功率超声对稠油流变性影响的研究

    1　引　言

    我国稠油的地质储量约数十亿吨,其中以胜利油田,新疆克拉玛依油田,辽河油田的储量最多。因其密度大、粘度高、流动性差,无论开采,还是长距离集输,均存在许多困难。为了降低稠油粘度,增加其流动性,通常可以采用的方法有(1)加热法,(2)掺烃类物质(轻质油),(3)掺“活性水”法。其中以掺“活性水”法采用较多[1]。本文主要研究了利用功率超声处理稠油及掺“活性水”的稠油前后其流变性的变化,实验结果表明,功率超声可以大大降低稠油粘度,增加其流动性。

    2　实验装置及实验内容

    实验装置如图1所示,实验中以装配有变幅杆的换能器作用于盛油的烧杯,每次处理样品30ml,在501型超级恒温水浴中加热,用旋转式粘度计测量不同温度下的粘度值[2]。活性水由阴离子表面活性剂与自来水按1∶1配制而成。

    3　实验结果与讨论:

    图2中所示曲线为稠油经超声处理前后的流变特性曲线。其中曲线A为超声处理前稠油的流变特性曲线,曲线B为经超声处理后的流变曲线。由曲线A,B可知,稠油经过大功率超声处理后,粘度值降低,流动性增大,其原因在于超声的机械作用,它可以打断长链分子的结构,使大分子变为小分子,从而降低了稠油的粘度,增加了流动性,并且这种效果还存在一定的滞后效应。

    图3中所示曲线为掺活性水的稠油经超声处理前后的流变特性曲线。由曲线可以看出,掺活性水的稠油,其粘度值要比相同温度下的未掺活性水的稠油粘度值降低,随掺入活性水量的增加,粘度值下降很快,稠油的流动性也逐渐增大;在掺入活性水量相同条件下,经过大功率超声处理后,稠油粘度值降低幅度很大,可达30%,有利于大幅度地提高稠油的流动性。其原因是,除了大功率超声能打断长链分子的机械效应外,还具有强烈的机械搅拌(乳化)作用[3]。通过大功率超声处理后,增加了活性水与稠油的接触面积,提高了乳化后形成的油包水型乳状液的稳定性,达到了降低稠油粘度,提高流动性的目的。

    4　结论

    　利用大功率超声处理稠油及掺活性水的稠油,可以大大降低它的粘度,提高其流动性,有利于稠油的开采和长距离集输。

    1.杨光华.稠油加工论文集.石油大学出版社,1990.6

    3.程存弟.超声技术——功率超声及其应用.陕西师大出版社,1993.1

    作者：闫向宏　张亚萍