劉曉燕 姜卉 劉仁強

摘 ? ? ?要：利用Citespace5. 5. R2軟件，對CNKI數(shù)據(jù)庫中1999-2018年關(guān)于我國原油結(jié)蠟及清防蠟研究有關(guān)的文獻(xiàn)構(gòu)建了可視化知識圖譜。通過對文獻(xiàn)的關(guān)鍵詞進(jìn)行共現(xiàn)分析，揭示了我國對于原油結(jié)蠟及清防蠟領(lǐng)域主要研究的熱點問題，對突現(xiàn)詞進(jìn)行分析揭示了研究前沿的演化。研究結(jié)果可以為我國學(xué)者快速了解該領(lǐng)域研究提供便捷途徑，對于把握未來的研究方向提供了參考。

關(guān) ?鍵 ?詞：結(jié)蠟;清防蠟;知識圖譜;研究熱點;Citespace

中圖分類號：TE 358+.2 ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A ? ? ? 文章編號： 1671-0460（2020）02-0446-04

Abstract： ?Based on the study of the wax formation and wax removal and prevention of crude oil in China from 1999 to 2018 in the CNKI database， a visual knowledge map was drawn by Citespace5. 5. R2. Through the co-occurrence analysis of keywords， the main research hotspot of the research front of this field in China was revealed. The evolution of the research frontier was obtained through analysis of emergent words. The research results provide a convenient way for researchers to quickly understand this research field， and provide reference for grasping the future research direction.

Key words： ?wax deposition; ?wax removal and prevention; ?knowledge map; ?research hotspot; ?Citespace

我國生產(chǎn)的大部分石油都具有較高的含蠟量（一般高于20%，甚至達(dá)到40%）。在原油開采及輸運過程中，熱量會散失到周圍環(huán)境中，當(dāng)原油的溫度下降到析蠟點時，石油中的石蠟開始結(jié)晶、析出、聚集，并沉積在井壁周圍或管道表面[1-5]。原油管道結(jié)蠟問題給石油工業(yè)帶來了嚴(yán)峻的操作挑戰(zhàn)，結(jié)蠟層會減小管道流通面積，增大摩阻，降低管道輸送能力，嚴(yán)重時會堵塞管道，造成重大的經(jīng)濟損失及安全事故[6-12]。因此掌握石蠟沉積特性，開發(fā)最佳的清防蠟措施對于保證原油安全生產(chǎn)，降低運行能耗具有重要意義。

科學(xué)知識圖譜是顯示科學(xué)知識的發(fā)展過程與結(jié)構(gòu)關(guān)系的一種圖形，通過可視化圖形將某領(lǐng)域的整體研究現(xiàn)狀及發(fā)展變化呈現(xiàn)出來[13]。2005年，陳悅和劉則淵將知識域可視化最終呈現(xiàn)的圖形稱為“知識圖譜”，并引入我國，以知識圖譜研究中常用的科學(xué)計量學(xué)方法和可視化呈現(xiàn)為手段，科學(xué)知識圖譜在學(xué)術(shù)領(lǐng)域快速興起[14]。Citespace軟件是目前最為流行的知識圖譜繪制工具之一，通過可視化手段對研究學(xué)科的知識、規(guī)律和分布情況進(jìn)行直觀地呈現(xiàn)，并可顯示發(fā)展新趨勢和新動態(tài)[15]。

隨著我國學(xué)者對原油結(jié)蠟及清防蠟領(lǐng)域的不斷研究，近年來出現(xiàn)了大量的相關(guān)研究成果，對該領(lǐng)域文獻(xiàn)進(jìn)行分析，總結(jié)研究主題的變化規(guī)律對于豐富國內(nèi)相關(guān)研究起到重要的作用。因此，本文借助Citespace知識圖譜分析工具，對我國近20年有關(guān)原油中結(jié)蠟及清防蠟方面研究的相關(guān)文獻(xiàn)繪制研究知識圖譜，得出我國原油結(jié)蠟與清防蠟研究領(lǐng)域研究態(tài)勢的演化過程，以便于進(jìn)行更深層次的研究，并為原油清防蠟領(lǐng)域提供未來可能的研究方向。

