原油低溫流動性改進的多維探索與實踐一、引言1.1研究背景原油作為全球最重要的能源資源之一，在國民經(jīng)濟發(fā)展中占據(jù)著舉足輕重的地位。從勘探開采，到集輸、儲存以及煉制加工，原油的整個產(chǎn)業(yè)鏈對全球能源供應和經(jīng)濟運行都有著深遠影響。而原油的低溫流動性，在這一漫長且復雜的產(chǎn)業(yè)鏈中，扮演著至關(guān)重要的角色，是保障原油高效、安全運輸和儲存的關(guān)鍵因素。在原油的開采環(huán)節(jié)，若原油低溫流動性不佳，會使得原油在油藏中流動受阻，難以順利被開采出來，從而降低開采效率，增加開采成本。在集輸階段，低溫環(huán)境下流動性差的原油容易在管道中黏附、沉積，甚至造成管道堵塞，嚴重影響原油的輸送效率和安全性。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，在一些寒冷地區(qū)的輸油管道，因原油低溫流動性問題導致的管道堵塞事故每年都會發(fā)生數(shù)起，每次事故不僅會造成原油輸送中斷，還需要耗費大量的人力、物力和時間進行疏通和修復，經(jīng)濟損失巨大。在儲存過程中，流動性差的原油也不利于在儲罐內(nèi)的轉(zhuǎn)移和調(diào)配，給倉儲管理帶來諸多不便。當前，原油低溫流動性面臨著諸多嚴峻挑戰(zhàn)。隨著全球石油勘探開發(fā)向更深、更冷的區(qū)域拓展，如北極地區(qū)、深海等，所開采出的原油面臨的低溫環(huán)境更為苛刻。這些地區(qū)的常年低溫使得原油更容易失去流動性，給原油的后續(xù)處理帶來極大困難。從原油自身性質(zhì)來看，我國所產(chǎn)原油大多為高含蠟原油，蠟含量較高。當溫度降低時，蠟會逐漸從原油中析出，形成蠟晶，這些蠟晶相互連接，構(gòu)建起復雜的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，將原油中的輕質(zhì)組分包裹其中，導致原油的黏度急劇增加，流動性大幅下降。此外，在原油的運輸過程中，尤其是長距離管道運輸，原油會不斷散熱降溫，當溫度降至一定程度后，其流動性就會受到嚴重影響。特別是在冬季，氣溫較低，這種影響更為顯著，使得原油低溫流動性問題更加突出。1.2研究目的和意義本研究旨在深入探索有效改進原油低溫流動性的方法，從多維度剖析影響原油低溫流動性的關(guān)鍵因素，并通過創(chuàng)新性的實驗和理論分析，開發(fā)出高效、環(huán)保且經(jīng)濟可行的改進技術(shù)與方案。這不僅有助于加深對原油低溫流動特性的理解，也能為原油的安全、高效運輸和儲存提供有力的理論支持與技術(shù)保障。在石油運輸方面，原油低溫流動性的改進具有重大意義。目前，全球大量的原油依靠管道進行長距離運輸。若能有效改善原油低溫流動性，可顯著降低原油在管道中的輸送阻力，減少因原油黏滯導致的能量損耗。這意味著在原油輸送過程中，能夠降低泵站的能耗，減少設(shè)備的磨損和維護成本。舉例來說，在某條長距離輸油管道上，通過添加合適的降凝劑改善原油低溫流動性后，泵站的運行功率降低了[X]%，每年節(jié)省的電費和設(shè)備維護費用高達數(shù)百萬美元。良好的低溫流動性還能降低管道堵塞的風險，避免因管道堵塞造成的原油泄漏等安全事故和經(jīng)濟損失，保障原油運輸?shù)倪B續(xù)性和穩(wěn)定性，對維護能源供應的安全至關(guān)重要。從石油生產(chǎn)角度來看，改進原油低溫流動性同樣至關(guān)重要。在原油開采過程中，高含蠟原油在低溫地層條件下流動性差，會影響原油從油藏向井底的滲流，導致開采效率低下。通過改進低溫流動性，可使原油更順暢地流入井底，提高單井產(chǎn)量，降低開采成本。在原油的集輸環(huán)節(jié)，若能改善原油在低溫下的流動性，可減少對加熱設(shè)備的依賴，實現(xiàn)原油的常溫輸送，這不僅能節(jié)約大量的燃料消耗，還能簡化集輸流程，提高生產(chǎn)效率。在一些寒冷地區(qū)的油田，采用了新型的原油低溫流動性改進技術(shù)后，實現(xiàn)了冬季原油的常溫輸送，每年節(jié)約的燃料費用可觀，同時減少了因加熱設(shè)備運行帶來的環(huán)境污染。1.3國內(nèi)外研究現(xiàn)狀原油低溫流動性改進一直是石油領(lǐng)域的研究熱點，國內(nèi)外學者從多個角度開展了廣泛且深入的研究，在理論分析、實驗研究以及實際應用等方面均取得了豐碩成果。在理論研究層面，國外學者較早開始關(guān)注原油低溫流動行為。上世紀中葉，[國外學者1]通過研究原油中蠟晶的生長和聚集機理，提出了蠟晶生長動力學模型，初步揭示了溫度對蠟晶析出和原油流動性的影響機制。隨著研究的深入，[國外學者2]運用分子動力學模擬方法，從微觀角度分析了原油分子與添加劑分子之間的相互作用，為降凝劑的分子設(shè)計提供了理論基礎(chǔ)。國內(nèi)學者在借鑒國外研究成果的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國原油的特點，開展了一系列針對性研究。[國內(nèi)學者1]對高含蠟原油的流變性進行了系統(tǒng)研究，建立了考慮蠟晶結(jié)構(gòu)和原油組成的流變模型，該模型能更準確地描述高含蠟原油在低溫下的流變特性，為原油低溫流動性的預測和調(diào)控提供了有力工具。在實驗研究方面，國內(nèi)外學者圍繞原油低溫流動性改進開展了大量工作。國外在新型添加劑研發(fā)上投入較多，[國外學者3]研發(fā)出一種新型的納米復合材料降凝劑，實驗結(jié)果表明，該降凝劑能有效降低原油的凝點和黏度，顯著改善原油的低溫流動性，且具有良好的穩(wěn)定性和長效性。國內(nèi)學者則在降凝劑的復配和協(xié)同作用研究上取得了重要進展。[國內(nèi)學者2]通過實驗發(fā)現(xiàn)，將不同類型的降凝劑進行復配，利用它們之間的協(xié)同效應，能進一步提高降凝效果。例如，將乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA）與丙烯酸酯類降凝劑復配，在特定比例下，可使原油的凝點降低幅度比單一降凝劑提高[X]%。在原油的物理改性實驗方面，[國內(nèi)學者3]研究了超聲波處理對原油低溫流動性的影響，發(fā)現(xiàn)適當?shù)某暡ㄌ幚砜梢云茐脑椭械南灳ЬW(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，降低原油的黏度，增強其流動性。在實際應用領(lǐng)域，國外已將一些先進的原油低溫流動性改進技術(shù)應用于長距離輸油管道。如在加拿大的某條輸油管道上，采用了智能溫控與降凝劑聯(lián)合使用的技術(shù)，根據(jù)管道沿線的溫度變化自動調(diào)整降凝劑的注入量和原油的加熱溫度，有效保障了原油在低溫環(huán)境下的穩(wěn)定輸送，降低了輸送成本。國內(nèi)在原油低溫流動性改進技術(shù)的工業(yè)化應用方面也取得了顯著成效。在長慶油田，通過優(yōu)化降凝劑的配方和注入工藝，實現(xiàn)了原油在冬季的常溫輸送，每年節(jié)約了大量的加熱燃料費用，同時減少了管道維護成本。盡管國內(nèi)外在原油低溫流動性改進研究方面取得了眾多成果，但仍存在一些不足之處。在降凝劑研發(fā)方面，現(xiàn)有降凝劑對某些特殊原油的適應性有限，尤其是對于含蠟量極高、組成復雜的原油，降凝效果難以滿足實際需求。在作用機理研究上，雖然已取得一定進展，但對于添加劑與原油中各組分之間的復雜相互作用，以及在不同工況下的作用機制，尚未完全明晰。在實際應用中，如何實現(xiàn)原油低溫流動性改進技術(shù)的智能化、精準化控制，以進一步提高能源利用效率和降低成本，仍是亟待解決的問題。二、原油低溫流動性的理論基礎(chǔ)2.1原油的組成與特性原油是一種極為復雜的混合物，其主要成分涵蓋碳氫化合物，包括烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴等，同時還含有少量的非烴類化合物，如硫化物、氮化物、氧化物以及微量的金屬元素等。這些成分的含量和結(jié)構(gòu)差異，賦予了原油獨特的物理和化學性質(zhì)，對其低溫流動性產(chǎn)生著關(guān)鍵影響。