根據大量學者研究成果，原油在管輸過程中所形成的管壁凝油層與原油的表面張力有一定的相關性，其直接影響凝油層的厚度。表(biao)面(mian)(mian)張力(li)(li)指液(ye)(ye)體(ti)表(biao)面(mian)(mian)各部(bu)分(fen)(fen)間(jian)相(xiang)(xiang)互(hu)吸引的(de)力(li)(li)，其作用(yong)于(yu)液(ye)(ye)體(ti)表(biao)面(mian)(mian)，促使液(ye)(ye)體(ti)表(biao)面(mian)(mian)積發生縮小(xiao)的(de)趨(qu)勢。表(biao)面(mian)(mian)張力(li)(li)的(de)方向與液(ye)(ye)面(mian)(mian)相(xiang)(xiang)切，并與液(ye)(ye)面(mian)(mian)的(de)任何(he)兩(liang)部(bu)分(fen)(fen)分(fen)(fen)界線垂直，其大小(xiao)與界面(mian)(mian)液(ye)(ye)體(ti)的(de)性質和溫度(du)有關。通過室內實(shi)驗測量(liang)并分析了隨著(zhu)溫度的(de)升(sheng)高，大慶(qing)(qing)原(yuan)油和(he)添加降凝劑的(de)大慶(qing)(qing)原(yuan)油黏(nian)度、表面(mian)張力的(de)變化規律，初步探究了大慶(qing)(qing)原(yuan)油在實(shi)際管輸過程中添加納米(mi)級復合(he)降凝劑后降凝降黏(nian)效果不佳的(de)原(yuan)因。

1、實驗

1.1實驗設備及樣品(pin)

黏度實驗儀器為HAAKE Viscotester 550型黏度計。表面張力測試儀器為芬蘭Kibron全自動表/界面張力測定儀，量程：0～200 mN/m；靈(ling)敏(min)度：±0.1m N/m；工作溫度范圍：10～30℃。

實驗油(you)品為大(da)(da)慶原油(you)、添加(jia)EVA的(de)大(da)(da)慶原油(you)和(he)添加(jia)納米(mi)級(ji)復合降(jiang)凝劑(ji)的(de)大(da)(da)慶原油(you)。其(qi)中，加(jia)劑(ji)油(you)的(de)降(jiang)凝劑(ji)含量(liang)(liang)為管(guan)道實際輸送工況(kuang)中的(de)添加(jia)量(liang)(liang)（EVA 50μg/mL，納米(mi)級(ji)復合降(jiang)凝劑(ji)100μg/mL）。

1.2實驗過程

1）首先，將原(yuan)油樣品置于攪(jiao)拌器內(nei)通過水浴加熱到(dao)65℃并以(yi)100 r/min的速率持(chi)續(xu)攪(jiao)拌，恒溫(wen)10 min，以(yi)0.5℃/min的降(jiang)溫(wen)均速降(jiang)至測試溫(wen)度。

2）表(biao)(biao)面(mian)張力(li)測試(shi)：①表(biao)(biao)面(mian)張力(li)儀(yi)水平調節；②凈化處理(li)鉑金環和試(shi)樣杯；③通過質量法定標表(biao)(biao)面(mian)張力(li)儀(yi)；④校核表(biao)(biao)面(mian)張力(li)儀(yi)；⑤分(fen)別(bie)測試(shi)3種不(bu)同原油樣品在50、45、40、35℃下的表(biao)(biao)面(mian)張力(li)。

3）黏(nian)(nian)度測試(shi)：通(tong)過黏(nian)(nian)度計測試(shi)25℃、剪(jian)切(qie)速(su)率50 s-1下(xia)3種(zhong)不同原油樣品的黏(nian)(nian)度。

2、結果與分(fen)析(xi)

2.1實驗結果

3種不同(tong)原油樣品(pin)的(de)表(biao)面張力測試和黏度測試結果見表(biao)1。

表1 3種不同(tong)原油樣(yang)品的表面張力測試和黏度(du)測試結果

2.2結果分析(xi)

從表(biao)(biao)1可以看出，處理(li)后添(tian)加納(na)米級復合(he)降(jiang)(jiang)(jiang)凝(ning)(ning)(ning)劑(ji)100μg/mL大(da)慶(qing)油(you)樣(yang)(yang)、添(tian)加傳(chuan)(chuan)統EVA降(jiang)(jiang)(jiang)凝(ning)(ning)(ning)劑(ji)50μg/mL大(da)慶(qing)油(you)樣(yang)(yang)、大(da)慶(qing)空(kong)白油(you)樣(yang)(yang)在25℃、50 s-1測試(shi)條(tiao)件下(xia)的(de)黏度(du)(du)是依次升高的(de)，添(tian)加納(na)米級復合(he)降(jiang)(jiang)(jiang)凝(ning)(ning)(ning)劑(ji)100μg/mL的(de)大(da)慶(qing)油(you)樣(yang)(yang)品(pin)黏度(du)(du)最低，為75 mPa·s。相同的(de)測試(shi)溫度(du)(du)條(tiao)件下(xia)，黏度(du)(du)越大(da)的(de)油(you)樣(yang)(yang)表(biao)(biao)面張力越大(da)。其(qi)中，空(kong)白油(you)表(biao)(biao)面張力最大(da)，添(tian)加傳(chuan)(chuan)統EVA降(jiang)(jiang)(jiang)凝(ning)(ning)(ning)劑(ji)的(de)油(you)樣(yang)(yang)次之，添(tian)加納(na)米級復合(he)降(jiang)(jiang)(jiang)凝(ning)(ning)(ning)劑(ji)的(de)油(you)樣(yang)(yang)最小。原油(you)油(you)品(pin)的(de)表(biao)(biao)面張力隨著(zhu)溫度(du)(du)的(de)降(jiang)(jiang)(jiang)低而增大(da)。