1 ?研究方法與數(shù)據(jù)來源

1.1 ?研究方法

Citespace是由陳超美博士基于Java語言開發(fā)的新一代文獻(xiàn)可視化軟件，適用于多元、分時、動態(tài)的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)分析[16，17]。Citespace能夠?qū)⒁粋€研究領(lǐng)域的演進(jìn)集中展現(xiàn)在一副網(wǎng)絡(luò)知識圖譜中，通過可視化的手段呈現(xiàn)文獻(xiàn)之間的聯(lián)系、衍生、交叉等關(guān)系[18，19]。由于Citespace能夠幫助學(xué)者展示某個領(lǐng)域的研究整體狀況，將發(fā)展過程中特定的重要文獻(xiàn)突出顯示，因此該軟件適合對知識領(lǐng)域的研究熱點和未來趨勢進(jìn)行很好的探測。在圖譜中，節(jié)點代表分析的對象，出現(xiàn)頻次越多，節(jié)點就越大。節(jié)點之間的連線表示共現(xiàn)或共引關(guān)系，其粗細(xì)表示共現(xiàn)或共引強度[20]。進(jìn)行關(guān)鍵詞分析時，根據(jù)關(guān)鍵詞出現(xiàn)的頻次可以判斷一個領(lǐng)域的研究熱點。利用Burstness功能分析時，能夠得到某個領(lǐng)域的最新研究前沿，根據(jù)研究前沿的變化可以看出研究熱點的演進(jìn)歷程[20]。

1.2 ?數(shù)據(jù)來源

本文選取中國知網(wǎng)（CNKI）數(shù)據(jù)庫中的期刊論文和碩博士論文為本文的研究對象的主要來源。其中，期刊論文更新時間短，能更加直接地反應(yīng)研究領(lǐng)域的研究問題、變化趨勢及熱點，選擇期刊類別為中文核心及以上期刊論篩選出質(zhì)量較高的文獻(xiàn)。碩博士論文和期刊論文相比，內(nèi)容更具體深入，研究范圍更廣，可以反映出相對長期的研究熱點。期刊論文和碩博士論文相互結(jié)合可以對研究領(lǐng)域進(jìn)行更完善的補充。

在數(shù)據(jù)庫中以主題為檢索條件進(jìn)行高級精確檢索，輸入檢索詞“清蠟”或者“防蠟”或者“清防蠟”或者“石蠟沉積”，選擇檢索時間為1999-2018年。選擇主題檢索是因為文獻(xiàn)主題集中體現(xiàn)了文獻(xiàn)的主要研究內(nèi)容，在對某個領(lǐng)域進(jìn)行全面研究時，主題檢索到的文獻(xiàn)適用性更強。通過對檢索結(jié)果進(jìn)行去重，手工篩選出作者或刊名不健全、期刊會議征稿及與研究主題不符的文獻(xiàn)，最終得到695篇相關(guān)文獻(xiàn)。將文獻(xiàn)以“Refworks”格式導(dǎo)出，為繪制我國原油結(jié)蠟及清防蠟研究的知識圖譜奠定數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

2 ?結(jié)果分析

2.1 ?發(fā)文量的時間分析

圖1給出了各年發(fā)文數(shù)量分布情況。從圖中可以看出我國原油結(jié)蠟及清防蠟領(lǐng)域的研究總體呈現(xiàn)增加的趨勢，到2014年達(dá)到峰值。其中期刊論文的發(fā)文數(shù)量比較穩(wěn)定，波動幅度較小。而碩博士論文經(jīng)歷了緩慢增加、迅猛增加兩個階段。1999-2001年，我國沒有關(guān)于原油結(jié)蠟及清防蠟研究的碩博士論文，可以看出在此階段，我國處于一個孕育發(fā)展階段。1998年，我國公布并開始實施《中華人民共和國節(jié)約能源法》，使得我國開始注重原油結(jié)蠟及清防蠟方面的研究，推動了該領(lǐng)域研究進(jìn)入了發(fā)展階段，此后五年，碩博士論文在發(fā)文數(shù)量上開始緩慢的增加。其中西南石油學(xué)院的馮異勇最先于2002年完成了博士論文《石蠟沉積及清除數(shù)值模擬研究》，填補了該領(lǐng)域在碩博士論文的空白[21]。2006年，國家發(fā)布了重新修訂后的《中國節(jié)能技術(shù)政策大綱》，要求提高能源利用效率。石油作為我國能源供應(yīng)的主體之一，其生產(chǎn)過程的節(jié)能技術(shù)與安全技術(shù)必然受到足夠的重視，所以發(fā)文數(shù)量開始平穩(wěn)增長。到2016年，相關(guān)研究的碩博士論文已達(dá)到45篇。