烷烴作為原油的重要組成部分，對原油低溫流動性有著顯著作用。正構(gòu)烷烴的碳鏈呈直鏈狀結(jié)構(gòu)，其凝固點隨碳鏈長度的增加而升高。當碳鏈較短時，在低溫環(huán)境下，分子間的作用力相對較弱，原油仍能保持較好的流動性。而隨著碳鏈變長，分子間的范德華力增強，在低溫下分子更容易排列整齊，形成結(jié)晶結(jié)構(gòu)，導致原油的流動性下降。例如，正十六烷（C16H34）在常溫下為液體，但當溫度降至18.2℃時就會凝固，失去流動性。異構(gòu)烷烴由于其分子結(jié)構(gòu)中存在支鏈，使得分子間的排列不如正構(gòu)烷烴緊密，分子間作用力相對較弱，因此其凝固點比相應的正構(gòu)烷烴低，在低溫下能更好地保持原油的流動性。例如，2-甲基戊烷這種異構(gòu)烷烴，其凝固點就遠低于相同碳原子數(shù)的正己烷，在較低溫度下仍能維持液態(tài)，有助于改善原油整體的低溫流動性能。環(huán)烷烴具有環(huán)狀結(jié)構(gòu)，其分子間的相互作用介于烷烴和芳香烴之間。環(huán)烷烴的存在可以在一定程度上改善原油的低溫流動性。這是因為其環(huán)狀結(jié)構(gòu)限制了分子的自由旋轉(zhuǎn)和排列，使得分子間難以形成緊密的結(jié)晶結(jié)構(gòu)。與相同碳原子數(shù)的烷烴相比，環(huán)烷烴的凝固點較低。在低溫環(huán)境下，環(huán)烷烴能阻礙蠟晶的生長和聚集，保持原油中各組分的相對分散狀態(tài)，從而降低原油的黏度，增強其流動性。例如，環(huán)己烷在低溫下能較好地溶解其他原油組分，減少蠟晶的析出和聚集，對維持原油的流動性起到積極作用。芳香烴具有高度不飽和的環(huán)狀結(jié)構(gòu)，其π電子云分布使其具有獨特的物理化學性質(zhì)。芳香烴對原油低溫流動性的影響較為復雜，一方面，它能溶解蠟晶和其他高分子化合物，降低它們在原油中的聚集程度，起到改善流動性的作用；另一方面，某些多環(huán)芳香烴在低溫下可能會與其他組分發(fā)生相互作用，形成絡(luò)合物，反而增加原油的黏度，降低流動性。例如，苯等單環(huán)芳香烴能夠有效溶解原油中的蠟質(zhì)，抑制蠟晶的生長，改善原油的低溫流動性。而萘、蒽等多環(huán)芳香烴，由于其分子間的π-π堆積作用較強，在低溫下容易與瀝青質(zhì)等大分子形成復雜的結(jié)構(gòu)，增加原油的黏度，對流動性產(chǎn)生不利影響。非烴類化合物在原油中含量雖少，但對低溫流動性的影響不容忽視。硫化物會降低原油的氧化安定性，導致原油在儲存和運輸過程中發(fā)生氧化反應，生成膠質(zhì)和瀝青質(zhì)等大分子物質(zhì)，這些物質(zhì)會增加原油的黏度，降低其低溫流動性。氮化物中的堿性氮化合物能與原油中的酸性物質(zhì)發(fā)生反應，改變原油的化學組成和結(jié)構(gòu)，進而影響其流動性。氧化物則可能參與原油中的氧化聚合反應，使原油的性質(zhì)發(fā)生變化，對低溫流動性產(chǎn)生負面影響。膠質(zhì)和瀝青質(zhì)是原油中的高分子量物質(zhì)，它們具有復雜的結(jié)構(gòu)和較強的極性。適量的膠質(zhì)和瀝青質(zhì)能夠分散在原油中，通過其表面的極性基團與蠟晶等相互作用，阻礙蠟晶的生長和聚集，起到降凝和改善流動性的作用。但當膠質(zhì)和瀝青質(zhì)含量過高時，它們會形成相互連接的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，增加原油的黏度，使流動性變差。此外，原油中的蠟含量是影響其低溫流動性的關(guān)鍵因素之一。我國原油的主要特點之一就是含蠟量高，如大慶、沈北、華北、中原等油田的原油蠟含量都大于14%，其中大慶、沈北原油含蠟量分別高達25%-26%和47.1%。蠟的主要成分是長鏈正構(gòu)烷烴，其熔點一般在37-95°C之間。當溫度降低時，蠟會從原油中逐漸結(jié)晶析出，形成蠟晶。隨著溫度的進一步下降，蠟晶不斷生長并相互連接，構(gòu)建起三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，將原油中的輕質(zhì)組分包裹其中，導致原油的黏度急劇增加，流動性大幅下降。例如，在某含蠟原油的降溫實驗中，當溫度降至析蠟點以下時，蠟晶開始析出，原油的黏度迅速上升，當溫度降低到一定程度后，原油幾乎失去流動性，變成半固態(tài)。2.2原油低溫流動性的影響因素2.2.1溫度溫度對原油低溫流動性有著最為直接且關(guān)鍵的影響。原油本質(zhì)上是由多種烴類以及少量非烴類化合物構(gòu)成的復雜混合物，其內(nèi)部各分子間存在著范德華力等相互作用。溫度作為影響分子熱運動的重要因素，對原油的粘度和流動性起著決定性作用。當溫度較高時，原油分子獲得足夠的能量，熱運動較為劇烈，分子間的相互作用力相對較弱，分子能夠較為自由地移動和排列，使得原油的粘度較低，流動性良好。此時，原油在管道或容器中能夠順暢流動，輸送和儲存過程相對容易進行。隨著溫度逐漸降低，原油分子的熱運動能量逐漸減少，分子的活動范圍和速度受到限制。分子間的相互作用力逐漸增強，分子開始有序排列，導致原油的粘度逐漸增大，流動性變差。當溫度降至某一特定值時，原油中的蠟質(zhì)成分開始結(jié)晶析出。蠟晶的形成是一個逐漸聚集和生長的過程，隨著溫度的進一步下降，蠟晶不斷長大并相互連接，最終形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。這種蠟晶網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)將原油中的輕質(zhì)組分包裹其中，使得原油的內(nèi)部結(jié)構(gòu)變得更加緊密和復雜，進一步增加了原油的流動阻力，嚴重降低了其流動性。在寒冷地區(qū)的冬季，當輸油管道中的原油溫度降低到一定程度后，蠟晶大量析出并相互連接，原油的粘度急劇上升，甚至會導致管道堵塞，影響原油的正常輸送。此外，溫度對原油流動性的影響還體現(xiàn)在其對原油流變性的改變上。在高溫下，原油通常表現(xiàn)為牛頓流體，其粘度不隨剪切速率的變化而改變，流動特性較為簡單。而當溫度降低到一定程度后，原油中的蠟晶析出，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，此時原油可能會表現(xiàn)出非牛頓流體的特性，粘度會隨剪切速率的變化而改變。在低溫下，隨著剪切速率的增加，原油的粘度可能會先降低，然后趨于穩(wěn)定，這種復雜的流變性進一步增加了原油在低溫下輸送和儲存的難度。因此，在原油的生產(chǎn)、運輸和儲存過程中，必須充分考慮溫度對其流動性的影響，采取相應的措施來維持原油的良好流動性。2.2.2蠟含量蠟含量是影響原油低溫流動性的核心因素之一，與原油的凝固點密切相關(guān)。原油中的蠟主要由長鏈正構(gòu)烷烴組成，其碳原子數(shù)通常在16以上，熔點一般處于37-95°C之間。當原油溫度降低時，蠟會逐漸從原油中結(jié)晶析出，開始形成細小的蠟晶核。隨著溫度持續(xù)下降，這些蠟晶核不斷吸收周圍的蠟分子，逐漸生長成為較大的蠟晶體。蠟晶的生長和聚集過程對原油的流動性產(chǎn)生著顯著的阻礙作用。隨著蠟含量的增加，原油中能夠結(jié)晶析出的蠟量增多，在低溫下更容易形成密集的蠟晶網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。當蠟晶相互連接形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)后，會將原油中的輕質(zhì)油組分包裹其中，使得原油的內(nèi)部結(jié)構(gòu)變得極為復雜。這種復雜的結(jié)構(gòu)極大地增加了原油的流動阻力，導致原油的粘度急劇上升，流動性大幅下降。研究表明，當原油的蠟含量從5%增加到15%時，在相同的低溫條件下，原油的粘度可能會增加數(shù)倍甚至數(shù)十倍。高蠟含量還會導致原油的凝固點顯著升高。因為蠟晶的大量存在使得原油在較高溫度下就開始失去流動性，逐漸凝固。我國大慶原油的蠟含量高達25%-26%，其凝固點也相對較高，在低溫環(huán)境下，流動性較差，給原油的開采、運輸和儲存帶來了諸多困難。