近年来,海洋油气资源开发日益兴起,海底管道长度大幅增加。深水油气生产集输系统中广泛采用多相混输技术,油包水乳状液是管道中可能形成的流型之一。油包水乳状液流动体系的复杂性以及所处的低温、强换热环境,使海底管道面临更大的蜡沉积风险。本论文围绕分散相水滴对蜡分子扩散的影响,系统研究了油包水乳状液的蜡分子扩散规律。首先,提出了近红外光谱法动力学模式测量原油析蜡温度的方法,通过外推法消除了连续降温过程中产生的过冷度,并分析了波长和降温速率对测试结果的影响。改进了近红外光谱法光谱模式的测试方法,通过密度修正解决了不透明油样基线倾斜的问题。与显微镜法和差示扫描量热法进行对比,近红外光谱法具有敏感高、重复性好、操作简单等多项优势,是一种可靠实用的析蜡温度测试方法。其次,采用显微观察法研究了油包水乳状液分散相粒径大小及分布随含水率和制备转速的变化规律,提取了乳状液微观结构基本特征的表征参数,并分析了表征参数与乳化条件的关系。采用Rosin-Rammler分布模型定量描述了乳状液分散相粒径的累积频率分布。研究成果为油包水乳状液蜡分子扩散研究奠定了基础。再次,采用冷指装置开展了油包水乳状液蜡分子扩散实验,通过对蜡沉积物性质进行分析,得到了静态条件下乳状液蜡分子平均扩散速率随乳状液含水率、温度及时间的变化规律。提出了乳状液蜡沉积物等效导热系数的计算方法,模拟了不同扩散时间下原油及乳状液的径向温度分布。揭示了在静态条件下水相会通过改变乳状液的径向温度分布而影响蜡分子扩散,并阐明了蜡分子扩散过程中传质与传热的内在联系。最后,分析了油包水乳状液蜡分子扩散过程各阶段的特点,提出了根据扩散实验结果计算油包水乳状液蜡分子有效扩散系数的方法。采用几何分析法推导了乳状液蜡分子扩散路径的迂曲度,提出了分散相阻碍作用系数的计算公式,并进行了验证。该系数可以量化含水率和分散相粒径分布特征对蜡分子扩散路径的阻碍程度,有助于加深对油包水乳状液蜡分子扩散机理的认识。