大慶(qing)原(yuan)(yuan)油添(tian)加納米(mi)級復合降凝(ning)劑(ji)初期降凝(ning)降黏效果(guo)不明顯(xian)的原(yuan)(yuan)因。