此外，蠟晶的形態(tài)和尺寸分布也會對原油流動性產(chǎn)生影響。在快速降溫過程中，蠟晶往往來不及充分生長，形成的蠟晶尺寸較小且數(shù)量較多，這些小尺寸的蠟晶更容易相互聚集，形成緊密的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，對原油流動性的阻礙作用更強。而在緩慢降溫條件下，蠟晶有足夠的時間生長，形成的蠟晶尺寸較大，但數(shù)量相對較少，其對原油流動性的影響相對較小。因此，控制原油的蠟含量以及蠟晶的生長過程，對于改善原油的低溫流動性至關(guān)重要。2.2.3其他成分（膠質(zhì)、瀝青質(zhì)等）除了溫度和蠟含量外，原油中的膠質(zhì)、瀝青質(zhì)等其他成分對其低溫性能也有著不容忽視的影響，它們通過復雜的作用機制改變著原油的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，進而影響原油的低溫流動性。膠質(zhì)是一種具有粘性的半固體物質(zhì)，其分子結(jié)構(gòu)中含有較多的極性基團。在原油中，膠質(zhì)能夠通過其極性基團與蠟晶表面的分子相互作用，吸附在蠟晶表面。這種吸附作用可以阻止蠟晶的進一步生長和聚集，使蠟晶在原油中保持相對分散的狀態(tài)。適量的膠質(zhì)能夠在一定程度上降低原油的凝固點，改善其低溫流動性。當原油中膠質(zhì)含量較低時，蠟晶更容易相互連接形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，導致原油流動性變差；而當膠質(zhì)含量適當增加時，能夠有效抑制蠟晶的聚集，維持原油的流動性。在某些原油中，當膠質(zhì)含量從5%增加到10%時，原油的凝點可降低5-10°C，流動性得到明顯改善。瀝青質(zhì)是一種暗褐色或黑色的脆性固體物質(zhì)，其分子結(jié)構(gòu)更為復雜，具有高度的芳香性和較大的分子量。瀝青質(zhì)在原油中通常以膠體的形式存在，它對原油低溫性能的影響較為復雜。一方面，瀝青質(zhì)可以通過與蠟晶和膠質(zhì)相互作用，參與形成穩(wěn)定的膠體體系，增強原油的穩(wěn)定性，在一定程度上改善原油的低溫流動性。瀝青質(zhì)的存在可以增加原油中分散相的穩(wěn)定性，防止蠟晶的聚集和沉淀。另一方面，當瀝青質(zhì)含量過高時，會導致原油的粘度大幅增加。這是因為過多的瀝青質(zhì)會形成相互連接的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，增加原油內(nèi)部的結(jié)構(gòu)強度，使得原油的流動阻力顯著增大。在一些重質(zhì)原油中，由于瀝青質(zhì)含量較高，即使在常溫下，原油的粘度也較大，在低溫下流動性更是急劇下降，給原油的加工和運輸帶來極大困難。此外，原油中的其他微量成分，如硫化物、氮化物等，也會對其低溫性能產(chǎn)生一定影響。硫化物可能會與原油中的其他成分發(fā)生化學反應，改變原油的化學組成和結(jié)構(gòu)，從而影響其流動性。某些硫化物在低溫下可能會促進蠟晶的生長和聚集，降低原油的低溫流動性。氮化物中的堿性氮化合物能夠與原油中的酸性物質(zhì)反應，影響原油的酸堿性和化學平衡，進而對原油的低溫性能產(chǎn)生間接影響。2.3原油低溫流動性的評價指標準確評價原油的低溫流動性對于原油的開采、運輸和儲存至關(guān)重要。常用的評價指標包括粘度、凝點、屈服值等，這些指標從不同角度反映了原油在低溫條件下的流動特性，其測試方法和意義各有不同。粘度是衡量原油內(nèi)部流動阻力的重要指標，它直接反映了原油流動的難易程度。在低溫環(huán)境下，原油粘度的變化對其流動性影響顯著。當粘度增大時，原油的流動阻力增加，流動性變差，輸送過程中需要消耗更多的能量。對于牛頓流體，粘度不隨剪切速率變化而變化，可通過簡單的公式計算。但原油在低溫下往往表現(xiàn)出非牛頓流體特性，其粘度會隨剪切速率的改變而變化。常用的粘度測試方法有毛細管粘度計法、旋轉(zhuǎn)粘度計法和落球粘度計法等。毛細管粘度計法是基于泊肅葉定律，通過測量原油在毛細管中流動時的壓力降和流量來計算粘度，該方法精度較高，適用于低粘度原油的測量。旋轉(zhuǎn)粘度計法則是利用電機帶動轉(zhuǎn)子在原油中旋轉(zhuǎn)，通過測量轉(zhuǎn)子所受到的扭矩來計算粘度，它能較好地模擬原油在實際流動過程中的剪切情況，適用于不同粘度范圍的原油測量。落球粘度計法是根據(jù)小球在原油中下落的速度來計算粘度，操作相對簡單，但精度有限，常用于對粘度要求不高的場合。凝點是指在規(guī)定條件下，原油冷卻至液面停止移動時的最高溫度。它是衡量原油低溫流動性的關(guān)鍵指標之一，與原油的蠟含量、蠟晶結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。當溫度降至凝點以下時，原油中的蠟晶大量析出并相互連接，形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，導致原油失去流動性。凝點的測試方法通常遵循GB/T510標準。將試樣裝入規(guī)定試管，冷卻至預期溫度后，將試管傾斜45°靜置1分鐘，觀察液面是否移動，以液面不移動時的最高溫度作為凝點。對于高含蠟原油，由于蠟晶的影響，凝點的測定結(jié)果可能會受到樣品預處理、冷卻速度等因素的影響。準確測定凝點對于原油的儲存和運輸具有重要指導意義。在寒冷地區(qū)，若原油凝點較高，在低溫環(huán)境下容易凝固，可能導致管道堵塞、儲罐無法正常排空等問題。通過測定凝點，可提前采取加熱、添加降凝劑等措施，確保原油在低溫下的正常輸送和儲存。屈服值是指原油開始發(fā)生塑性變形時所需的最小剪切應力。當原油受到的剪切應力小于屈服值時，原油表現(xiàn)為彈性體，不發(fā)生流動；只有當剪切應力超過屈服值后，原油才會開始流動。屈服值的大小反映了原油內(nèi)部結(jié)構(gòu)的強度和穩(wěn)定性。在低溫下，隨著蠟晶的析出和聚集，原油內(nèi)部形成的蠟晶網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)增強，屈服值增大，原油的流動性變差。測定屈服值常用的方法有應力控制流變儀法和旋轉(zhuǎn)粘度計法。應力控制流變儀可以精確控制施加的剪切應力，測量原油開始流動時的屈服值。旋轉(zhuǎn)粘度計則通過逐漸增加轉(zhuǎn)速，測量原油開始流動時的扭矩，進而計算出屈服值。屈服值對于評估原油在管道中的啟動壓力和流動穩(wěn)定性具有重要意義。在輸油管道啟動時，需要克服原油的屈服值才能使原油開始流動。若屈服值過高，可能需要更大的啟動壓力，增加設(shè)備的負荷和能耗。了解屈服值有助于優(yōu)化管道輸送工藝，確保原油在管道中的穩(wěn)定流動。三、原油低溫流動性改進的傳統(tǒng)方法3.1加熱法加熱法是一種歷史悠久且應用廣泛的改進原油低溫流動性的方法，其原理基于原油的物理特性。原油由多種烴類和少量非烴類化合物組成，溫度對其分子運動和內(nèi)部結(jié)構(gòu)有著顯著影響。當原油被加熱時，分子獲得更多的能量，熱運動加劇，分子間的相互作用力減弱。這使得原油中的蠟晶能夠吸收熱量，逐漸融化，原本因蠟晶析出而形成的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)被破壞。蠟晶的融化和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的破壞，使得原油的粘度大幅降低，流動性得到明顯改善。在實際應用中，加熱法的操作方式多種多樣。對于長距離輸油管道，常采用在管道沿線設(shè)置加熱站的方式。以某條長達500公里的輸油管道為例，每隔一定距離（如50公里）就會設(shè)置一個加熱站。這些加熱站通常配備有加熱爐，通過燃燒燃料（如天然氣、柴油等）產(chǎn)生熱量，將熱量傳遞給管道中的原油。加熱爐的功率根據(jù)管道的輸油量和原油的特性進行合理配置，以確保原油在經(jīng)過加熱站后能夠達到合適的輸送溫度。在加熱站內(nèi)，原油先進入換熱器，與加熱介質(zhì)（如熱水、導熱油等）進行熱交換，從而實現(xiàn)升溫。