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随着常规原油资源的日益枯竭,稠油资源的开发和利用越来越受到人们的关注。然而,稠油粘度较高,密度较大,流变性复杂,使其存储和运输困难。本论文通过研究辽河超稠油的流变性,建立了基于温度、剪切速率及含水量的三因素预测超稠油粘度的模型,可为超稠油的存储及输送提供指导。
对超稠油流变性的研究结果表明,在一定的含水量及剪切速率下,超稠油粘度与温度的变化关系符合Arrhenius公式,当温度低于85℃时超稠油为宾汉塑性流体,当温度高于85℃时,转变为牛顿型流体;在一定的含水量及温度低于85℃时,其粘度随剪切速率增大呈线性减小,表现为剪切变稀性,且温度越低,粘度受剪切速率的影响越大;在一定的温度及剪切速率下,当含水量低于16%时,其粘度随含水量增加呈指数关系增大,当超稠油的含水量高于16%时,其粘度随含水量增加而降低,因此可确定辽河超稠油发生转相的含水量为16%。
应用正交试验,分析了影响因素,如温度、剪切速率及含水量对超稠油粘度的影响,结果表明温度对超稠油粘度的影响最显著,其次为含水量,而剪切速率对超稠油粘度的影响最小。
利用MATLAB7.0人工神经网络工具箱建立了超稠油粘度预测模型,其预测值与实测值的相对误差在±3%以内,可以满足工程设计的精度要求。