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原油中石蜡的生成不仅使其多相流动更加复杂,而且可能造成管线“部分堵塞”。在石油生产和集输的过程中,随着原油温度的降低,石蜡结晶析出沉淀,会导致管道的有效内径减少,增大管道内输送原油的压力,降低管道的输送能力,尤其是在深海采油过程中,降温作用剧烈,石蜡沉积会增加清管频率,甚至造成蜡堵事故,所以结蜡的危害更加严重,其带来的后果和维修费用相当惊人。 为了避免这种情况发生,需要对石蜡沉积点和沉积量进行准确和可靠的预测,以确保原油管道输送中能够避免或减少结晶。 本论文主要针对以上所遇到的实际问题,通过建立模型模拟在特定的压力以及组成的条件下原油中石蜡的沉积点,以及在管道输送条件的温度、压力以及组成条件下原油中石蜡的沉积量,从而可以提前预测原油管道输送中石蜡沉积问题。本文具体研究内容包括: 1)根据气-液-固三相平衡原理建立模型,计算出原油中石蜡的沉积点(石蜡析出温度),同时考察不同模型计算石蜡沉淀点的准确度,论证了各项影响蜡沉积的因素中,油的组成和温度是影响蜡沉积的主要因素,压力则次之。 2)在以上建立的模型基础上,进一步预测原油输送中的蜡沉积量,结果表明局部组成活度系数模型较正规溶液理论更适于低温石蜡沉积量的计算。 3)结合热力学蜡沉积量预测模型,给出了考虑分子扩散与剪切弥散共同作用下的动力学蜡沉积速率计算模型。在实验数据的基础上建立了此模型中参数k、m、n的计算关联式。考察此石蜡沉积模型在不同油田、流速、壁温差等条件下的预测准确度,得到了良好的预测结果。