經(jīng)過加熱后的原油繼續(xù)在管道中流動，在流動過程中，雖然會有一定的熱量散失，但由于加熱站的間隔設(shè)置，能夠保證原油在整個輸送過程中始終保持較好的流動性。對于儲油罐中的原油，常用的加熱方式有蒸汽加熱和電加熱。蒸汽加熱是利用蒸汽的潛熱來加熱原油。在儲油罐內(nèi)部或外部安裝有蒸汽盤管，蒸汽通過盤管時，將熱量傳遞給原油。蒸汽的壓力和流量可根據(jù)儲油罐的大小和原油的加熱需求進行調(diào)節(jié)。電加熱則是通過在儲油罐中安裝電加熱器來實現(xiàn)。電加熱器的類型有多種，如電阻式加熱器、電磁感應加熱器等。電阻式加熱器通過電流通過電阻絲產(chǎn)生熱量，將熱量傳遞給原油；電磁感應加熱器則利用電磁感應原理，使原油內(nèi)部產(chǎn)生感應電流，從而產(chǎn)生熱量。電加熱具有加熱速度快、溫度控制精確等優(yōu)點，但能耗相對較高。加熱法具有一些明顯的優(yōu)點。它能夠快速有效地提高原油的溫度，降低原油的粘度，顯著改善原油的流動性，從而保障原油在低溫環(huán)境下能夠順利輸送和儲存。在寒冷地區(qū)的冬季，當環(huán)境溫度極低時，通過加熱法可以使原油保持在合適的溫度范圍內(nèi)，避免原油凝固導致管道堵塞等問題。加熱法的技術(shù)相對成熟，設(shè)備和操作相對簡單，易于實施和維護。在許多油田和輸油企業(yè)中，加熱法已經(jīng)應用多年，積累了豐富的經(jīng)驗，相關(guān)操作人員對設(shè)備的操作和維護也較為熟悉。然而，加熱法也存在一些不容忽視的缺點。加熱法需要消耗大量的能源，無論是燃料燃燒產(chǎn)生的熱能還是電加熱消耗的電能，都會導致能源成本的大幅增加。隨著能源價格的不斷上漲，這一成本問題日益突出。以某大型油田為例，每年用于原油加熱的能源費用高達數(shù)千萬元。加熱過程中會產(chǎn)生大量的廢氣、廢水等污染物，對環(huán)境造成一定的影響。燃燒燃料產(chǎn)生的廢氣中含有二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等污染物，這些污染物會加劇溫室效應、酸雨等環(huán)境問題。加熱設(shè)備的投資和維護成本較高。建設(shè)加熱站、安裝加熱設(shè)備需要投入大量的資金，而且這些設(shè)備在運行過程中需要定期維護和檢修，也會產(chǎn)生一定的費用。在一些老舊的輸油管道中，由于加熱設(shè)備老化，維護成本不斷增加，給企業(yè)帶來了較大的經(jīng)濟負擔。3.2稀釋法稀釋法是改進原油低溫流動性的常用手段之一，其原理基于相似相溶原理。通過向原油中加入合適的稀釋劑，利用稀釋劑與原油中各組分良好的互溶性，降低原油的整體粘度，改善其流動性。在實際應用中，常用的稀釋劑種類豐富多樣，不同的稀釋劑具有各自獨特的性質(zhì)，對原油低溫流動性的改善效果也存在差異。輕質(zhì)油是一類常用的稀釋劑，如凝析油、柴油等。凝析油是從凝析氣田或油田伴生氣中分離出來的輕質(zhì)油，其主要成分是C5-C11的烴類混合物。凝析油具有較低的粘度和凝固點，能夠有效地降低原油的粘度，提高其低溫流動性。在某油田的實際應用中，向凝固點較高的原油中加入一定比例的凝析油后，原油的粘度降低了[X]%，在低溫下能夠順利流動，解決了原油在冬季輸送困難的問題。柴油也是一種常見的稀釋劑，它由不同的碳氫化合物混合組成，主要成分是含9-20個碳原子的鏈烷、環(huán)烷或芳烴。柴油的餾程范圍適中，具有較好的稀釋性能。在實驗室研究中，將柴油與高粘度原油按一定比例混合，發(fā)現(xiàn)隨著柴油添加量的增加，原油的粘度逐漸降低，凝點也有所下降。當柴油添加量達到[X]%時，原油的凝析油在[具體低溫]下的流動性得到顯著改善。混苯也是一種有效的原油稀釋劑，它主要由苯、甲苯、二甲苯等芳烴組成。混苯對原油中的膠質(zhì)、瀝青質(zhì)等大分子物質(zhì)具有良好的溶解能力，能夠破壞原油中因這些大分子物質(zhì)相互作用而形成的復雜結(jié)構(gòu)，從而降低原油的粘度。在某煉油廠的原油預處理過程中，使用混苯作為稀釋劑，有效地降低了原油的粘度，提高了原油在管道中的輸送效率。實驗研究表明，混苯與原油的最佳混合比例與原油的性質(zhì)密切相關(guān)。對于含膠質(zhì)、瀝青質(zhì)較多的原油，需要適當增加混苯的添加量，以達到更好的稀釋效果。一般來說，混苯的添加量在[X]%-[X]%之間時，能夠較好地改善原油的低溫流動性。稀釋法對原油性質(zhì)會產(chǎn)生一定的影響。稀釋劑的加入會改變原油的組成和分子間相互作用，從而影響原油的密度、粘度、凝點等性質(zhì)。隨著稀釋劑的加入，原油的密度通常會降低，這是因為稀釋劑的密度一般低于原油。稀釋劑的加入還會使原油的粘度降低，這是稀釋法改善原油低溫流動性的主要作用體現(xiàn)。稀釋劑對原油凝點的影響較為復雜，一方面，稀釋劑的加入會降低原油中蠟質(zhì)等大分子物質(zhì)的相對濃度，抑制蠟晶的生長和聚集，從而降低原油的凝點；另一方面，某些稀釋劑可能會與原油中的蠟質(zhì)發(fā)生相互作用，影響蠟晶的形態(tài)和結(jié)構(gòu)，進而對凝點產(chǎn)生影響。從成本角度來看，稀釋法的成本主要包括稀釋劑的采購成本、運輸成本以及添加過程中的操作成本等。不同稀釋劑的價格差異較大，輕質(zhì)油的價格相對較高，如凝析油的價格受市場供需關(guān)系和原油價格波動影響較大，一般在[X]元/噸-[X]元/噸之間。柴油的價格相對較為穩(wěn)定，市場價格一般在[X]元/噸左右?；毂降膬r格則根據(jù)其組成和純度有所不同，工業(yè)級混苯的價格一般在[X]元/噸-[X]元/噸之間。在實際應用中，需要根據(jù)原油的性質(zhì)、輸送要求以及成本預算等因素，綜合選擇合適的稀釋劑和添加比例，以在保證原油低溫流動性的前提下，盡可能降低成本。在一些原油產(chǎn)量較大的油田，由于對稀釋劑的需求量大，通過與供應商簽訂長期合同等方式，可以降低稀釋劑的采購成本。在稀釋劑的運輸過程中，合理規(guī)劃運輸路線，選擇合適的運輸方式（如管道運輸、油罐車運輸?shù)龋?，也可以降低運輸成本。3.3機械攪拌法機械攪拌法是一種通過外部機械力作用來改善原油低溫流動性的方法，其作用原理基于機械力對原油內(nèi)部結(jié)構(gòu)的影響。當對原油進行機械攪拌時，攪拌設(shè)備（如攪拌器、攪拌槳等）高速旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生強大的剪切力和湍動作用。這種剪切力能夠直接作用于原油中的蠟晶結(jié)構(gòu)，使原本相互連接、聚集形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的蠟晶被打散。蠟晶網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的破壞，使得原油內(nèi)部的束縛力減小，輕質(zhì)組分得以更自由地流動，從而降低了原油的粘度，改善了其低溫流動性。攪拌過程中產(chǎn)生的湍動還能促進原油各組分的均勻混合，使溫度分布更加均勻，進一步減少因局部溫度過低導致蠟晶大量析出和聚集的情況。在工業(yè)生產(chǎn)中，機械攪拌法有著廣泛的應用。在原油的儲存環(huán)節(jié)，對于大型儲油罐中的原油，為了防止蠟晶在罐底沉積和原油分層，常采用機械攪拌裝置。某大型原油儲存基地，其儲油罐的容量達10萬立方米，內(nèi)部安裝了大功率的攪拌器。在冬季低溫時期，通過定期啟動攪拌器，以[X]轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速對原油進行攪拌，使原油中的蠟晶保持分散狀態(tài)，避免了蠟晶在罐底大量堆積形成硬塊，確保了原油能夠順利從儲罐中抽出進行輸送。經(jīng)檢測，在未攪拌時，罐底原油的粘度高達[X]mPa?s，而經(jīng)過攪拌后，罐底原油的粘度降低至[X]mPa?s，流動性得到明顯改善。在原油的輸送過程中，機械攪拌法也能發(fā)揮重要作用。在一些長距離輸油管道的泵站中，會設(shè)置攪拌設(shè)備。當原油經(jīng)過泵站時，攪拌設(shè)備對原油進行攪拌，破壞原油在輸送過程中逐漸形成的蠟晶結(jié)構(gòu)，降低原油的粘度，減少管道輸送阻力。在某條長距離輸油管道上，由于原油含蠟量較高，在冬季低溫時輸送困難，經(jīng)常出現(xiàn)管道堵塞的情況。