劉 霞，王銀強(qiáng)，張桂蘭，杜應(yīng)成

（新疆油田油氣儲(chǔ)運(yùn)分公司，新疆 克拉瑪依 834000）

引言

含蠟原油加劑改性是提高管道運(yùn)行安全性、減少能耗的常用方法。為了使降凝劑發(fā)揮改性作用，需要一定的工藝過(guò)程，其中降凝劑注入、原油的加熱處理是必不可少的。降凝劑改性原油輸送管道的運(yùn)行模式主要包括兩種：一種是原油首站經(jīng)過(guò)一次處理后在中間站不再進(jìn)行加熱，即實(shí)現(xiàn)“常溫輸送”。對(duì)于輸送距離較長(zhǎng)的管道，這種運(yùn)行方式意味著改性原油要經(jīng)歷多次過(guò)泵剪切，而這往往會(huì)對(duì)改性的效果產(chǎn)生不利影響。另一種是首站經(jīng)過(guò)處理后，中途在中間站再重復(fù)加熱。因改性后原油的流動(dòng)性大大改善，故可以降低原油進(jìn)站溫度，從而降低管道的允許最小輸量，增大管道運(yùn)行的彈性范圍，或者停用其中一部分的中間加熱站，減少燃料的消耗。總而言之，降凝劑改性輸送管道采用哪種運(yùn)行模式，取決于原油的改性效果、輸送距離和管徑、輸量、地溫條件等因素，必須根據(jù)具體情況具體對(duì)待[1-5]。

A-D 線(xiàn)始建于1962 年，管道全長(zhǎng)147.17 km，管徑273 mm/219 mm，材質(zhì)為20#鋼，采用瀝青玻璃布防腐并通電保護(hù)。管道設(shè)計(jì)輸量為85×104t/a，設(shè)計(jì)壓力6.5 MPa。全線(xiàn)設(shè)有A 站、B 站、C 站、D 站（見(jiàn)表1、表2）。A 站加熱加壓輸送1#原油，2#原油在B 站進(jìn)入A-D 線(xiàn)，按照一定比例與1#原油混合加熱加壓后輸往下游，C 站視地溫及實(shí)際運(yùn)行需求選擇是否熱力越站。

表1 不等經(jīng)管段分布

表2 管道參數(shù)

1 降凝劑室內(nèi)評(píng)價(jià)

在50℃熱處理溫度，終冷溫度為5 ℃的條件下，對(duì)比空白1#原油加入相同劑量下多種藥劑的降凝幅度及降黏率，篩選出合格的藥劑進(jìn)行72 h 穩(wěn)定性評(píng)價(jià)，并根據(jù)降凝降黏效果選出最優(yōu)降凝劑為JN-01。

加劑原油在管輸過(guò)程中將經(jīng)歷重復(fù)加熱、管流剪切、高速剪切等過(guò)程，這些對(duì)降凝效果產(chǎn)生影響[6-9]，參照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)JN-01 降凝劑進(jìn)行改性原油穩(wěn)定性分析評(píng)價(jià)。

1.1 靜置穩(wěn)定性

加劑30×10-6（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）、處理溫度為50 ℃的1#原油靜置穩(wěn)定性數(shù)據(jù)見(jiàn)表3。

表3 1#原油加劑靜置穩(wěn)定性數(shù)據(jù)

1.2 高速剪切穩(wěn)定性

加劑30×10-6、處理溫度55 ℃的1#原油高速剪切穩(wěn)定性數(shù)據(jù)見(jiàn)表4。

1.3 重復(fù)加熱穩(wěn)定性

加劑30×10-6、處理溫度55 ℃的1#原油重復(fù)加熱時(shí)的高速剪切穩(wěn)定性數(shù)據(jù)見(jiàn)下頁(yè)表5。

綜合表5 數(shù)據(jù)，1#原油加入30×10-6（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）JN-01 降凝劑的穩(wěn)定性較好，靜置、高速剪切、重復(fù)加熱對(duì)降凝降黏效果影響不大，符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。對(duì)比表3、表4 可知，55 ℃熱處理降凝效果明顯優(yōu)于50 ℃。因此，現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)期間A 站、B 站出站溫度應(yīng)大于55 ℃。

表5 1#原油加劑重復(fù)加熱穩(wěn)定性數(shù)據(jù)

2 現(xiàn)場(chǎng)加劑試驗(yàn)結(jié)果及分析

在A(yíng) 站加注降凝劑，全線(xiàn)各站每4 h 測(cè)一次進(jìn)出站凝點(diǎn)，在不同加劑量油頭到達(dá)各站時(shí)改為2 h，以便監(jiān)測(cè)凝點(diǎn)的變化。A 站、B 站出站溫度在析蠟點(diǎn)以上，剪切作用對(duì)凝點(diǎn)基本沒(méi)有影響，因此在壓力表處帶壓取樣。其余各取樣點(diǎn)采用螺紋緩?fù)说葔喝悠?，并?duì)比B 站、C 站進(jìn)站原油等壓取樣與帶壓取樣凝點(diǎn)測(cè)試結(jié)果差異?，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中，采用國(guó)標(biāo)法測(cè)試加劑原油凝點(diǎn)。

2.1 試驗(yàn)期間管線(xiàn)運(yùn)行參數(shù)

