磁场对蜡晶在输油管壁上吸附作用的影响

文章内容：多为磁胞应用一一,引言磁场对蜡晶在输油管壁上吸附作用的影响石油走学(华东)邮蝙257062用青春用正队储竣'●_-——_.一..__._—一4原油在管道中流动时.有时会出现蜡堵现象.在油田常用化学清洗剂进行处理.而近几年来,随着磁技术的应用和推广,鹰通过强磁处理后.可以达到降粘防蜡,增注等效果.取得了巨大的经济效益.随着磁处理技术的应用,对磁效应的机理研究也得到了发展,提出了许多观点,但每种观点器有不足之处.主要是没有提出一个定量的方法.本文立足于吸附理论,研究磁场对蜡晶的作用,说明原油在输运过程中的蜡堵现象解决方法.二,理论分析原油在管道中流动时,当温度在某一范围内时,原油呈现液态烃与蜡晶的二相体系.一般地,原油中的蜡晶具有相同极性,易粘着.加磁场厅后,蜡晶带有抗磁磁矩.设管壁吸附中心.个,并简单地认为吸附层为单分子层.在稳定情况下,液相中的蜡晶与吸附相蜡晶化学势相等,从液体进入吸附相的蜡晶数目应和从吸附相进入液体中的蜡晶速率相等.当外加磁场时,平衡被打破.进入吸附相与跑出吸附相蜡晶速率不同,等到建立起新平衡时.吸附相与液相中的蜡晶数日发生变化,从而对吸附产生影响.为了推演方便.假设以下几点:1)管道中蜡晶在原油中作类似于气体分子的无规运动..2)蜡吸附在面积为的平面上.液体中蜡晶与吸附表面上蜡晶之间相互作用势能可略去.下面分液体中蜡晶和吸附面上蜡晶分别计算配分函数和化学势..液体中螬量设有个蜡晶位于体积中.内=由度贡献的配分函数为.外自由度贡献.,蜡晶体系配分函数'理在埴址:长庚石油量理局一25—;!-一龋如蜡晶之间总作用势能为().则哈密顿量帅=+而.<>=专?-扣[二日)川",,:而1[).'一ⅳ!^'式中..』.0.-.(2)口=…[一()印口…3ⅳ=(1+/+…)(3),两边取对数.:抽口州^州巾,-,:.,一,!...㈡--:一--.ⅳ』鲁-一:...一';'-:.!0.(为两蜡晶之间作用势能,啪翻桃尖南讨论芳梗酊自的::设未加痨时蜡晶芝间作用势能为为蜡晶平均半竺(0'-&;,.):∞&;,&;,.'【一10(,≤,&;∞)磁楚向辐壹僧胄掌能一'_'…,_.''蕾...'≯._,'00≯于是曼':,儿…;:..,一1∥一'"陵一_宰一,:强'..-''卑力:牛肆;鼍;一》..一26'一!皇(2霉)+:ⅳ一=一—一口+ⅳ).吸咐层中螬晶对单分子层吸附情况问鹰变为二维的.吸附层配分函数一【苎]'口.舯岫蜊期熵28'鼢瞰?为吸附层面积口一[(一/)一叭—,:+岳十蕊24所以.一丁2口++芸州^一¨^..一口+,磁场对蜡晶吸附作用的影响(8)()1.磁场与吸馓面平行"删螬'2'-,',2<><>0-))_.1..一丁…,～'一警0.<>.因为_==.0".+..(印...:_.._..商×10()..__…0':__.1'.蓦岛枷;一._.(1试中保留到硬..并两边对_寒导一执,得(注意/却--,/印)./(12)1/,1/≈0,略去,故)&;0上式说明,磁场增加吸附蜡晶数增加,把这种现象称为磁场负效应.2.磁场与吸附面垂直吸附层配分函数中有变化:==:[一∞一13,—,.2式中¨(=/4.经计算,…:一,2一—2_珊_++一)令=,并两边求导?类似上一节计=/1<>2+茄卜.说明随磁场增加,吸附的蜡晶分子数减小.四,结果与讨论如图1.管道上,两点分别对应于前面讨论的磁场垂直于吸附面和平行于吸附面情况.由前一节知/)(14)点正效应太于点负效应.对于任意一点.羽分解为平行于管壁与垂直管壁的分量,各分量产生正负效应,必存在一点巳,.在,点蜡晶没有净增减,由(14)式知,/&;,从管壁整个圆周上看,正效应大于负效应.加磁场有利于蜡晶松软冲洗.但原油中蜡晶增多了.如果能设法加辐射场(如电表中线圈所处的场)得到的将全是正效应.本文结果只是从单层吸附情况出发的,这只适用于析蜡点附近温区.在低于析蜡点以下.可能出现多层吸附情况.我们粗略地讨论之后得出类似结果.另外管壁的性质对吸附效应也有影响.从定性角度上看,如果管壁导磁性好,磁场可延到很远,对磁效应空间和时间延长有益.本文的讨论也存在不少缺点.如未计人液态烃分子对蜡晶的作用和液体中蜡晶与吸附层上蜡晶之闻的作用,它们对化学势的影响有待以后的工作.(转41页)一28一:¨一:+中国石油天然气总公司油气田开发简报一九九三年第六月八日-3型井口磁性过滤器推广应用初见成效华北油田研翩的-3型井口磁性过滤器,92年通过技术鉴定.现已在华北,大庆辽河大港.江苏,胜利等油田推广应用200多套,收到良好效果.磁性杂质平均去除率在80%以上.(晟高为87.1%),还能将水中的悬浮物再去除4%以上.此过滤器对老注水管网及新区低渗透油藏提高水质十分适用和有效.磁性过滤器在国内外都有相类似的产品.也有一定量的应用.但是存在着去除率低和排污困难两个技术难题.-3磁性过滤器,采用了独特设计的磁声祷及涸整机构.实现了磁场强度连续可调.准确有效地控制过滤和排污两种工作状态的转换.从技术上解决了上述两个难题.目前全国有注水井2万多口.除了近年新上的部分油田采用了全过程密闭和防腐涂层外,有相当部分的注水井处在老旧管网中.井口水康严重超标.即便一些低渗区块.站上采取了精细过滤,但由于老管罔的影响,井口水质仍然不台格.据分析,水中悬浮80%以上的铁磁体.可以被磁场吸附击除.因此,各油田要充分重视注水井水质,特别是水质的二次污染以免使前面所做的工作前功尽弃.华北油田研制的磁过滤器,现场应用效果良好,适用性强.希望各油田把这项技术的推广应用纳入到提高注入水质的工作中.确保注水开发油田能够注够水注好水,提高帕:体开发效果.(上接28页)致谢:磁学科研组局开学,陈长恩,采吉华老师在本文完成过程中给予了许多帮助.在此表示感谢.参考文献1.唐敢庆主墙:统计热力学导电2.储溲等:外磁场埘原油轱虞髟响,仝国磁性台议(包头市)19913.叶亚中:强薯防蜡应用试龟.油气储运.9(2)昌～15.1蜉04蘩长青等:长输瞥遘中原

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