根據大量學者研究成果，原油在管輸過程中所形成的管壁凝油層與原油的表面張力有一定的相關性，其直接影響凝油層的厚度。表(biao)(biao)面(mian)(mian)張(zhang)力指(zhi)液(ye)體(ti)表(biao)(biao)面(mian)(mian)各部分(fen)間相互吸引的(de)(de)力，其作用于液(ye)體(ti)表(biao)(biao)面(mian)(mian)，促(cu)使(shi)液(ye)體(ti)表(biao)(biao)面(mian)(mian)積發(fa)生縮(suo)小的(de)(de)趨勢。表(biao)(biao)面(mian)(mian)張(zhang)力的(de)(de)方向與液(ye)面(mian)(mian)相切(qie)，并(bing)與液(ye)面(mian)(mian)的(de)(de)任(ren)何兩部分(fen)分(fen)界線垂直，其大(da)小與界面(mian)(mian)液(ye)體(ti)的(de)(de)性質(zhi)和溫度有關(guan)。通過室內實驗(yan)測(ce)量并(bing)分(fen)析了隨(sui)著溫(wen)度的升高，大(da)慶原(yuan)(yuan)油和(he)添加(jia)降(jiang)凝(ning)劑的大(da)慶原(yuan)(yuan)油黏度、表面張力的變化規律，初步(bu)探究了大(da)慶原(yuan)(yuan)油在實際管輸過程中(zhong)添加(jia)納米級復合(he)降(jiang)凝(ning)劑后降(jiang)凝(ning)降(jiang)黏效果不佳(jia)的原(yuan)(yuan)因。

1、實驗

1.1實驗(yan)設備及樣品

黏度實驗儀器為HAAKE Viscotester 550型黏度計。表面張力測試儀器為芬蘭Kibron全自動表/界面張力測定儀，量程：0～200 mN/m；靈(ling)敏度：±0.1m N/m；工作溫度范圍：10～30℃。

實(shi)驗(yan)油(you)品為大慶原(yuan)油(you)、添(tian)加(jia)EVA的(de)大慶原(yuan)油(you)和(he)添(tian)加(jia)納(na)米(mi)級復合降凝劑(ji)的(de)大慶原(yuan)油(you)。其中，加(jia)劑(ji)油(you)的(de)降凝劑(ji)含(han)量為管(guan)道實(shi)際輸送工況中的(de)添(tian)加(jia)量（EVA 50μg/mL，納(na)米(mi)級復合降凝劑(ji)100μg/mL）。

1.2實驗(yan)過(guo)程

1）首先，將原油樣品置于攪拌器內(nei)通過水浴(yu)加熱到(dao)65℃并以100 r/min的速率持續攪拌，恒(heng)溫(wen)10 min，以0.5℃/min的降(jiang)溫(wen)均速降(jiang)至測試溫(wen)度。

2）表(biao)面張(zhang)(zhang)(zhang)力(li)測試：①表(biao)面張(zhang)(zhang)(zhang)力(li)儀水(shui)平調節；②凈化(hua)處理鉑金環和試樣(yang)杯；③通過(guo)質量(liang)法定標(biao)表(biao)面張(zhang)(zhang)(zhang)力(li)儀；④校核表(biao)面張(zhang)(zhang)(zhang)力(li)儀；⑤分別(bie)測試3種不同原油樣(yang)品在50、45、40、35℃下的表(biao)面張(zhang)(zhang)(zhang)力(li)。

3）黏度(du)(du)測(ce)試：通過黏度(du)(du)計測(ce)試25℃、剪(jian)切速率50 s-1下3種不同原(yuan)油(you)樣品的黏度(du)(du)。

2、結果與分析

2.1實(shi)驗結果

3種不同原油樣品(pin)的(de)表面(mian)張力測試和黏度(du)測試結果見表1。

表(biao)1 3種不同(tong)原油樣品(pin)的表(biao)面張力(li)測試和黏度測試結果(guo)

2.2結果分析

從表(biao)1可以看出，處理后添加(jia)(jia)納(na)米級復(fu)合降凝(ning)劑(ji)100μg/mL大(da)慶(qing)油樣(yang)(yang)(yang)(yang)、添加(jia)(jia)傳統(tong)EVA降凝(ning)劑(ji)50μg/mL大(da)慶(qing)油樣(yang)(yang)(yang)(yang)、大(da)慶(qing)空白(bai)油樣(yang)(yang)(yang)(yang)在25℃、50 s-1測試條件下的(de)黏(nian)度(du)是依次升高的(de)，添加(jia)(jia)納(na)米級復(fu)合降凝(ning)劑(ji)100μg/mL的(de)大(da)慶(qing)油樣(yang)(yang)(yang)(yang)品(pin)黏(nian)度(du)最(zui)低，為75 mPa·s。相同的(de)測試溫度(du)條件下，黏(nian)度(du)越大(da)的(de)油樣(yang)(yang)(yang)(yang)表(biao)面(mian)張力越大(da)。其中，空白(bai)油表(biao)面(mian)張力最(zui)大(da)，添加(jia)(jia)傳統(tong)EVA降凝(ning)劑(ji)的(de)油樣(yang)(yang)(yang)(yang)次之，添加(jia)(jia)納(na)米級復(fu)合降凝(ning)劑(ji)的(de)油樣(yang)(yang)(yang)(yang)最(zui)小。原(yuan)油油品(pin)的(de)表(biao)面(mian)張力隨(sui)著(zhu)溫度(du)的(de)降低而增大(da)。

