基于顯微觀測的含蠟原油分形特性研究.pdf

1、我國所產(chǎn)原油大多為含蠟原油,其流變性復雜,管輸能耗高。在析蠟點以下溫度,原油的析蠟量、蠟晶的形態(tài)和結構是影響含蠟原油流變性的主要內(nèi)因。近年來,國外研究者開始借助膠體懸浮液體系儲能模量的標度模型對蠟晶形態(tài)和結構進行分形描述,國內(nèi)也有研究者直接基于顯微圖像進行蠟晶的量化研究。因此本文結合分形理論基礎和實驗觀察,對南陽原油微觀結構的分形特性進行了更為深入的研究,并對不同處理條件下含蠟原油低溫流變性與蠟晶微觀特性的關系作了進一步的探討。

2、　　 本文主要采用顯微鏡成像系統(tǒng)和圖像處理軟件分析了閾值大小、放大倍數(shù)、視場選區(qū)位置等對原油微觀結構定量研究結果的影響,對各因素的影響機理進行了探討。以分形原理為基礎提出了直接基于顯微觀測圖像的三種分形模型,即基于盒維數(shù)的蠟晶分布模型、粒徑分布分形模型和基于面積-周長法的形態(tài)分形模型,得到能更全面描述蠟晶微觀形態(tài)結構的量化表征參數(shù)—分形維數(shù)。實驗研究了四種含蠟原油結晶過程中的微觀分形特性,進而分析了各分形維數(shù)所表征的意義,結果表明蠟晶

3、的大小、形態(tài)和分布均具有分形特性。此外,本文又根據(jù)影響原油中石蠟結晶的幾大因素(熱歷史、降溫速率、加劑),對南陽原油進行不同條件的處理,得出了不同處理條件下蠟晶的分形特性,深入分析了蠟晶形態(tài)結構對原油宏觀流變性的影響機理。最后,為減小各參數(shù)的“信息重復”對原油微觀特性理論研究的難度,采用主成分分析法對蠟晶參數(shù)進行降維處理,結果表明前三個主成分足以表征蠟晶的微觀結構特征,為進一步研究含蠟原油微觀機理,建立宏觀流變性與微觀結構的量化關系起到