1 前言
20世纪60年代以来，国内外相继开展了含蜡原油热处理的研究工作，并得到工业应用。经过40多年的不懈努力，我国在该领域取得了许多重要成果，含蜡原油添加化学降凝剂改性输送技术处于国际先进水平。在国外，随着全球范围内高粘易凝原油开采量的不断增加，其输送技术和相关基础理论正日益成为石油工业发达国家的研究热点，高粘易凝原油输送技术将得到进一步的发展。
目前，高粘易凝原油的改性集输技术主要包括：加热法、稀释法、掺热水或活性水法、乳化降粘法、低粘液环法、改质降粘法等，其中加热改性输送方法是传统方法，也是国内外原油集输中应用最广泛的方法。但其能耗高，输送量中超过1%的原油用作燃料消耗，经济损失大，此外还存在停输再启动困难、最低输量受限制等问题。常温输送在安全输送、节能降耗上具有优越性，并且能有效解决低输量、间歇输送、停输后再启动等问题而得到了广泛应用。常温输送，通常是指在输油管道的环境温度下，管输过程中不需要加热的管道输油工艺。原油管道常温输送工艺的主要内涵包括：它以原油流变学研究为理论基础，采用物理或化学的方法对原油实施改性，即改善其流变特性(尤其是低温流变特性)，根据原油改性效果进行管道的改造和设计。因此，世界各国原油集输研究工作都在致力于用其它非加热输送方式，逐渐减少或替换加热输送方式。目前，国内外主要采用热处理、加降凝剂、加剂综合处理的方式实现含蜡原油的常温输送，其他还有稀释输送、水悬浮输送等方式，都能实现含蜡原油的常温输送。
2 输送工艺
（1）热处理输送
含蜡原油的热处理，就是指将原油加热到一定温度，使原油中的石蜡、胶质和沥青质溶解，分散在原油中，再以一定的温降速度和方式(动态或静态)，改变蜡晶的形态、结构和强度，改善原油的低温流动性。利用原油热处理实现含蜡原油的常温输送或延长距离输送，称为热处理输送。
使用这项技术最著名的例子是1160km的印度那霍卡蒂亚——巴绕尼管道：倾点29～34℃的原油在首站加热至90～95℃，然后通过换热器急冷至65℃，再进入专门设计的冷却塔降温至18℃后，进入管道在地温条件下等温输送。我国目前采用的是管输过程自然冷却的热处理输送。将原油在首站加热到最优热处理温度后，经过与冷油换热，热油在一定温度下输入管道，沿线自然冷却降温。
由于取得良好改性效果所需的热处理温度较添加降凝剂所需的处理温度高(例如，濮临线、马惠宁线原油均需热处理至85~90℃)，其改性效果及稳定性也不如添加降凝剂处理好，故近年来这种工艺已很少单独采用。
（2）稀释输送
在重质原油中掺入低粘度的油品，使混合油粘度降低。这是传统的重质原油输送方法，因其工艺简单，效果可靠(降粘效果在管输过程中较稳定)，在国内外得到广泛应用。用作稀释剂的低粘油可以是轻质原油、原油的馏分油或天然气凝析液。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆我国重质原油油田的集输过程中，一般掺入含蜡原油降粘，例如，在粘度21127mPa·s的单家寺含水原油中掺入粘度为28.7mPa·s的滨南含蜡原油，当稀释比(稀释油在混合油中的比例)为20%时，混合油粘度降至1545mPa·s。加拿大、委内瑞拉等重质原油生产大国主要使用天然气凝析液作稀释剂。稀释降粘的幅度与低粘油品的掺入量、重质原油和低粘油品的粘度有关。重质原油粘度越高，低粘油品的粘度越小，降粘效果越好。一般地，除非稀释油掺入量较大，否则重质原油稀释后仍需加热输送，只是加热温度可以大大降低。
如果重质原油油田附近有低粘油油田，采用这种方法是很方便的，但如果掺入原油的馏分油，则须进行经济核算。从销售和炼制的角度看，把轻质油掺入重质原油中将造成轻质油“贬值”。此外，含蜡量很少的重质原油可用于生产优质道路沥青，创造更高的产值，但是，如果为了降粘掺入了大量含蜡原油，将严重影响沥青产品的质量。
（3）乳化降粘输送
乳化降粘输送是使原油以很小的液滴(几微米至几十微米)分散于表面活性剂水溶液中，形成油为分散相、水为连续相的水包油乳状液，从而大大降低输送时的摩阻(例如，用单家寺重质原油制备的含水30%的水包油乳状液，其50℃时的粘度为54mPa·s，而原油粘度为9260mPa·s)。用于输送的乳状液的油水比一般为7:3左右。乳状液或直接用作燃料，或输送到终点后再破乳脱水后销售。这项技术的关键是制备出稳定性好，能够经受管输过程中各种剪切和热力作用而不被破坏的乳状液。若在管道终点要将油水分离，则还要求便于破乳的配套技术。
与加热输送相比，乳化输送可节省加热的燃料和动力消耗，但要增加乳化剂筛选试验、乳化剂及乳状液制备费用，还有取水、输水、水处理等一系列费用。不过所增费用的主要部分受输送距离影响较小，因此，当输送距离较长时，乳化输送在经济上将是合理的。
（4）加降凝剂输送
加降凝剂输送是指在原油中加入降凝剂, 以降低含蜡原油凝点和粘度, 改善其低温流动性的一种物理化学方法。添加降凝剂输送具有操作简单、适用范围广等优点, 但在运用过程中仍存在一些不足, 降凝剂对含蜡原油降凝存在很强的选择性, 而且成本较高。
加降凝剂输送的重点是通过实验的方法研究原油与降凝剂的配伍规律, 筛选出最有效的降凝剂, 然后确定加剂处理温度和加剂浓度, 并且还要研究剪切作用和加热历史等对加剂原油流变性的影响。
我国在80年代中期也在原油管道上进行过加减阻剂的实验，取得了一定的效果。在辽河油田的稠油减阻实验研究中，加入一定量的减阻剂后其减阻率可达到7.5%左右，相应的增输率在4.4%。
（5）高含蜡原油的水悬浮输送
水悬浮输送是将高凝点的原油分散于常温的水中，形成凝油粒为分散相，水为连续相的水悬浮液，大大降低输送的摩阻。这项技术的关键是悬浮液的稳定性。水温相对于原油凝点越低，悬浮液越稳定；输送时离心泵的剧烈剪切不利于悬浮液的稳定；流速过低也会导致悬浮液分层。1962年投产的印度尼西亚丹绒油田至巴厘巴板的长238km、管径500mm的管道是应用这项技术的一个典型例子。
其所输原油凝点40.6℃，含蜡33%，形成油水比7:3的悬浮液，在28℃的地温下输送，在终点站加破乳剂并加热脱水。我国也进行过水悬浮输送的研究，但未在生产上应用。
论文作者:孙鹏
论文发表刊物:《工程管理前沿》2020年5期
论文发表时间:2020/4/30
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