膠凝原油屈服特性研究.pdf

1、本論文以原油流變學理論為基礎，利用RS75控制應力流變儀對青海膠凝原油的屈服特性進行了深入的實驗研究。 首先通過蠕變/回復實驗研究了靜態(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)現隨降溫速率的增大，原油瞬時彈性應變增大，蠕變產成的應變也增大。當高速剪切溫度高于析蠟點時，不影響原油的膠凝結構；當高速剪切溫度低于析蠟點且高于膠凝點時，原油的膠凝結構隨剪切溫度的升高而增強；而在膠凝點附近施加高速

2、剪切時，原油的膠凝結構會減弱。動態(tài)降溫過程中，剪切速率越大，膠凝結構的強度越弱，蠕變產生的應變越大。 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，屈服應力增大、屈服時間變長、屈服應變減小。當動態(tài)剪切終止溫度在反常點4℃以上時，對膠凝結構的影響較??；在反常點附近時，膠凝結構增強；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，膠凝結構也逐漸減弱

3、。恒溫預剪切時，如預剪切速率極低或預剪切時間極短，基本不影響原油的膠凝結構；預剪切速率較低或預剪切時間較短時，原油屈服時會出現二次屈服現象；預剪切速率較大或者預剪切時間較長時，施加應力后原油立即屈服。 研究了原油在不同屈服實驗方法下的屈服特性。發(fā)現階梯式增加剪切應力方式下，增大階段應力增加幅度或減小單階作用時間，均會使原油的屈服應力增大、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，應力隨剪切速率的增加出現

4、應力波動現象；隨剪切速率增加速率的增大，應力波動現象逐漸減小直至消失。 經研究認為屈服應力存在兩個分界值，即靜態(tài)屈服應力和瞬時破壞屈服應力。當施加應力低于靜態(tài)屈服應力時，無論多長時間也不能使膠凝原油屈服；當施加應力大于瞬時破壞屈服應力時，膠凝原油應力施加瞬時就會屈服；當施加應力在兩者之間時，只要應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力的減小而延長。 本論文還通過原油觸變性理論推導并結合實驗數據，對Hou