2.2 ?研究熱點分析

關(guān)鍵詞是反映某一研究領(lǐng)域的研究熱點和研究主題的重要標(biāo)志[13]。通過關(guān)鍵詞能有效地將文章的研究內(nèi)容、方法和結(jié)論等組織起來。如圖2所示，選取Citespace軟件的關(guān)鍵詞節(jié)點，繪制我國原油結(jié)蠟及清防蠟研究的關(guān)鍵詞分布圖譜。

圖中關(guān)鍵詞節(jié)點的大小與其共現(xiàn)頻次成正比，關(guān)鍵詞的頻次越大說明其在研究領(lǐng)域內(nèi)的研究熱度越高，各個節(jié)點之間的連線表示各關(guān)鍵詞在文獻(xiàn)內(nèi)容中的聯(lián)系[22]。

表1為我國原油結(jié)蠟及清防蠟研究中高頻關(guān)鍵詞統(tǒng)計表，體現(xiàn)了近20年來我國原油結(jié)蠟及清防蠟研究的熱點領(lǐng)域。從圖表中可以看出該階段的研究熱點主要為“清蠟”、“防蠟”、“蠟沉積”、“清防蠟”、“結(jié)蠟”、“含蠟原油”、“防蠟劑”、“油井”、“應(yīng)用”、“清防蠟劑”。其中，位于前三位的分別是清蠟、防蠟和蠟沉積，這三個關(guān)鍵詞出現(xiàn)頻次均超過40次，由此看出這三個研究方向得到了我國學(xué)者的廣泛關(guān)注。結(jié)合分析相關(guān)文獻(xiàn)內(nèi)容，可以將本階段的研究熱點內(nèi)容概括如下：

一是含蠟原油清蠟和防蠟方面的發(fā)展。在清蠟方面，主要是研究不同種類的清蠟劑和表面活性劑的清蠟效果。在防蠟方面，主要是研究防蠟劑以及超聲波防蠟技術(shù)對含蠟原油的防蠟效果。此外，還通過降凝劑和降粘劑來降低原油的凝點和黏度，從而改善原油的流動性，達(dá)到清蠟效果。二是含蠟原油蠟沉積方面的研究。主要是開展研究低輸量下含蠟原油管道的蠟沉積規(guī)律，探究沉積物性質(zhì)，從而確定低輸量管道下的清管周期。三是清防蠟技術(shù)的應(yīng)用。主要應(yīng)用于油井中，這是因為井筒結(jié)蠟問題比較明顯，且影響最為顯著，所以油井的清防蠟技術(shù)的應(yīng)用成為大家的研究熱點。在應(yīng)用方面通過研究各種清防蠟技術(shù)（如電磁防蠟、微生物防蠟等）的清防蠟效果，并優(yōu)化清防蠟技術(shù)。

2.3 ?演化分析

突現(xiàn)詞即突現(xiàn)主題詞，指從大量主題詞中將某時間內(nèi)變化率高、頻次增長速度快的詞匯探測出來，是反映相關(guān)領(lǐng)域未來學(xué)術(shù)研究前沿的典型代表[23]。表2給出了我國原油結(jié)蠟及清防蠟研究領(lǐng)域的突現(xiàn)詞。從表中可看出突現(xiàn)強度最大的是關(guān)鍵詞“蠟沉積”，達(dá)到了11.328;其次是關(guān)鍵詞“含蠟原油”，突現(xiàn)強度為5.968 6，這表明在1999-2019年，國內(nèi)學(xué)者對我國原油結(jié)蠟及清防蠟領(lǐng)域進(jìn)行研究過程中，對“蠟沉積”和“含蠟原油”的研究熱度相當(dāng)高;從突現(xiàn)時間來看，在所選的時間段內(nèi)，“應(yīng)用”和“清蠟”的突現(xiàn)時間較早，從此可以看出，學(xué)術(shù)界對清蠟和應(yīng)用的發(fā)展?fàn)顩r關(guān)注比較早。

