原油开采与集输过程中,油管内壁极易结蜡结垢,其直接危害是导致油管运输管径缩小,原油流动阻力增加,甚至于堵塞管道,而清防蜡一直是困扰油田正常生产的技术难题。目前油田主要采用加热防蜡的方法,通过提高原油的温度,以控制石蜡在输油管线中的沉积。为此全球每年需几百亿美元用于加热原油,防止结蜡堵塞集输管道和油泵,以及解决由此造成的油井停产等问题,消耗了大量的燃油燃气和电能资源。近些年来,磁防蜡作为一种节能高效的原油防蜡技术,以其特有的优点在油田防蜡降粘方面得到了越来越广泛的应用。针对目前原油磁防蜡领域中,防蜡机理不够明确、电磁防蜡器效率不高以及油田现场应用缺乏理论指导等问题,本文对原油电磁防蜡机理、新型电磁防蜡器的研制以及油田现场实验等三个方面分别进行了深入的研究。　　原油中蜡晶空间网络结构的生成是导致原油增稠和管道沉积的主要原因。为研究磁场对蜡晶网络形成过程的影响,本文首先分析了磁场作用于蜡晶的能量转化机制:分子抗磁各向异性是原油中的高分子蜡成分能够响应磁场作用的根源,而蜡分子有序聚集结构(如蜡晶等)的存在又显著增强了磁场对蜡的取向作用。同时,通过对磁处理在蜡晶的形核、生长以及交联凝胶过程中所起到的作用分析,探讨了原油的磁防蜡降粘机理。此外,通过分析蜡晶体积和处理温度对磁取向作用的影响规律,研究还揭示了磁处理效果受温度影响的内在原因。　　水是原油的重要组成部分,同时也是影响原油磁降粘效果的关键因素。通过对磁场作用下油-水界面微观特性的分子动力学模拟,得到了蜡晶表面的润湿特性随磁场的变化规律,以及位于蜡晶间隙内的水分子薄膜对磁场的响应情况,并在此基础上研究了磁场影响W/O型乳化原油稳定性的作用机制。结果表明,吸附在乳化水滴表面的蜡晶颗粒在磁场作用下重新排列,这将直接导致乳化原油的稳定性降低,进而产生磁降粘的效果。　　为满足原油防蜡对磁场的特殊要求,本文研究了一种场强可调的新型电磁防蜡器。同时,针对防蜡器磁场的边缘效应以及二次边缘效应,通过对励磁线圈磁场的有限元分析,研究了其结构参数对磁场径向场强和磁力线弯曲角的影响关系,并在此基础上设计了一种多阶梯式的励磁线圈结构,确定了适于原油处理的线圈结构参数。现场实验结果表明,采用多阶梯形的励磁线圈能够有效增强防蜡器的原油磁防蜡效果,并且新型电磁防蜡器还通过了三年的油田现场实验验证。　　为得到磁场作用下原油的蜡沉积规律,首先实验研究了磁处理强度、磁处理时间和含蜡量等因素对原油降粘效果的影响规律,确定了合理的磁处理参数;并依据原油集输现场环境搭建了室内循环实验台,实验测量了磁场作用下管输油液的粘度及蜡沉积量的变化规律,以及流场参数对磁防蜡效果的影响,在此基础上建立磁场作用下的蜡沉积预测模型,为后续的磁防蜡现场试验奠定了基础。　　利用磁防蜡方法与掺水加热方法相结合,在大庆油田第五采油厂的油田掺水集油管路上,进行一系列的现场实验。重点研究了磁场强度、掺水率、管线长度和输油温度等关键参数对防蜡降粘效果的影响规律,并在此基础上提出了一种电磁掺水复合防蜡方法。现场实验结果表明,与传统的掺热水防蜡方法相比,复合防蜡方法在增强原油流动性的同时,还能够显著降低集油管线的掺热水量,为油田实现节能减排的目标提供有力的支持。此外,使用本文研究的电磁防蜡器在短程集油管道上实现了冷输集油,为电磁防蜡技术在油田集油管线上的应用提供了成功范例。