實驗結果也驗證了溫(wen)度(du)是(shi)影響原(yuan)(yuan)油(you)表(biao)面(mian)張(zhang)力(li)(li)(li)的(de)主要因(yin)素之一(yi)。通過分(fen)子(zi)(zi)熱力(li)(li)(li)學(xue)分(fen)析，當降低原(yuan)(yuan)油(you)溫(wen)度(du)，原(yuan)(yuan)油(you)分(fen)子(zi)(zi)無規則的(de)運動減少，分(fen)子(zi)(zi)平均動能降低，分(fen)子(zi)(zi)平均運動振幅和間(jian)距減少，分(fen)子(zi)(zi)間(jian)的(de)平均引力(li)(li)(li)勢(shi)能增(zeng)加，從而表(biao)面(mian)張(zhang)力(li)(li)(li)增(zeng)大(da)；宏觀表(biao)現為原(yuan)(yuan)油(you)黏度(du)增(zeng)加。這也是(shi)同一(yi)溫(wen)度(du)下，添加納米級復合降凝劑的(de)大(da)慶油(you)樣品表(biao)面(mian)張(zhang)力(li)(li)(li)最小的(de)原(yuan)(yuan)因(yin)。

根(gen)據以(yi)上分析，初(chu)步推測添(tian)加(jia)納(na)米(mi)級復合(he)降(jiang)(jiang)(jiang)凝(ning)(ning)劑(ji)后(hou)大慶原(yuan)油降(jiang)(jiang)(jiang)凝(ning)(ning)降(jiang)(jiang)(jiang)黏(nian)(nian)效果不佳的(de)(de)(de)(de)原(yuan)因：可將含蠟原(yuan)油管(guan)(guan)輸初(chu)期(qi)在管(guan)(guan)壁(bi)(bi)處(chu)形成的(de)(de)(de)(de)凝(ning)(ning)油層和流(liu)(liu)動(dong)(dong)原(yuan)油視為不同的(de)(de)(de)(de)界面(mian)液體(ti)，隨著(zhu)管(guan)(guan)道輸送時間(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)增加(jia)，凝(ning)(ning)油層在管(guan)(guan)壁(bi)(bi)處(chu)不斷(duan)生長，導(dao)致(zhi)管(guan)(guan)徑減小(xiao)，管(guan)(guan)道內(nei)原(yuan)油流(liu)(liu)速不斷(duan)增加(jia)，凝(ning)(ning)油層和流(liu)(liu)動(dong)(dong)原(yuan)油界面(mian)處(chu)的(de)(de)(de)(de)剪切應力不斷(duan)加(jia)大，當(dang)其(qi)與原(yuan)油重(zhong)力的(de)(de)(de)(de)合(he)力大于兩者之間(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)表面(mian)張(zhang)力時，將會把部分凝(ning)(ning)油剝離下來。當(dang)大慶原(yuan)油添(tian)加(jia)納(na)米(mi)級復合(he)降(jiang)(jiang)(jiang)凝(ning)(ning)劑(ji)初(chu)期(qi)，凝(ning)(ning)油層與原(yuan)油間(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)黏(nian)(nian)度和表面(mian)張(zhang)力較小(xiao)，使得多年沉積的(de)(de)(de)(de)凝(ning)(ning)油較容易從(cong)管(guan)(guan)道內(nei)壁(bi)(bi)被(bei)剝離，而多年凝(ning)(ning)油增加(jia)了原(yuan)油中(zhong)的(de)(de)(de)(de)蠟含量，導(dao)致(zhi)納(na)米(mi)級復合(he)降(jiang)(jiang)(jiang)凝(ning)(ning)劑(ji)的(de)(de)(de)(de)降(jiang)(jiang)(jiang)凝(ning)(ning)降(jiang)(jiang)(jiang)黏(nian)(nian)效果不佳。

3、結論

1）大慶原(yuan)油表(biao)面張力隨著(zhu)溫(wen)度(du)的降(jiang)低而增加，與油品(pin)的黏度(du)有(you)相關性。

2）含蠟原(yuan)(yuan)油(you)(you)管輸過程(cheng)中(zhong)，原(yuan)(yuan)油(you)(you)表面張力越(yue)(yue)小，凝(ning)油(you)(you)層越(yue)(yue)不(bu)容(rong)易生長(chang)，加劑(ji)后凝(ning)油(you)(you)層越(yue)(yue)易從(cong)管壁剝落。這極(ji)有可能是(shi)大慶原(yuan)(yuan)油(you)(you)添(tian)加納米級復合降(jiang)凝(ning)劑(ji)初期降(jiang)凝(ning)降(jiang)黏效果(guo)不(bu)明顯的原(yuan)(yuan)因。