[发明专利]蜡分子有效扩散系数的确定方法及计算机设备

说明书

本发明涉及含蜡原油管输和储存技术领域，尤其涉及一种蜡分子有效扩散系数的确定方法，包括S1：建立蜡分子在蜡沉积物中有效扩散系数的计算模型；S2：通过显微观测装置获取不同温度下蜡沉积物样品的多张蜡晶微观图像；S3：对每张蜡晶微观图像进行图像预处理，结合预处理后的蜡晶微观图像，采用步骤S1的计算模型计算每张蜡晶微观图像中蜡分子在蜡沉积物样品中的有效扩散系数；S4：将每张蜡晶微观图像中蜡分子在蜡沉积物样品中的有效扩散系数进行拟合，获取拟合得到蜡分子在蜡沉积物中的有效扩散系数与蜡分子在原油中扩散系数的比值随固相蜡晶颗粒浓度的变化关系。本发明的蜡分子有效扩散系数的确定方法，能够准确计算出蜡分子的有效扩散系数。

技术领域

本发明涉及含蜡原油管输和储存技术领域，尤其涉及一种蜡分子有效扩散系数的确定方法及计算机设备。

背景技术

我国所产原油大多为含蜡原油，此类油品蜡含量高，原油管输过程中壁温低于析蜡点时，管壁处将逐渐形成一层以蜡晶颗粒为骨架、液态油包覆于其中的凝胶状蜡沉积物。蜡沉积物的形成会减少管道流通面积，提高原油输送成本，甚至会堵塞管道，严重威胁管道的安全、高效运行。而蜡沉积的主要影响因素就是分子扩散。

目前蜡分子在蜡沉积物中的有效扩散系数的计算主要是Cussler经典计算公式，基于Couette蜡沉积试验装置计算不同条件下的蜡分子在蜡沉积物中的扩散系数，发现经典计算公式会导致结果不准确。因此，如何准确测定蜡分子的有效扩散性系数是目前亟需解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了解决现有技术中蜡分子扩散系数计算结果不准确的技术问题，本发明提供一种蜡分子有效扩散系数的确定方法，能够准确计算出蜡分子有效扩散系数。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种蜡分子有效扩散系数的确定方法，包括以下步骤：

S1：建立蜡分子在蜡沉积物中有效扩散系数的计算模型；

S2：通过显微观测装置获取不同温度下蜡沉积物样品的多张蜡晶微观图像；

S3：对每张所述蜡晶微观图像进行图像预处理，结合预处理后的所述蜡晶微观图像，采用步骤S1的所述计算模型计算每张所述蜡晶微观图像中蜡分子在所述蜡沉积物样品中的有效扩散系数；

S4：将每张所述蜡晶微观图像中蜡分子在所述蜡沉积物样品中的有效扩散系数进行拟合，获取拟合得到的蜡分子在蜡沉积物中的有效扩散系数与蜡分子在原油中扩散系数的比值随固相蜡晶颗粒浓度的变化关系。

进一步，具体地，在所述步骤S1中，建立蜡分子在蜡沉积物中有效扩散系数的计算模型，具体包括以下步骤：

S11：在蜡沉积物中任一处获取一微小单元，所述微小单元是由左边界线、右边界线、上边界线、下边界线围成的矩形区域，设所述矩形区域的长度为L，宽度为W，所述微小单元的中心处具有蜡晶颗粒；

S12：计算所述微小单元的蜡分子浓度值；

S13：根据所述浓度值获取所述微小单元的上边界线处的浓度值C_S，以及所述微小单元的下边界线处的浓度值C_X；

S14：根据所述上边界线处的浓度值C_S以及所述下边界线处的浓度值C_X，基于平衡状态下，获取所述微小单元的蜡分子在无所述蜡晶颗粒区域时所述蜡分子的扩散质量通量J，以及所述微小单元的蜡分子在所述蜡晶颗粒区域时所述蜡分子的扩散质量通量J*；

S15：根据在无所述蜡晶颗粒区域时所述蜡分子的扩散质量通量J以及在所述蜡晶颗粒区域时所述蜡分子的扩散质量通量J*，获取蜡分子在蜡沉积物中有效扩散系数D_e与蜡分子在原油中扩散系数D_wo的计算公式：