在泵站中安裝攪拌設(shè)備后，對原油進行攪拌處理，使原油的輸送壓力降低了[X]MPa，輸送量提高了[X]%，有效保障了原油的穩(wěn)定輸送。然而，機械攪拌法在實際應用中也存在一些局限性。機械攪拌需要消耗大量的能源來驅(qū)動攪拌設(shè)備運行，增加了生產(chǎn)成本。在大型儲油罐或長距離輸油管道中，攪拌設(shè)備的功率較大，長時間運行會導致能耗大幅增加。攪拌設(shè)備的維護成本較高。由于攪拌設(shè)備長期處于原油環(huán)境中，受到原油的腐蝕和機械磨損，需要定期進行維護和更換零部件，這也增加了運營成本。在一些情況下，過度攪拌可能會對原油的性質(zhì)產(chǎn)生負面影響。過度攪拌可能會導致原油中的某些成分發(fā)生氧化或分解反應，影響原油的質(zhì)量。四、化學添加劑改進原油低溫流動性4.1降凝劑4.1.1降凝劑的種類和作用機理降凝劑作為改進原油低溫流動性的重要化學添加劑，在原油的開采、運輸和儲存過程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。隨著石油工業(yè)的發(fā)展，降凝劑的種類不斷豐富，其作用機理也逐漸被深入研究。常見的降凝劑類型主要包括聚合物型和表面活性劑型，每一類又包含多種具體的化合物，它們各自具有獨特的結(jié)構(gòu)和性能特點，對原油低溫流動性的改善方式也有所不同。聚合物型降凝劑是目前應用最為廣泛的一類降凝劑，其分子結(jié)構(gòu)中通常含有與蠟分子結(jié)構(gòu)相似的長鏈烷基，以及能夠影響蠟晶生長和聚集的極性基團或芳香核。乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA）是一種典型的聚合物型降凝劑。它由乙烯和醋酸乙烯酯通過共聚反應制得，分子中的乙烯鏈段提供了與蠟分子相似的結(jié)構(gòu)，能夠在蠟晶生長過程中與蠟分子形成共晶。醋酸乙烯酯鏈段則具有一定的極性，能夠改變蠟晶的表面性質(zhì)，抑制蠟晶的進一步生長和聚集。在含蠟原油中加入EVA后，EVA分子的乙烯鏈段會在蠟晶開始析出時，與蠟分子一起結(jié)晶，形成共晶結(jié)構(gòu)。由于EVA分子中醋酸乙烯酯鏈段的存在，使得共晶結(jié)構(gòu)中的蠟晶形態(tài)發(fā)生改變，不再形成規(guī)整的、容易相互連接的大尺寸蠟晶，而是形成尺寸較小、分散性較好的蠟晶。這些小尺寸的蠟晶難以相互聚集形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而降低了原油的粘度，提高了其低溫流動性。聚丙烯酸酯類也是一類重要的聚合物型降凝劑。它由丙烯酸酯單體通過聚合反應得到，分子中的長鏈烷基可以與蠟分子相互作用，而酯基則具有極性。在原油降溫過程中，聚丙烯酸酯的長鏈烷基能夠插入到蠟晶的晶格中，與蠟分子形成共晶。酯基的極性作用使得蠟晶表面的電荷分布發(fā)生改變，阻礙了蠟晶之間的相互吸引和聚集。實驗研究表明，在某高含蠟原油中加入適量的聚丙烯酸酯降凝劑后，原油的凝點可降低10-15°C，粘度也顯著下降。這是因為聚丙烯酸酯降凝劑有效地改變了蠟晶的形態(tài)和聚集狀態(tài)，使原油在低溫下仍能保持較好的流動性。表面活性劑型降凝劑則是通過在蠟晶表面吸附的方式來發(fā)揮作用。這類降凝劑分子具有親水和親油的雙親結(jié)構(gòu)，其親油基團能夠與蠟晶表面的分子相互作用，吸附在蠟晶表面。十二烷基苯磺酸鈉是一種常見的表面活性劑型降凝劑。它的分子中含有長鏈的十二烷基作為親油基團，以及苯磺酸根作為親水基團。當十二烷基苯磺酸鈉加入到原油中后，其親油的十二烷基會吸附在蠟晶表面，而親水的苯磺酸根則朝向原油中的液相部分。這種吸附作用在蠟晶表面形成了一層保護膜，阻止了蠟晶之間的直接接觸和聚集。由于蠟晶之間的相互作用被削弱，難以形成連續(xù)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而降低了原油的凝固點，改善了其低溫流動性。在一些輕質(zhì)原油中，加入少量的十二烷基苯磺酸鈉降凝劑，就能夠有效地抑制蠟晶的生長和聚集，使原油在低溫下的流動性得到明顯提升。胺類表面活性劑也可作為降凝劑使用。例如，十八胺等脂肪胺類化合物，其分子中的長鏈烷基具有親油性，而氨基具有一定的極性。在原油中，十八胺的長鏈烷基會吸附在蠟晶表面，氨基則與原油中的其他組分發(fā)生相互作用。這種吸附和相互作用不僅改變了蠟晶的表面性質(zhì)，還影響了蠟晶周圍原油的微觀結(jié)構(gòu)，使得蠟晶在低溫下不易聚集長大，從而降低了原油的粘度和凝點。研究發(fā)現(xiàn)，在某些特定的原油體系中，使用胺類表面活性劑降凝劑后，原油的低溫流動性得到顯著改善，能夠滿足在低溫環(huán)境下的輸送要求。降凝劑的作用機理主要基于改變蠟晶形態(tài)和抑制蠟晶聚集兩個方面。當原油溫度降低到析蠟點以下時，蠟開始結(jié)晶析出。降凝劑分子通過與蠟分子的相互作用，參與蠟晶的生長過程。聚合物型降凝劑通過與蠟分子形成共晶，改變蠟晶的生長方向和形態(tài)，使其難以形成大尺寸的、容易相互連接的蠟晶。表面活性劑型降凝劑則通過在蠟晶表面吸附，形成保護膜，阻礙蠟晶之間的聚集。這兩種作用方式最終都導致蠟晶在原油中保持分散狀態(tài)，無法形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而降低了原油的粘度和凝點，提高了其低溫流動性。4.1.2降凝劑的應用案例分析降凝劑在原油開采、運輸和儲存等實際應用中展現(xiàn)出了顯著的效果，不同類型的原油由于其組成和性質(zhì)的差異，對降凝劑的響應也各不相同。通過對多個應用案例的分析，可以深入了解降凝劑的添加量、效果及影響因素，為降凝劑的合理選擇和應用提供參考。在某油田的原油開采和輸送過程中，所涉及的原油屬于高含蠟原油，蠟含量高達20%以上，凝點為35°C。為了改善原油的低溫流動性，保障冬季的正常輸送，進行了降凝劑的應用實驗。在實驗中，選用了乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA）作為降凝劑。當EVA的添加量為500ppm時，原油的凝點降低到了25°C，粘度也有一定程度的下降。隨著EVA添加量增加到1000ppm，原油的凝點進一步降低到20°C，粘度下降更為明顯。這表明隨著降凝劑添加量的增加，降凝效果逐漸增強。但當添加量繼續(xù)增加到1500ppm時，凝點和粘度的降低幅度不再明顯增大。這是因為在一定范圍內(nèi)，降凝劑分子能夠充分與蠟晶相互作用，改變蠟晶形態(tài)和抑制蠟晶聚集。但當降凝劑添加量過多時，可能會出現(xiàn)分子間的相互干擾，導致降凝效果不再顯著提升。該案例中，降凝效果還受到原油中其他成分的影響。原油中的膠質(zhì)和瀝青質(zhì)含量較高，它們與降凝劑分子之間存在相互作用。適量的膠質(zhì)和瀝青質(zhì)能夠增強降凝劑在原油中的分散性，有利于降凝劑與蠟晶的接觸和作用。但當膠質(zhì)和瀝青質(zhì)含量過高時，可能會與降凝劑競爭吸附在蠟晶表面，從而影響降凝效果。在另一個案例中，針對某低凝點原油，其蠟含量相對較低，但在低溫下仍存在流動性問題。選用了一種表面活性劑型降凝劑進行實驗。該降凝劑的主要成分為十二烷基苯磺酸鈉。當添加量為300ppm時，原油在低溫下的流動性得到了一定改善。但隨著添加量增加到500ppm時，原油出現(xiàn)了乳化現(xiàn)象，這是因為表面活性劑型降凝劑添加過多時，會使原油中的油水界面性質(zhì)發(fā)生改變，導致乳化。這表明對于表面活性劑型降凝劑，添加量的控制尤為重要，過多的添加可能會帶來負面影響。該案例中，原油的含水率也對降凝效果產(chǎn)生影響。當原油含水率較低時，降凝劑能夠較好地發(fā)揮作用，改善原油流動性。但當含水率升高時，水分會干擾降凝劑與蠟晶的相互作用，降低降凝效果。在長距離輸油管道中，降凝劑的應用也十分關(guān)鍵。某長距離輸油管道輸送的原油為混合原油，性質(zhì)較為復雜。在冬季，為了確保原油的正常輸送，采用了復配降凝劑。將聚合物型降凝劑和表面活性劑型降凝劑按照一定比例復配使用。通過實驗優(yōu)化，確定了最佳復配比例。在該比例下，降凝劑的添加量為800ppm時，原油在管道中的輸送壓力明顯降低，輸送效率提高。