從表2中可看出，我國原油結(jié)蠟及清防蠟領(lǐng)域研究研究主題的演化可以分為3個階段：

（1）2000-2002年，突現(xiàn)詞最明顯的為應(yīng)用。表明在這一階段我國原油結(jié)蠟及清防蠟的研究重在現(xiàn)場應(yīng)用方面。1995年到2000年，我國原油的對外依存度由7.59%增長到了33.76%。面對當(dāng)前的原油產(chǎn)量漲幅低，而消耗量急劇上升的嚴(yán)峻形勢，維持石油的穩(wěn)定高產(chǎn)對于確保國家經(jīng)濟的高速發(fā)展有著重要的作用。我國生產(chǎn)的大部分原油是含蠟質(zhì)原油，結(jié)蠟是油氣生產(chǎn)過程中的一個普遍存在的破壞性問題，直接影響到油田的安全、高效的生產(chǎn)[24-26]。因此解決清蠟問題對于保證原油穩(wěn)定的生產(chǎn)具有重要的意義。2000-2002年，我國開始注重現(xiàn)場清防蠟應(yīng)用方面，主要集中在開發(fā)新型清蠟和防蠟技術(shù)，優(yōu)化清蠟條件，通過現(xiàn)場應(yīng)用判斷清蠟效果，提高油田生產(chǎn)率。

（2）2006-2013年，清蠟、清防蠟和原油得到明顯突現(xiàn)。表明在這一階段我國注重原油清蠟和清防蠟方面的研究。國內(nèi)清防蠟工藝種類繁多，有熱力、機械、化學(xué)和微生物等[27，28]。由于在現(xiàn)場實施應(yīng)用的過程中，操作時間長、影響因素眾多，試驗精度難以準(zhǔn)確把控，使得僅通過現(xiàn)場試驗來探索清防蠟的內(nèi)部規(guī)律是十分困難的。因此國內(nèi)學(xué)者開始對原油的清防蠟方面展開了詳細(xì)的研究，探索不同清防蠟方式的應(yīng)用與效果。

（3）2013-2019年，含蠟原油、清管周期和蠟沉積開始突現(xiàn)出來。表明在這一階段，含蠟原油的清管周期和蠟沉積方面是大家研究的熱點。含蠟原油輸送成本包括熱力費用、動力費用和清管費用三部分，其中占比最大的為熱力費用[29，30]。管道內(nèi)壁上的結(jié)蠟層一方面減小管道流通面積，降低了管道輸送能力，另一方面還減少原油與管壁及周圍環(huán)境的換熱，起著良好的保溫效果，減少了動力費用消耗[31，32]。因此含蠟原油管道在清蠟時留有一定的余蠟厚度會降低管道運行成本。對于某含蠟原油輸送管道，存在著使得運行成本最小的經(jīng)濟清蠟周期[33]。含蠟原油的蠟沉積現(xiàn)象十分復(fù)雜，原油物性、輸送溫度及速度、管壁材質(zhì)等均影響蠟沉積速率[34]。對石蠟沉積方面開展研究對于抑制管道中石蠟沉積物的形成，預(yù)測石蠟的沉積速率和確定最佳清蠟周期具有重要的現(xiàn)實意義。

3 ?結(jié) 論

本文運用科學(xué)計量學(xué)方法，通過Citespace可視化軟件對我國近20年原油結(jié)蠟及清防蠟領(lǐng)域的研究繪制了知識圖譜?？偨Y(jié)出該領(lǐng)域的研究熱點和研究前沿的演化，主要結(jié)論如下：

（1）最近20年以來，我國對于原油結(jié)蠟及清防蠟研究的期刊發(fā)文量比較穩(wěn)定，碩博士論文由1999年的0篇增加到了2016年的45篇，由此可看出，我國對于該領(lǐng)域的相關(guān)研究在不斷深入。

（2）我國對于原油結(jié)蠟及清防蠟研究的熱點集中在含蠟原油清蠟和防蠟方面的發(fā)展、含蠟原油蠟沉積方面的研究和清防蠟技術(shù)的應(yīng)用。

（3）最近20年我國對于原油結(jié)蠟及清防蠟研究前沿的演進(jìn)主要分為3個階段：2000-2002年，研究前沿為應(yīng)用;2006-2013年，研究前沿為清蠟、清防蠟和原油;2013-2019年，研究前沿為含蠟原油、清管周期和蠟沉積。

本文選了近20年來自于CNKI數(shù)據(jù)庫的文獻(xiàn)，對于中國學(xué)者在國外期刊發(fā)表的相關(guān)研究的論文未納入到研究范圍，這是本文的一個局限。此外由于軟件使用存在主觀性，對于一些低頻次的關(guān)鍵詞未出現(xiàn)在圖譜中。在未來的研究中，應(yīng)將文獻(xiàn)來源進(jìn)行擴展，來獲得更為全面和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕Y(jié)果。

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