[发明专利]一种利用稠油组分定量表征屈服应力的方法

说明书

本发明涉及一种利用稠油组分定量表征屈服应力的方法，包括以下步骤：分离获得原始稠油中四组分，将四组分分别加入到原始稠油中得到复配稠油；分离并测定复配稠油中四组分的相对含量；测定复配稠油的流变曲线，并获得屈服应力；对所述复配稠油中四组分的相对含量、温度以及屈服应力进行多元回归，得到屈服应力组分关系；利用所述屈服应力组分关系，获得待测稠油所对应的屈服应力值。通过本发明方法，可以直接测量组分含量再计算得到屈服应力，这种间接获取屈服应力的方法，除去了相对复杂的测量流变曲线的过程；且本发明所得的经验公式中复相关系数达到0.9076，线性相关程度密切，对稠油性能表征具有良好的借鉴意义。

技术领域

本发明涉及稠油组分表征领域，具体涉及一种利用稠油组分定量表征屈服应力的方法。

背景技术

屈服应力是描述流体流变性的一个重要参数，主要是体现流体弹性强度的指标。当流体在剪切应力作用下，随着剪切应力的增加，流体从塑性变形的蠕动状态到连续变形的流动状态，从蠕动到流动所对应的剪切应力临界值称之为屈服应力。存在屈服应力的主要原因在于流体体系内部分子结构强度所决定，对于稠油胶体体系，由于蜡晶、胶质、沥青质这种大分子物质使得体系内部分子构成三维空间网状结构，这种结构的强度非常强，只有在外力作用下破坏这种三维空间网状结构时，稠油胶体体系才会发生流动，因此稠油的屈服应力通常难以表征。

另外，屈服应力除了与流体结构强度有关，与流体受力后的动力学特性也有关。因此，期望获得一种利用稠油组分定量表征屈服应力的方法，其对稠油性能表征存在重要意义。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术不足，提供一种利用稠油组分定量表征屈服应力的方法，解决现有技术中稠油的屈服应力难以进行表征的技术问题。

为达到上述技术目的，本发明的技术方案提供一种利用稠油组分定量表征屈服应力的方法：

包括以下步骤：

S1、分离获得原始稠油中四组分，将四组分分别加入到原始稠油中得到复配稠油；

S2、分离并测定复配稠油中四组分的相对含量；测定复配稠油的流变曲线，并获得屈服应力；

S3、对所述复配稠油中四组分的相对含量、温度以及屈服应力进行多元回归，得到屈服应力组分关系；

S4，利用所述屈服应力组分关系，获得待测稠油所对应的屈服应力值。

进一步地，四组分为饱和烃、芳香烃、胶质与沥青质。

进一步地，步骤S1和步骤S2中的分离均采用四组分分离法。

进一步地，四组分分离法的具体步骤包括：

(1)利用正庚烷处理原始稠油或复配稠油，分离出沥青质和可溶质；

(2)可溶质通过活性Al₂O₃的吸附色谱柱分离，用正庚烷冲洗得到饱和烃，苯冲洗得到芳香烃，苯-乙醇冲洗得到胶质。

进一步地，步骤S2中在分离后通过干燥称重获得复配稠油中四组分的相对含量。

进一步地，屈服应力组分关系包括经验公式：

lnτ＝1687.01*Sa+1687.10*Ar+1688.08*Rs+1688.79*As-0.6541*T-168698.3

其中，τ为屈服应力；Sa为饱和烃含量，％；Ar为芳香烃含量，％；Rs为胶质含量，％；As为沥青质含量，％；T为温度，℃。

进一步地，步骤S1中，制备复配稠油过程中，四组分的添加量均为原始稠油质量的2～20％。

进一步地，步骤S2中采用流变仪测量复配稠油在室温至70℃条件下的流变曲线。