随着大型油田产能减少、进口原油量增加,对原油进行混输保证管道处于正常输量状态、防止进入不稳定工作区已成为一种常用的输送方式。我国东北地区的大庆-哈尔滨输油管道所采用的输送方式为混合输送,所输送的介质为大庆和俄罗斯的混合原油。但大庆原油和俄罗斯原油的化学组成差异较大,将两者混合后,混油的基础物性和流变特性并不是一种简单的加和模式,难以准确估量,使得庆哈输油管道在设计运行方案时存在一定的困阻。因此,本文以不同掺混比例的庆-俄混合原油作为研究对象,通过流变测量技术、常规偏光显微测量技术以及创新性构建的流变-偏光显微原位同步测量技术对庆-俄混合原油的宏观流变特性和蜡晶微观结构特征进行系统研究。具体包括以下研究:首先,通过对掺混俄油比例为10%、20%、30%、40%的原油进行凝点、析蜡特性和溶蜡特性的测试,并结合实际工况,选取较为合适的掺混比例以开展后续流变规律研究。测试发现随着掺入俄油的比例不断增加,原油的凝点由最初的30°C降低至17°C,析蜡点由47.46°C降低至43.51°C,溶蜡点由65.4°C下降至63.1°C,且各基础物性参数随掺混比例的增加呈非线性变化。在结合实际工况的综合考虑和对比之下,所选取的掺混比例为20%和30%,并加入纯庆油的测量,对三者的流变性进行对比分析研究。其次,利用流变测量方法,对纯庆油、掺混20%和30%俄油的庆油进行剪切阶跃测试、屈服特性测试以及蠕变/回复特性测试。发现随着掺混比例的增加,纯庆油的流变性有着明显的改善,其黏度逐渐下降,反常点逐渐降低且反常点至凝点的范围逐渐扩大,最大相差12°C。此外,通过对比不同掺混比例原油凝点附近的流变特性可知,在反常点至凝点范围内,掺混比例为20%的原油由于析蜡量较大,使得其表观黏度最大,剪切稀释性最强,且在凝点附近时,此比例的屈服应力最大,最高时为56.06Pa,在蠕变阶段产生的应变较小,恒应力范围较广,且达到瞬时屈服时所需的恒应力高达81Pa。然后,分析研究了不同初始冷却温度、不同降温速率对不同掺混比例原油流变性的影响。发现存在令原油流变性变差和变好的不同初始冷却温度,且随着俄油的掺入,令原油流变性变差和变好的不同初始冷却温度没有发生改变。此外,在动冷条件下,实时测得的原油表观黏度随着降温速率的增加而降低,而在静冷条件下,当恒温静置一段时间后,原油的表观黏度和胶凝结构强度随着降温速率的增加而增加。另外,通过对比发现,不同初始冷却温度对原油流变性的影响要大于不同降温速率对其的影响,且在凝点附近时,掺混比例为20%的原油对热历史因素的改变响应较大,在初始冷却温度为60°C时,其表观黏度和胶凝结构强度显著增加,屈服应力高达190.11Pa。再者,利用常规偏光显微成像系统对不同掺混比例原油以及不同掺混比例原油在不同初始冷却温度、不同降温速率下蜡晶形态结构的变化进行了观测和拍摄。通过蜡晶显微图像和蜡晶特征参数来辨析不同掺混比例原油在不同影响因素下所形成蜡晶的本质差异性,并进一步从微观角度来解释原油的宏观流变性。此外,利用构建的流变-偏光显微原位同步测量技术对不同掺混比例原油中的蜡晶在流场中的运动变化进行了观测和拍摄,通过相应的特征参数结合流变实验结果对原油的蜡晶动力学行为进行对比分析。发现在相同温度下,纯庆油的蜡晶数量较多,尺寸和分形维数较大,蜡晶间距较小,在流场中的平均速度较小,蜡晶对原油的流动所产生的阻力较大,从而流变性较差。但在各自的凝点附近时,掺混比例为20%和30%的原油由于凝点较低,其内部有着经过充分生长所形成的较大尺寸且结构复杂的蜡晶,因此蜡晶在流场中的平均速度变小,对原油的流动所产生的阻力变大,导致两者的流变恶化程度超过了纯庆油。此外,降低初始冷却温度和提高降温速率都会使原油内部逐渐生长出数量众多且细小的蜡晶,从而形成致密的蜡晶结构使原油的流变性恶化,但初始冷却温度对蜡晶形态结构的影响要大于降温速率对其的影响。最后,利用不同掺混比例原油的凝点测试和流变测试结果进行了相应的公式拟合,通过相应的拟合公式能够计算得到不同掺混比例原油的凝点,所选测量温度范围内的屈服值以及不同恒应力下胶凝结构所产生的形变等,以期可以为管道的运行方案制定提供一定的基础性资料与理论依据。