這是因為復配降凝劑利用了兩種降凝劑的協(xié)同作用，聚合物型降凝劑改變蠟晶形態(tài)，表面活性劑型降凝劑抑制蠟晶聚集，從而達到更好的降凝效果。該案例中，管道的輸送溫度和流速也對降凝效果有影響。在較低的輸送溫度下，降凝劑的作用更為顯著，能夠有效防止原油在管道中凝固。而適當提高流速，可以使降凝劑在原油中分布更均勻，增強降凝效果。4.2降粘劑4.2.1降粘劑的作用原理和分類降粘劑是一種用于降低原油粘度的化學添加劑，在原油的開采、輸送和加工過程中具有重要作用。其作用原理主要基于以下幾個方面：分子分散作用、結(jié)構(gòu)改變作用以及電荷調(diào)節(jié)作用。分子分散作用是指降粘劑作用于原油分子間的相互作用力，使分子間產(chǎn)生排斥力，減少原油分子間的相互吸附，從而降低原油的粘度。在稠油中，膠質(zhì)和瀝青質(zhì)等大分子之間存在較強的相互作用，形成了復雜的結(jié)構(gòu)，導致原油粘度較高。降粘劑分子能夠插入到大分子之間，削弱它們之間的相互作用，使原油分子更加分散，從而降低粘度。結(jié)構(gòu)改變作用是通過改變原油分子結(jié)構(gòu)，使其大分子鏈斷裂或縮短，減小分子間力，增強原油的流動性。某些降粘劑含有特殊的官能團，能夠與原油中的大分子發(fā)生化學反應，使大分子鏈斷裂，降低分子的平均分子量，進而降低原油的粘度。電荷調(diào)節(jié)作用則是降粘劑含有大量非離子或帶電離子基團，可以調(diào)節(jié)原油分子間的電荷量和分布方式，降低原油分子的聚合度，進而減小粘度。在原油中，一些極性分子會通過電荷相互作用聚集在一起，增加原油的粘度。降粘劑的離子基團能夠與這些極性分子相互作用，改變它們的電荷分布，減少分子間的聚集，從而降低粘度。根據(jù)其主要成分和作用特點，降粘劑可分為多種類型。乳化降粘劑是一類常用的降粘劑，其主要組分是表面活性劑。這類降粘劑通過降低油水界面張力，改變稠油的乳化狀態(tài)，從而降低粘度。在稠油蒸汽驅(qū)等開采技術(shù)中，乳化降粘劑應用廣泛。當乳化降粘劑加入到原油中時，表面活性劑分子的親水基團朝向水相，親油基團朝向油相，在油水界面形成一層穩(wěn)定的保護膜，使原油形成水包油型乳狀液。由于水的粘度較低，水包油型乳狀液的粘度也隨之降低，從而改善了原油的流動性。油溶性降粘劑能夠與稠油中的膠質(zhì)形成更強氫鍵，改質(zhì)膠質(zhì)并有效降低粘度。這類降粘劑對于膠質(zhì)含量高的稠油特別有效。在一些高膠質(zhì)含量的原油中，油溶性降粘劑分子中的特定基團能夠與膠質(zhì)分子形成氫鍵，破壞膠質(zhì)分子之間的原有結(jié)構(gòu)，使膠質(zhì)分子變得更加分散，從而降低原油的粘度。高溫降粘劑適用于高溫條件下的稠油開采，能夠在高溫下保持穩(wěn)定的降粘效果。在蒸汽吞吐等高溫開采工藝中，高溫降粘劑能夠在高溫環(huán)境下發(fā)揮作用，確保原油在高溫下仍具有良好的流動性。這類降粘劑通常具有特殊的分子結(jié)構(gòu)和化學性質(zhì)，能夠抵抗高溫對其性能的影響。4.2.2針對高粘原油和高礦化度原油的降粘劑選擇高粘原油和高礦化度原油因其獨特的性質(zhì)，在降粘劑的選擇上需要充分考慮其特性，以確保降粘效果的有效性和穩(wěn)定性。高粘原油的主要特點是粘度高，其形成原因與原油中的膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量密切相關(guān)。這些大分子物質(zhì)通過分子間的強相互作用，如氫鍵、π-π堆積等，形成了復雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，導致原油分子間的內(nèi)摩擦力增大，從而使原油粘度顯著升高。在選擇降粘劑時，需要考慮能夠有效破壞這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的類型。對于膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量較高的高粘原油，油溶性降粘劑是一種較為合適的選擇。這類降粘劑能夠與膠質(zhì)、瀝青質(zhì)分子相互作用，通過改質(zhì)膠質(zhì)、瀝青質(zhì)的結(jié)構(gòu)，削弱它們之間的相互作用，從而降低原油的粘度。在某高粘原油中，加入油溶性降粘劑后，降粘劑分子中的活性基團與膠質(zhì)分子形成更強的氫鍵，破壞了膠質(zhì)分子原有的聚集狀態(tài)，使原油的粘度從[X]mPa?s降低到[X]mPa?s，降粘效果顯著。乳化降粘劑也適用于高粘原油。通過將高粘原油乳化形成水包油型乳狀液，利用水相的低粘度特性，降低原油整體的粘度。在實際應用中，需要根據(jù)原油的性質(zhì)和開采條件，選擇合適的表面活性劑作為乳化降粘劑的主要成分，并優(yōu)化乳化工藝，以確保乳狀液的穩(wěn)定性和降粘效果。高礦化度原油是指礦化度較高的原油，其礦化度通常會對降粘劑的性能產(chǎn)生影響。高礦化度原油中的大量無機鹽離子會改變原油的化學環(huán)境，影響降粘劑分子與原油分子之間的相互作用。一些降粘劑在高礦化度環(huán)境下，其分子結(jié)構(gòu)可能會發(fā)生變化，導致降粘效果下降。在選擇降粘劑時，需要考慮降粘劑的耐鹽性能。對于高礦化度原油，應優(yōu)先選擇具有良好耐鹽性能的降粘劑。部分含有特殊官能團的降粘劑，如含有磺酸基等耐鹽基團的降粘劑，能夠在高礦化度環(huán)境下保持穩(wěn)定的降粘效果。在實驗室研究中，將含有磺酸基的降粘劑加入到高礦化度原油中，即使在礦化度高達[X]mg/L的情況下，仍能使原油的粘度降低[X]%，有效改善了原油的流動性。還可以通過對降粘劑進行改性，提高其耐鹽性能。采用特殊的合成工藝，將耐鹽單體引入降粘劑分子結(jié)構(gòu)中，增強降粘劑在高礦化度環(huán)境下的穩(wěn)定性和降粘效果。4.3降摩阻劑降摩阻劑是一種能夠有效減小原油在管道等介質(zhì)中流動阻力的化學添加劑，其作用原理基于對原油與介質(zhì)表面作用力的改變以及對原油內(nèi)部結(jié)構(gòu)的影響。在原油的長距離管道輸送過程中，流動阻力的存在會導致能量的大量消耗，增加輸送成本，而降摩阻劑的應用能夠顯著改善這一狀況。降摩阻劑主要通過減小紊流和降低能量損失來實現(xiàn)減小流動阻力的目的。在原油流動過程中，紊流會使流體內(nèi)部的能量大量耗散，增加流動阻力。降摩阻劑分子能夠在原油與管道壁面之間形成一層具有特殊性質(zhì)的界面層。這層界面層可以降低原油與管道壁面之間的摩擦系數(shù)，使原油在流動時與壁面的相互作用減弱。降摩阻劑分子中的某些基團能夠與管道壁面發(fā)生吸附作用，在壁面上形成一層光滑的保護膜，減少了原油分子與壁面的直接接觸，從而降低了摩擦阻力。降摩阻劑還能夠影響原油的流態(tài)，抑制紊流的產(chǎn)生和發(fā)展。它可以使原油分子的運動更加有序，減少紊流中的能量耗散，進而降低流動時的能量損失，減小流動阻力。從分子層面來看，降摩阻劑的作用機制與原油的分子結(jié)構(gòu)和相互作用密切相關(guān)。原油是由多種烴類和少量非烴類化合物組成的復雜混合物，分子間存在著范德華力等相互作用。降摩阻劑分子通常具有特定的結(jié)構(gòu)和官能團，能夠與原油分子發(fā)生相互作用。一些降摩阻劑分子中的長鏈烷基部分能夠與原油中的烴類分子相互纏繞，改變原油分子的排列方式，使原油分子之間的相互作用力更加均勻，減少了分子間的內(nèi)摩擦。降摩阻劑分子中的極性基團則可以與原油中的極性分子或雜質(zhì)發(fā)生作用，進一步調(diào)整原油的微觀結(jié)構(gòu)，降低流動阻力。在高含蠟原油中，降摩阻劑的極性基團能夠與蠟晶表面的分子相互作用，阻止蠟晶的聚集和長大，避免蠟晶在管道壁面的沉積，從而保持管道的暢通，減小流動阻力。在實際應用中，降摩阻劑的種類多樣，不同類型的降摩阻劑適用于不同性質(zhì)的原油和輸送條件。常見的降摩阻劑包括聚合物型降摩阻劑和表面活性劑型降摩阻劑等。聚合物型降摩阻劑通常具有高分子量的長鏈結(jié)構(gòu)，能夠在原油中形成網(wǎng)絡(luò)狀或纏繞狀的結(jié)構(gòu)，增強原油的流動性。聚烯烴類聚合物降摩阻劑在原油輸送中應用廣泛，它能夠通過分子間的相互作用，降低原油的粘度和摩擦系數(shù)，提高輸送效率。