含蜡原油易受剪切和热历史因素影响而呈现纷繁复杂的流变性表现,使其输送和储存中更易于发生胶凝事故。因此,对含蜡原油在复杂历史因素作用下的流变性研究具有重要意义,也是工程上对其进行热处理改性输送的基础。目前,相关领域研究普遍认可内相颗粒的微观动力学行为和相互作用在多相体系宏观流变性上发挥着直接而决定性作用,但在含蜡原油流变性研究方面,对有剪切等外力作用下蜡晶动态聚集过程和动力学行为方面的研究尚属空白。因此,本文以热历史因素中的初始冷却温度为研究切入点,以流变测量方法和创新性构建的流变-偏光显微原位同步测量技术对耦合降温速率和剪切作用下,初始冷却温度对含蜡原油流变性和蜡晶微观动力学行为的影响规律进行系统研究,并尝试以蜡晶微观动力学行为分析作为新的视角,对多因素协同作用下含蜡原油复杂流变性产生的微观机制进行深度剖析,具体研究内容如下:首先,基于流变-偏光显微原位同步测量系统,加之改进的多角度复合型光源,首次实现了对含蜡原油经受剪切的流动状态下,蜡晶动态聚集过程和动力学行为的原位观测,并可同步获取流变数据,从而构建了蜡晶微观动力学行为与含蜡原油宏观流变性间的桥梁。在此基础上,建立了控制蜡晶动力学行为的基本方程,明确了含蜡原油冷却过程中,蜡晶动力学行为和微观聚集行为的6个不同阶段,对不同阶段的主导作用力进行了阐释,并证明蜡晶空间分布、空间密度和边缘间距所发挥的决定性作用。其次,采用流变测量技术对静态和动态冷却中,非牛顿含蜡原油剪切稀释性表现和胶凝结构行为进行系统研究。发现静冷条件下存在令含蜡原油流变性恶化、改善和平稳变化的不同初始冷却温度区间,阐明不同区间内含蜡原油内部结构的本质差异性表现。进一步对不同初始冷却温度下,含蜡原油流变性和胶凝结构行为对剪切作用的响应表现进行深度剖析,明晰了动冷条件下,含蜡原油流变性受初始冷却温度的影响规律和原因。最后,从冷却胶凝过程中的蜡晶微观形貌、动力学行为演变和恒温剪切下的蜡晶动力学行为三个方面对初始冷却温度影响含蜡原油流变性的作用机制进行综合分析。以微观形貌、空间分布、动力学行为和相互作用力的特异性表现为依据,辨析不同初始冷却温度下形成蜡晶的本质差异性并将其聚类为两种不同类型,进一步阐释了其对含蜡原油流变性的影响机制。此外,基于恒温剪切作用下的蜡晶动力学行为,对含蜡原油剪切稀释性产生的微观机理进行了细化分析,并对不同初始冷却温度下,因蜡晶絮凝倾向和结构属性不同造成的剪切稀释性差异进行剖析,进一步论证了初始冷却温度对含蜡原油流变性的影响机制。总体来说,本文研究成果不但有助于加深对含蜡原油复杂流变性和应对热历史等因素变化产生的流变响应规律和机理的认识,也能为含蜡原油复杂流动和传热规律研究提供新的思路和技术手段。