[发明专利]一种W/O型含蜡原油乳状液触变特性的预测方法

说明书

本发明涉及一种W/O型含蜡原油乳状液触变特性的预测方法，包括：将基础油样和W/O型含蜡原油乳状液分别在恒剪切应力加载条件下进行剪切；乳状液体系在恒定剪切应力作用下的剪切速率分为脱水原油和分散相液滴两部分的贡献；定义乳状液相对剪切速率为相同条件下基础油样的剪切速率与W/O型含蜡原油乳状液的剪切速率的比值；建立乳状液的平衡相对剪切速率与含水率、剪切应力的关系式；得出W/O型含蜡原油乳状液触变特性的预测模型；求取拟合参数A、B、K、D的值，最后获取任意含水率，任意加载应力条件下W/O型含蜡原油乳状液体系剪切速率随时间变化的触变性数据。本发明解决了W/O型含蜡原油乳状液触变特性数学描述问题。

技术领域：

本发明涉及的是原油-水管道混合输送技术，具体涉及的是一种W/O型含蜡原油乳状液触变特性的预测方法。

背景技术：

随着陆上油气资源的日渐减少，全球的油气开发正全面向深海发展，在海上油田集输管道中，油气水混输已经成为主要的运输方法之一。油水混合输送过程中，油水两相因湍流及各类剪切作用而形成乳状液，因为原油中含有界面活性物质，所以更易形成W/O型乳状液。含蜡原油的流变性是输油管道能否安全再启动的最终决定因素，而触变性是原油管道停输再启动计算和原油可泵性评价的重要基础资料。

脱水含蜡原油的触变性测量需要经历油样的加热处理、降温和恒温静置等过程，非常耗时，而对于含蜡原油乳状液的触变性测量还要增加乳状液的配制过程，实验耗时更长。另外，我们不能配制生产实际中的所有含水率的乳状液。若实现对任意含水率含蜡原油乳状液触变性的定量描述，仅通过实验测量是不现实的。因此，有必要研究在少量实验的前提下，预测含蜡原油乳状液触变特性，能够实现对任意含水率含蜡原油乳状液触变特征的定量描述。

发明内容：

本发明的目的是提供一种W/O型含蜡原油乳状液触变特性的预测方法，该种W/O型含蜡原油乳状液触变特性的预测方法用于解决仅通过实验测量对任意含水率含蜡原油乳状液触变性进行定量描述是不现实的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：这种W/O型含蜡原油乳状液触变特性的预测方法包括如下步骤：

步骤一、将含蜡原油分成多份，进行预处理，得到基础油样，用于制备W/O型含蜡原油乳状液；

步骤二、利用步骤一得到的基础油样制备W/O型含蜡原油乳状液，得到多份不同含水率的W/O型含蜡原油乳状液；

步骤三、将步骤一得到的基础油样在恒剪切应力加载条件下进行剪切，得出剪切速率

步骤四、将步骤二制备的W/O型含蜡原油乳状液在恒剪切应力加载条件下进行剪切，得出剪切速率

步骤五、根据对W/O型含蜡原油乳状液触变性机理的分析，乳状液体系在恒定剪切应力作用下的剪切速率分为脱水原油和分散相液滴两部分的贡献，且分散相液滴对剪切速率的贡献为负值，其为

步骤六、定义乳状液相对剪切速率为相同条件下基础油样的剪切速率与W/O型含蜡原油乳状液的剪切速率的比值，

步骤七、依据Broughton—Squires黏度模型，考虑到剪切应力的影响，乳状液的平衡相对剪切速率与含水率、剪切应力的关系为：

其中，为乳状液平衡相对剪切速率；φ为体积含水率；τ为剪切应力，Pa；A、B、K为拟合参数；

步骤八、结合幂指数函数的规律，将步骤七中关系式变为：

其中，t为时间，s；D为拟合参数；

步骤九、整理步骤五、步骤六、步骤八的各个关系式，得出W/O型含蜡原油乳状液触变特性的预测模型：