表面活性劑型降摩阻劑則是通過在原油與管道壁面之間形成界面膜，降低界面張力，減小流動阻力。某些陽離子表面活性劑降摩阻劑能夠吸附在管道壁面上，使壁面表面電荷發(fā)生改變，從而減少原油與壁面的靜電相互作用，降低摩擦阻力。五、新興技術(shù)與材料在原油低溫流動性改進中的應用5.1納米材料在原油降凝降粘中的應用納米材料作為一種具有獨特物理化學性質(zhì)的新型材料，在原油降凝降粘領(lǐng)域展現(xiàn)出了巨大的應用潛力，為解決原油低溫流動性問題提供了新的思路和方法。納米材料是指尺寸在1-100納米范圍內(nèi)的材料，由于其尺寸效應和表面效應，具有比表面積大、表面活性高、量子尺寸效應等獨特性質(zhì)。這些性質(zhì)使得納米材料在與原油相互作用時，能夠產(chǎn)生一系列特殊的效果，從而有效改善原油的低溫流動性。納米材料的比表面積大，這意味著其具有更多的表面原子和活性位點。在原油降凝降粘過程中，納米材料能夠充分與原油中的蠟晶和其他組分接觸，增強相互作用。納米粒子可以作為蠟晶生長的異質(zhì)晶核，改變蠟晶的生長方式和形態(tài)。由于納米粒子的表面能較高，蠟分子更容易在其表面結(jié)晶，形成的蠟晶尺寸較小且分散性更好。這些小尺寸的蠟晶難以相互聚集形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而降低了原油的粘度和凝點。研究表明，在含蠟原油中添加納米二氧化硅粒子后，原油中的蠟晶尺寸明顯減小，分布更加均勻，原油的凝點可降低5-10°C，粘度也顯著下降。納米材料的表面活性高，能夠與原油中的極性分子發(fā)生強烈的相互作用。在原油中，膠質(zhì)、瀝青質(zhì)等極性分子對原油的低溫性能有著重要影響。納米材料可以通過表面活性基團與這些極性分子相互作用，改變它們在原油中的分布和聚集狀態(tài)。納米粒子可以吸附在膠質(zhì)、瀝青質(zhì)分子表面，阻止它們之間的相互聚集，從而降低原油的粘度。納米材料還可以與原油中的蠟晶表面發(fā)生吸附作用，改變蠟晶的表面性質(zhì)，抑制蠟晶的進一步生長和聚集。在某高含蠟原油中加入表面修飾的納米氧化鋅粒子后，納米粒子與原油中的膠質(zhì)、瀝青質(zhì)分子發(fā)生相互作用，破壞了它們之間原有的聚集結(jié)構(gòu)，使原油的粘度降低了30%-40%，有效改善了原油的低溫流動性。納米材料在原油降凝降粘中的應用前景廣闊。在原油開采領(lǐng)域，對于高含蠟原油和稠油的開采，納米材料可以作為添加劑注入油井，改善原油在油層中的流動性，提高開采效率。在長距離輸油管道中，納米材料可以與傳統(tǒng)的降凝劑、降粘劑等復配使用，增強其作用效果，降低輸送成本。通過將納米材料與聚合物型降凝劑復配，利用納米材料的特殊性質(zhì)和聚合物降凝劑的作用機理，可進一步降低原油的凝點和粘度，提高原油在低溫下的輸送穩(wěn)定性。納米材料還可以用于開發(fā)新型的原油儲存設(shè)備和輸送管道涂層，通過在涂層中添加納米材料，提高涂層的抗蠟沉積性能和防腐蝕性能，減少原油在儲存和輸送過程中的能量損耗和設(shè)備損壞。5.2過期藥品“變身”原油流動性改進劑的研究5.2.1過期藥品再利用的背景和原理隨著人們健康意識的提高和醫(yī)療條件的改善，家庭小藥箱逐漸成為許多家庭的必備物品。然而，根據(jù)《中國家庭過期藥品回收白皮書》顯示，我國約有78.6%的家庭備有家庭小藥箱，卻有80%以上的家庭沒有定期清理藥箱的習慣，全國一年因此產(chǎn)生的過期藥品約1.5萬噸。過期藥品屬于有害垃圾，若隨意丟棄，不僅會對土壤、水源等環(huán)境造成污染，還可能通過食物鏈進入人體，危害人體健康。過期藥品的回收和無害化處理成本較高，這也給相關(guān)部門和企業(yè)帶來了較大的負擔。尋求過期藥品的資源化利用途徑，成為解決這一問題的關(guān)鍵。在原油開采、運輸和儲存過程中，原油的低溫流動性問題一直是困擾石油行業(yè)的難題。傳統(tǒng)的原油流動性改進劑，如降凝劑、降粘劑等，雖然在一定程度上能夠改善原油的低溫流動性，但存在成本高、效果有限等問題。近年來，科研人員開始關(guān)注廢棄物的資源化利用，嘗試將一些廢棄物轉(zhuǎn)化為原油流動性改進劑。西安石油大學陳剛教授帶領(lǐng)的團隊，基于對原油流動改進劑結(jié)構(gòu)的理解和廢棄物資源化利用的概念，發(fā)現(xiàn)過期藥品在這方面具有潛在的應用價值。從化學結(jié)構(gòu)角度來看，一些過期藥品的化學結(jié)構(gòu)與原油流動性改進劑的有效成分具有相似性。許多過期的感冒藥、抗生素類藥品，如阿莫西林、諾氟沙星、環(huán)丙沙星、頭孢等，它們的分子結(jié)構(gòu)中含有特定的官能團。這些官能團能夠與原油中的蠟晶、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)等成分發(fā)生相互作用。在含蠟原油中，蠟晶在低溫下會析出并聚集，形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，導致原油粘度增加，流動性變差。而某些過期藥品分子中的極性官能團，能夠吸附在蠟晶表面，改變蠟晶的表面性質(zhì)，抑制蠟晶的進一步生長和聚集。這種作用與傳統(tǒng)降凝劑中極性基團的作用類似，從而降低了原油的凝點，改善了其低溫流動性。一些油溶性過期藥品，如黃體酮類藥物，其分子結(jié)構(gòu)與原油中的某些成分具有良好的相容性。在原油中，它們能夠分散在原油體系中，通過分子間的相互作用，調(diào)整原油的微觀結(jié)構(gòu)，降低原油的粘度，起到降粘劑的作用。5.2.2實驗研究與效果分析為了驗證過期藥品作為原油流動性改進劑的可行性和效果，西安石油大學的研究團隊進行了一系列實驗。研究團隊選取了多種不同類型的原油樣本，包括高含蠟原油、普通含蠟原油等，以確保實驗結(jié)果的普遍性和可靠性。針對過期藥品，團隊主要收集了家庭常用的感冒藥和抗生素類藥品，如阿莫西林、諾氟沙星、環(huán)丙沙星、各種頭孢等抗生素類藥物。從溶解性角度，將這些藥品大致分為水溶性和油溶性，由于原油是油性體系，水溶性藥品不適合用于原油，因此重點研究油溶性過期藥品。目前團隊主要研究利用過期藥品中的油溶性藥物黃體酮，對其進行提取和純化處理，得到高純度的黃體酮用于實驗。在實驗過程中，將處理后的過期藥品（以黃體酮為例）按照不同的濃度梯度添加到原油樣本中。分別設(shè)置了添加量為100ppm、300ppm、500ppm等多個實驗組。將添加過期藥品的原油樣本放入恒溫箱中，模擬不同的低溫環(huán)境，如5℃、0℃、-5℃等。在每個溫度條件下，利用旋轉(zhuǎn)粘度計測量原油的粘度，通過凝點測定儀測定原油的凝點。在未添加黃體酮注射液的情況下，對原油樣本進行觀察，發(fā)現(xiàn)蠟晶呈現(xiàn)聚集羽毛狀結(jié)構(gòu)，蠟晶排列緊湊而規(guī)則。當添加500ppm黃體酮注射液后，再次觀察蠟晶形貌和結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)蠟晶的形貌和結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯轉(zhuǎn)變，蠟晶分散度增加。實驗結(jié)果顯示，添加過期藥品對原油的降黏和降凝效果顯著。對于HN油樣，500ppm的黃體酮注射液可使其黏度降低60.4%，傾點（衡量潤滑油等石油產(chǎn)品低溫流動性的重要常規(guī)指標，是一定條件下，油品能夠流動的最低溫度）降低8.5℃。300ppm的黃體酮膠囊可使HN油樣黏度降低54.7%，并將傾點降低10.9℃。隨著過期藥品添加量的增加，原油的粘度和凝點降低幅度呈現(xiàn)先增大后趨于平緩的趨勢。在一定范圍內(nèi)，增加過期藥品的添加量，能夠增強其與原油中蠟晶、膠質(zhì)等成分的相互作用，從而更有效地降低原油的粘度和凝點。但當添加量超過一定值后，由于分子間的相互作用達到飽和，降黏和降凝效果的提升不再明顯。通過對不同類型原油樣本的實驗研究發(fā)現(xiàn)，過期藥品對不同原油的適應性存在一定差異。對于含蠟量較高、膠質(zhì)和瀝青質(zhì)含量也較高的原油，過期藥品的降黏和降凝效果相對更為顯著。這是因為這類原油在低溫下更容易形成復雜的結(jié)構(gòu)，導致流動性變差，而過期藥品能夠更有效地破壞這些結(jié)構(gòu)，改善原油的流動性。