試驗(yàn)分為4 個(gè)階段，50×10-6加劑量運(yùn)行31 h，30×10-6加劑量運(yùn)行38 h，40×10-6加劑量運(yùn)行24 h，20×10-6加劑量運(yùn)行36 h。試驗(yàn)期間管線(xiàn)運(yùn)行參數(shù)基本保持穩(wěn)定，A 站、B 站出站溫度55 ℃～57 ℃，C 站熱力越站，2#原油在B 站接入A-D 線(xiàn)，與A 站來(lái)油摻混輸送。試驗(yàn)期間管線(xiàn)運(yùn)行參數(shù)見(jiàn)表6。

表6 試驗(yàn)期間管線(xiàn)運(yùn)行參數(shù)

試驗(yàn)期間，對(duì)不同加劑量下各站進(jìn)出站凝點(diǎn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表7。

表7 不同加劑量下各站凝點(diǎn)對(duì)比

從表7 可以看出，隨加劑量增加，B 站進(jìn)站1#原油凝點(diǎn)整體呈下降趨勢(shì)，但降凝效果相差不大，降凝幅度均在15 ℃～18 ℃。B 站進(jìn)站凝點(diǎn)相比A 站凝點(diǎn)基本沒(méi)有反彈或者反彈幅度很小。

B 站出站由于摻入2#原油及過(guò)泵剪切的影響，凝點(diǎn)略有上升。1#原油與2#原油的混油在各加劑量下的降凝效果相差不大，降凝幅度在18.5 ℃～20.5 ℃。C 站進(jìn)站溫度在析蠟點(diǎn)以下（22 ℃左右），且C 站熱力越站，過(guò)泵加壓中經(jīng)歷高速剪切及過(guò)泵溫升，凝點(diǎn)有較大的回升。

D 站進(jìn)站凝點(diǎn)普遍低于C 站出站凝點(diǎn)，說(shuō)明加劑原油經(jīng)過(guò)此站間管道的低剪切率管流剪切后，流動(dòng)性有較明顯的恢復(fù)。但A 站—B 站、B 站—C 站站間管流剪切對(duì)凝點(diǎn)影響不大。高速剪切對(duì)加劑原油低溫流動(dòng)性的影響與原油的組成及高速剪切后的溫度有關(guān)。有的加劑原油因高速剪切而惡化的流動(dòng)性可以在隨后的低速剪切中完全或部分恢復(fù)，有的則完全不能恢復(fù)，還有的不受高速剪切的影響。

2.2 黏度對(duì)比分析

對(duì)比1#原油摻入未加劑的2#原油前后的黏度可以發(fā)現(xiàn)，15 ℃以上黏度基本相當(dāng)，說(shuō)明在溫度較高時(shí)摻入2#原油對(duì)降黏效果影響不大。1#原油及1#、2#混油在各加劑量下降粘幅度相差不大，在25 ℃以下降黏效果明顯，10℃以下降黏率超過(guò)70%。見(jiàn)圖1、圖2。

圖1 B 站進(jìn)站原油黏度對(duì)比

圖2 B 站出站原油黏度對(duì)比

3 測(cè)試凝點(diǎn)取樣方法的改進(jìn)

現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)期間，C 站出站及D 站進(jìn)站凝點(diǎn)測(cè)試結(jié)果均出現(xiàn)若干次異常。原因可能有以下幾方面：

1）取樣間氣溫較低且取樣時(shí)間較長(zhǎng)，加之取樣器保溫措施不足，導(dǎo)致取樣器內(nèi)有蠟析出并附著在取樣器內(nèi)壁，取樣時(shí)取樣器內(nèi)壁蠟油經(jīng)過(guò)沖刷被帶進(jìn)測(cè)試凝點(diǎn)的油樣中。

2）化驗(yàn)室溫度高于油樣溫度，從取樣間到化驗(yàn)室進(jìn)行凝點(diǎn)測(cè)試過(guò)程中，油樣經(jīng)歷了升溫過(guò)程。

因此，可對(duì)取樣方法進(jìn)行改進(jìn)：先用開(kāi)水澆灌取樣器，然后將取樣器活塞旋至頂端，經(jīng)原油沖刷（5 L～10 L）后再取樣，油樣試劑瓶放在裝有水的保溫桶內(nèi)，根據(jù)取樣間溫度調(diào)節(jié)取樣水溫，防止油溫出現(xiàn)回升。經(jīng)過(guò)以上改進(jìn)后，油樣凝點(diǎn)恢復(fù)正常。

故在凝點(diǎn)測(cè)試中，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

1）做好取樣器保溫，減少蠟析出；

2）取樣前用大排量原油沖刷，排除取樣器內(nèi)析出蠟的影響；

3）消除從取樣到測(cè)試過(guò)程中任何可能使油樣溫度變化的因素；

4）了解取樣器工作原理，嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行取樣。

4 結(jié)論

1）管輸原油在55 ℃以上加劑，降黏降凝效果明顯，降凝幅度達(dá)15.0 ℃～20.5 ℃，能夠?qū)崿F(xiàn)冬季C 站熱力越站。

2）不同加劑量降凝降黏效果變化不大，且加劑原油凝點(diǎn)均能滿(mǎn)足最冷月最低進(jìn)站溫度要求。因此，可以采用較小的加劑量，以節(jié)省降凝劑費(fèi)用。

3）加劑1#原油摻入一定比例的2#原油后，凝點(diǎn)及黏度變化不大。泵剪切引起的凝點(diǎn)上升在B 站—D 站站間經(jīng)過(guò)管流剪切后降凝效果有一定程度的恢復(fù)。

4）試驗(yàn)期間出現(xiàn)凝點(diǎn)異常值，通過(guò)避免或減少溫度變化、蠟析出等措施，油樣凝點(diǎn)恢復(fù)正常，從而為今后規(guī)范凝點(diǎn)測(cè)試提供了經(jīng)驗(yàn)。