油田开发后期,低温集输工艺的实施是油田节能减排的重要举措,目前,对低温集输边界条件-粘壁温度的研究仍处于实验阶段,粘壁机理研究缺乏。本文针对低温集输所处的低温、高含水条件下的原油乳化特性、显微特性深入开展研究,基于粘附机理建立了粘壁温度理论计算模型。本文采用凝点以下乳化含水率及乳状液液滴粒径分布规律的实验方法,该方法从凝点以上5℃以恒定降温速率降温至实验温度保证了凝点以下油品的流动性,较好地模拟了真实管流。开展了凝点以下原油乳化实验,分析了低温高含水条件下温度、综合含水率及剪切率对乳化含水率的影响,发现凝点以下与凝点以上温度对乳化含水率的影响规律不同,类比胶体的生长过程阐明了产生该差异的原因;提出了专门用于低温集输管道的乳化含水率计算模型,误差为16.05%。开展了凝点以下原油显微实验,分析了低温高含水条件下各因素对沙德平均粒径的影响,基于Coulaloglou-Tavlarides模型阐明了原因,测得液滴沙德平均粒径为0μm-5μm,为粘壁温度理论计算模型的建立提供了关键参数。开展了模拟罐粘壁实验,测得油样的粘壁温度在凝点之下3℃-12℃,利用灰色关联分析法分析发现粘壁温度的主要影响因素为含蜡量。提出了根据凝点计算Hamaker常量的计算方法,该方法计算结果准确,可综合反映油品粘附性质。根据铺展压判定了粘壁温度以上乳状液液滴在壁面上铺展润湿,确定了粘壁温度下互相粘附的为乳状液液滴和液滴。根据粘附力、剪切力及热运动力三力平衡建立了粘壁温度理论计算模型,模型误差在1.5℃以内。该模型揭示了粘壁温度下的微观粘壁过程,阐明了粘壁机理,为低温集输提供了理论基础。