膠凝原油屈服特性研究.pdf

1、本論文以原油流變學(xué)理論為基礎(chǔ)，利用RS75控制應(yīng)力流變儀對青海膠凝原油的屈服特性進(jìn)行了深入的實驗研究。 首先通過蠕變/回復(fù)實驗研究了靜態(tài)降溫速率、高速剪切溫度和動態(tài)降溫中剪切速率等因素對原油屈服過程中初始階段的影響。發(fā)現(xiàn)隨降溫速率的增大，原油瞬時彈性應(yīng)變增大，蠕變產(chǎn)成的應(yīng)變也增大。當(dāng)高速剪切溫度高于析蠟點時，不影響原油的膠凝結(jié)構(gòu)；當(dāng)高速剪切溫度低于析蠟點且高于膠凝點時，原油的膠凝結(jié)構(gòu)隨剪切溫度的升高而增強(qiáng)；而在膠凝點附近施加高速

2、剪切時，原油的膠凝結(jié)構(gòu)會減弱。動態(tài)降溫過程中，剪切速率越大，膠凝結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度越弱，蠕變產(chǎn)生的應(yīng)變越大。 研究了測量溫度、靜態(tài)降溫速率及剪切歷史等外部因素對原油屈服特性的影響。發(fā)現(xiàn)在相同測量方式下，隨降溫速率的增大或測量溫度的降低，屈服應(yīng)力增大、屈服時間變長、屈服應(yīng)變減小。當(dāng)動態(tài)剪切終止溫度在反常點4℃以上時，對膠凝結(jié)構(gòu)的影響較??；在反常點附近時，膠凝結(jié)構(gòu)增強(qiáng)；動態(tài)剪切終止溫度在反常點4℃以下時，隨終止溫度的降低，膠凝結(jié)構(gòu)也逐漸減弱

3、。恒溫預(yù)剪切時，如預(yù)剪切速率極低或預(yù)剪切時間極短，基本不影響原油的膠凝結(jié)構(gòu)；預(yù)剪切速率較低或預(yù)剪切時間較短時，原油屈服時會出現(xiàn)二次屈服現(xiàn)象；預(yù)剪切速率較大或者預(yù)剪切時間較長時，施加應(yīng)力后原油立即屈服。 研究了原油在不同屈服實驗方法下的屈服特性。發(fā)現(xiàn)階梯式增加剪切應(yīng)力方式下，增大階段應(yīng)力增加幅度或減小單階作用時間，均會使原油的屈服應(yīng)力增大、屈服時間減小。而在連續(xù)增加剪切速率方式下，剪切速率的增加速率較小時，應(yīng)力隨剪切速率的增加出現(xiàn)

4、應(yīng)力波動現(xiàn)象；隨剪切速率增加速率的增大，應(yīng)力波動現(xiàn)象逐漸減小直至消失。 經(jīng)研究認(rèn)為屈服應(yīng)力存在兩個分界值，即靜態(tài)屈服應(yīng)力和瞬時破壞屈服應(yīng)力。當(dāng)施加應(yīng)力低于靜態(tài)屈服應(yīng)力時，無論多長時間也不能使膠凝原油屈服；當(dāng)施加應(yīng)力大于瞬時破壞屈服應(yīng)力時，膠凝原油應(yīng)力施加瞬時就會屈服；當(dāng)施加應(yīng)力在兩者之間時，只要應(yīng)力施加時間足夠長就能使膠凝原油屈服，但屈服時間隨施加應(yīng)力的減小而延長。 本論文還通過原油觸變性理論推導(dǎo)并結(jié)合實驗數(shù)據(jù)，對Hou