而對于一些輕質(zhì)原油，雖然過期藥品也能起到一定的降黏和降凝作用，但效果相對較弱。5.3多化學劑綜合處理方法多化學劑綜合處理方法是一種創(chuàng)新的改善原油低溫流動性的策略，通過協(xié)同使用多種化學劑，充分發(fā)揮各化學劑的優(yōu)勢，實現(xiàn)對原油低溫流動性的全方位優(yōu)化。該方法通常涉及降凝劑、降粘劑和降摩阻劑等多種化學劑的合理搭配，以應對原油在不同工況下的流動性挑戰(zhàn)。在實施多化學劑綜合處理時，一般遵循特定的步驟。首先，需要對原油的性質(zhì)進行全面分析，包括蠟含量、膠質(zhì)和瀝青質(zhì)含量、粘度、凝點等關(guān)鍵參數(shù)。根據(jù)原油的具體性質(zhì)，選擇合適的化學劑種類和配方。對于高含蠟原油，可選擇乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA）等降凝劑，以降低原油的凝點；對于高粘度原油，則可選用合適的降粘劑，如乳化降粘劑或油溶性降粘劑。在確定化學劑種類后，還需確定各化學劑的添加順序和添加量。通常先添加降凝劑，使其與原油充分混合，作用一段時間后，再添加降粘劑和降摩阻劑。在某含蠟原油的處理實驗中，先加入500ppm的EVA降凝劑，攪拌混合30分鐘，使降凝劑充分與蠟晶相互作用。然后加入300ppm的乳化降粘劑，繼續(xù)攪拌20分鐘，形成穩(wěn)定的水包油型乳狀液，降低原油粘度。最后加入100ppm的聚合物型降摩阻劑，進一步減小原油在管道中的流動阻力。多化學劑綜合處理方法具有顯著的優(yōu)勢。通過多種化學劑的協(xié)同作用，能夠更全面地改善原油的低溫流動性。降凝劑降低原油的凝點，降粘劑減小原油的粘度，降摩阻劑降低原油在管道中的流動阻力，三者結(jié)合，使原油在低溫下的流動性得到大幅提升。與單一化學劑處理相比，多化學劑綜合處理可以在較低的化學劑添加量下達到更好的效果，從而降低化學劑的使用成本。不同化學劑之間的協(xié)同作用還可以減少化學劑對原油性質(zhì)的負面影響，提高處理效果的穩(wěn)定性。在高含蠟高粘度原油的處理中，單一使用降凝劑可能無法有效降低原油的粘度，而單一使用降粘劑對凝點的降低效果有限。采用多化學劑綜合處理方法，將降凝劑和降粘劑結(jié)合使用，能夠同時降低原油的凝點和粘度，顯著改善原油的低溫流動性。該方法對不同類型原油具有廣泛的適用性。對于含蠟量較高的原油，通過降凝劑改變蠟晶形態(tài)和抑制蠟晶聚集，降粘劑降低因蠟晶網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)導致的粘度增加，降摩阻劑減少管道輸送阻力，可有效解決其低溫流動性問題。對于高粘度的稠油，降粘劑是改善其流動性的關(guān)鍵，配合降凝劑和降摩阻劑，能進一步提高其在低溫下的流動性能。在一些輕質(zhì)原油中，雖然本身粘度和凝點相對較低，但在特定的低溫工況下，也可能出現(xiàn)流動性問題。多化學劑綜合處理方法可以通過微調(diào)化學劑的種類和添加量，增強輕質(zhì)原油在低溫下的流動性，確保其在不同環(huán)境條件下的穩(wěn)定輸送。六、案例分析6.1新疆火燒山-北三臺輸油管道案例新疆東部火燒山-北三臺輸油管道（簡稱火三線），是我國西部一條至關(guān)重要的原油輸送通道。該管道全長85.688千米，管徑為Φ273×10(9)，設(shè)有中間閥室3座。它地處戈壁沙漠，氣候條件極為惡劣，氣溫最高可達42.9℃，最低至-35.9℃，年降雨量僅168.2毫米，年蒸發(fā)量卻高達3545毫米。自1989年10月投產(chǎn)以來，火三線一直面臨著超低輸量運行的困境。1992年，其輸油量僅為40萬噸，遠低于設(shè)計最小輸量68.3萬噸/年。如此低的輸油量，嚴重制約了原油的外運，直接影響了火燒山油田的生產(chǎn)。為解決火燒山原油冬季輸送問題，新疆石油局與浙江大學共同開展了深入研究，針對火燒山原油特性，成功研制出EP原油流動性改進劑。該改進劑具有用量少、工藝簡單的顯著特點。在研發(fā)過程中，研究團隊首先對火燒山原油的組成和性質(zhì)進行了全面分析。發(fā)現(xiàn)該原油含蠟量較高，蠟晶在低溫下容易析出并聚集，形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，導致原油粘度大幅增加，流動性急劇下降。研究團隊通過大量的實驗和理論分析，篩選出了具有特定結(jié)構(gòu)和官能團的化合物作為EP原油流動性改進劑的主要成分。這些成分能夠與蠟晶發(fā)生相互作用，改變蠟晶的生長和聚集方式，從而降低原油的粘度和凝點。為驗證EP原油流動性改進劑的實際效果，研究團隊進行了室內(nèi)試驗及現(xiàn)場不同溫度、不同加劑量的工業(yè)試驗。在室內(nèi)試驗中，對添加不同劑量EP原油流動性改進劑的原油樣本進行了全面的物性測試。當在管道中加入20ppm流動性改進劑時，在相同剪切速率情況下，剪切應力比原始油樣大幅度下降，其流變行為已非常接近牛頓流體（流變行為指數(shù)n≈1）。這表明改進劑有效地破壞了原油中蠟晶形成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使原油分子間的內(nèi)摩擦力減小，流動性得到顯著提升。當加入30ppm和50ppm時，同樣有降粘效果，但不如加入20ppm時明顯。這是因為在一定范圍內(nèi)，隨著改進劑添加量的增加，其與蠟晶的相互作用增強，降粘效果提升。但當添加量超過一定值后，可能會出現(xiàn)改進劑分子間的相互干擾，導致降粘效果不再顯著增強。在現(xiàn)場工業(yè)試驗中，研究團隊在不同溫度條件下對火三線的原油進行了處理。在地溫最低的3月份，對管道中的原油添加EP原油流動性改進劑后，進行了實際輸送測試。結(jié)果表明，火燒山管輸原油經(jīng)EP系列產(chǎn)品處理后，低溫流變性得到顯著改善。原油在管道中的輸送壓力明顯降低，輸送量有所提高，成功解決了火燒山原油冬季超低輸量運行問題。大量的數(shù)據(jù)和實際運行情況證明了EP系列流動性改進劑對改善新疆原油低溫流變性有明顯效果。該改進劑的應用，不僅保障了火燒山油田原油冬季的生產(chǎn)和安全輸送，還為我國其他類似原油輸送管道提供了寶貴的經(jīng)驗和借鑒。6.2南海高含蠟原油案例南海高含蠟原油由于其獨特的組成和性質(zhì)，在低溫環(huán)境下流動性問題尤為突出。相關(guān)研究表明，采用化學處理劑改善南海高含蠟原油的低溫流動性具有顯著效果。通過添加150ppmEVA復合化學處理劑，原油低溫流動性得到明顯改善，凝固點由32℃降至11.5℃，表觀粘度降低86.9％，1℃時屈服值降低98％。從作用機理來看，EVA復合化學處理劑中的乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA）發(fā)揮了關(guān)鍵作用。EVA分子中含有與蠟分子結(jié)構(gòu)相似的乙烯鏈段，當原油溫度降低，蠟開始結(jié)晶析出時，EVA分子的乙烯鏈段能夠與蠟分子形成共晶。這種共晶結(jié)構(gòu)的形成，改變了蠟晶的生長方向和形態(tài)。原本容易相互連接形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的蠟晶，在與EVA形成共晶后，變成了尺寸較小、分散性較好的蠟晶。這些小尺寸的蠟晶難以相互聚集，從而有效抑制了蠟晶網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成，降低了原油的粘度和凝點。EVA分子中的醋酸乙烯酯鏈段具有一定的極性，能夠吸附在蠟晶表面，改變蠟晶的表面性質(zhì)，進一步阻礙蠟晶的聚集。添加溫度、冷卻速度以及化學處理劑的化學組成和結(jié)構(gòu)等因素對改善原油低溫流動性也有著重要影響。在合適的添加溫度下，EVA復合化學處理劑能夠更好地與原油中的蠟晶相互作用。如果添加溫度過高，EVA分子可能無法及時與蠟晶結(jié)合，影響降凝減粘效果；而添加溫度過低，EVA在原油中的分散性可能變差，也不利于其發(fā)揮作用。冷卻速度會影響蠟晶的生長速度和形態(tài)。較快的冷卻速度可能導致蠟晶迅速析出并聚集，而EVA復合化學處理劑來不及充分作用；較慢的冷卻速度則有利于EVA與蠟晶