實驗(yan)結(jie)果(guo)也(ye)驗(yan)證了溫度是影響原(yuan)油(you)(you)表(biao)面(mian)張(zhang)力(li)的主要因素之一。通過分子(zi)熱力(li)學分析(xi)，當降低原(yuan)油(you)(you)溫度，原(yuan)油(you)(you)分子(zi)無規則的運動減少，分子(zi)平(ping)均(jun)(jun)動能降低，分子(zi)平(ping)均(jun)(jun)運動振幅和間(jian)(jian)距減少，分子(zi)間(jian)(jian)的平(ping)均(jun)(jun)引力(li)勢能增加，從而(er)表(biao)面(mian)張(zhang)力(li)增大(da)(da)；宏觀表(biao)現為原(yuan)油(you)(you)黏度增加。這也(ye)是同(tong)一溫度下，添加納米(mi)級復合降凝劑(ji)的大(da)(da)慶(qing)油(you)(you)樣品表(biao)面(mian)張(zhang)力(li)最小(xiao)的原(yuan)因。

根據(ju)以上分(fen)析，初步推測添加(jia)納(na)(na)米級復合降(jiang)(jiang)凝(ning)(ning)(ning)劑(ji)后大慶原油(you)(you)(you)(you)降(jiang)(jiang)凝(ning)(ning)(ning)降(jiang)(jiang)黏效果(guo)不(bu)佳(jia)的(de)(de)(de)(de)(de)原因：可將含蠟原油(you)(you)(you)(you)管(guan)輸(shu)初期(qi)在管(guan)壁(bi)(bi)處(chu)形(xing)成的(de)(de)(de)(de)(de)凝(ning)(ning)(ning)油(you)(you)(you)(you)層(ceng)和流(liu)動原油(you)(you)(you)(you)視為(wei)不(bu)同的(de)(de)(de)(de)(de)界面(mian)液體，隨著(zhu)管(guan)道輸(shu)送時(shi)間的(de)(de)(de)(de)(de)增(zeng)加(jia)，凝(ning)(ning)(ning)油(you)(you)(you)(you)層(ceng)在管(guan)壁(bi)(bi)處(chu)不(bu)斷(duan)生長，導(dao)致管(guan)徑減小，管(guan)道內(nei)原油(you)(you)(you)(you)流(liu)速不(bu)斷(duan)增(zeng)加(jia)，凝(ning)(ning)(ning)油(you)(you)(you)(you)層(ceng)和流(liu)動原油(you)(you)(you)(you)界面(mian)處(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)剪切應力不(bu)斷(duan)加(jia)大，當(dang)其與原油(you)(you)(you)(you)重力的(de)(de)(de)(de)(de)合力大于兩者之間的(de)(de)(de)(de)(de)表面(mian)張力時(shi)，將會把部分(fen)凝(ning)(ning)(ning)油(you)(you)(you)(you)剝(bo)離(li)下來(lai)。當(dang)大慶原油(you)(you)(you)(you)添加(jia)納(na)(na)米級復合降(jiang)(jiang)凝(ning)(ning)(ning)劑(ji)初期(qi)，凝(ning)(ning)(ning)油(you)(you)(you)(you)層(ceng)與原油(you)(you)(you)(you)間的(de)(de)(de)(de)(de)黏度(du)和表面(mian)張力較小，使得多年沉積的(de)(de)(de)(de)(de)凝(ning)(ning)(ning)油(you)(you)(you)(you)較容(rong)易(yi)從管(guan)道內(nei)壁(bi)(bi)被剝(bo)離(li)，而多年凝(ning)(ning)(ning)油(you)(you)(you)(you)增(zeng)加(jia)了原油(you)(you)(you)(you)中的(de)(de)(de)(de)(de)蠟含量(liang)，導(dao)致納(na)(na)米級復合降(jiang)(jiang)凝(ning)(ning)(ning)劑(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)降(jiang)(jiang)凝(ning)(ning)(ning)降(jiang)(jiang)黏效果(guo)不(bu)佳(jia)。

3、結論

1）大慶原油(you)表面張力隨(sui)著溫度的(de)降低而增加，與油(you)品(pin)的(de)黏度有(you)相關性。

2）含蠟原(yuan)油(you)管輸過程中，原(yuan)油(you)表面張力(li)越(yue)(yue)小，凝(ning)油(you)層(ceng)越(yue)(yue)不(bu)容(rong)易生長，加劑(ji)后凝(ning)油(you)層(ceng)越(yue)(yue)易從(cong)管壁剝落。這極有可能是大慶原(yuan)油(you)添加納米級復(fu)合降(jiang)凝(ning)劑(ji)初期(qi)降(jiang)凝(ning)降(jiang)黏效(xiao)果不(bu)明顯的原(yuan)因。