高粘易凝原油管道完整性维护决策系统

介绍了根据高粘、易凝原油管道的研究成果建立的完整性维护决策系统。该系统依据风险评价的结果进行决策分析,制定适合的维护措施,并在维护策略实施后依靠再次风险评价进行效果监测。将高粘、易凝原油管道的失效模式分为穿孔、断裂、凝管和设备故障四大类,并分别针对腐蚀穿孔、裂纹导致断裂和凝管风险,应用结构可靠性原理和断裂力学建立了风险概率及后果评价模型。同时,还针对打孔盗油、外力破坏导致断裂等模糊性较强的失效模式,应用模糊影响图技术建立了半定量风险评价模型,制定了风险可接受标准。应用研究成果对国内某管道进行了风险评价,给出了维护建设。

蜡、胶质沥青质对易凝原油析蜡特性及凝点影响研究

易凝原油在我国原油中占比较大,一直是我国储运研究者的关注重点,对其凝点、析蜡特性的研究也是提高管输运行经济性的关键。介绍了塔里木油的密度、凝点、黏温关系及四组分,分析其作为胶质沥青质组分来改变人工蜡油配比的可行性。接着通过改变柴油、石蜡、塔里木油的配比获得不同组成比例的人工蜡油。然后以人工蜡油为实验对象,观察了不同蜡、胶质沥青质比例下,析蜡特性及凝点的变化情况。结果表明:随胶质沥青质含量的增加,凝点、析蜡点、析蜡量下降,但下降速率逐渐变缓;随石蜡含量的增加,凝点、析蜡点、析蜡量上升,但上升速率逐渐变缓。最后给出了具体理论分析,并指出了胶质沥青质的降凝重要性。

易凝原油研究现状及输送措施

易凝原油在我国生产的原油中占很大比例,因此如何改善其流动性,降低其凝点、析蜡点成为我国提高管道运输经济性的关键之一。从对原油低温流变性的影响来说,易凝原油可被分为常温时为液态的油,常温时为晶态的蜡,以及胶质和沥青质。首先介绍了蜡晶的尺寸结构及形态,然后分析了胶质、沥青质的降凝作用,又对不同温度下的易凝原油流变类型进行分类,对粘弹性和屈服特性进行总结。最后列举了常用的易凝原油降凝措施,如加热输送,加降凝剂输送,气饱和输送,水悬浮输送,热处理输送,分析各自优缺点。

易凝高粘原油乳状悬浮液分散体系研究

在相对高的温度下配制稳定性良好的易凝高粘原油乳状液,当温度下降时,乳状液转化为稳定的悬浮液分散体系。研究认为,该乳状悬浮液分散体系的表观粘度随温度的降低略有波动,整个分散体系表现出幂律流体的性质。研究了乳化剂类型和浓度、乳化温度、重复加热、降温速率、剪切强度对整个分散体系稳定性的影响。

易凝高黏原油的改性输送工艺

对于易凝高黏原油，无论是采取加降凝剂输送还是稠油降黏减阻的输送工艺，都能显著降低原油的凝点和黏度，改善其低温流动性，保证管道平稳、安全运行。稀释剂一般采用低黏原油或天然气凝析油、轻馏分油等，加入稠油原油后使混合油中蜡、胶质及沥青质的浓度下降，蜡析出的温度下降，原油黏度、凝点均呈下降趋势，一般稀释剂的密度越小，黏度越小，其降黏、降凝的效果就越显著。实验证明：水包稠油乳状液的黏度可比稠油黏度降低2～4个数量级甚至更多，例如单家寺重质原油制备的含水率30%的水包油乳状液，其50℃时的黏度为54 mPa＆#183;s，而原油黏度为9260 mPa＆#183;s。乳化降黏方法主要适用于高黏稠油集输系统。

易凝高粘原油管道凝管失效风险分析

采用事故树方法对易凝高粘原油管道发生凝管失效的各种因素进行了分析,并定量计算了发生失效概率以及发生凝管事故造成的各种经济损失。利用凝管失效风险分析结果,可以有效指导易凝高粘原油管道的安全运行,并为管道的维护与安全性评估提供科学依据。

易凝高粘原油管输技术及其发展

我国所产原油 80 %以上为凝点较高的含蜡原油和粘稠的重质原油 ,其节能、安全输送一直是我国油气储运界面临的主要技术难题。简要介绍了这两类原油的流动特性及机理 ,概括了原油降凝减阻输送技术研究和应用的现状 ,分析了其发展趋势 ,提出了进一步研究需重点解决的问题。预计化学降凝剂改性仍将是含蜡原油节能安全输送技术的发展方向 ,目前需重点攻克大庆原油改性的难关 ;稠油乳化降粘减阻技术将得到更多的应用 ,在我国目前应重点针对海上油田的油水混输管道开展研究。现有技术的提升、新技术的涌现 ,有赖于基础研究的突破、技术路线的大胆创新和相关学科研究人员的协同攻关。

管输含蜡原油添加降凝剂应用进展

含蜡原油在管道输送过程中会面临原油流动性降低、管壁结蜡等问题,使得管输工艺的动力费用增加、清管周期缩短,严重时会造成管道堵塞风险。向含蜡原油中添加一定剂量的降凝剂,可适当改善原油流动性,减小管道沿程摩阻损失,有助于降低管道运行风险、减小投资。针对管输原油工程添加降凝剂的应用及研究现状,简述了含蜡原油降凝剂的主要类型及作用机制,论述了降凝剂在工程实例中的应用效果,比较了加剂与加热、掺混油综合运行的方案,指出了目前存在的降凝剂稳定性不足、原油对所加剂的感受性不强等问题,最后提出了降凝剂需向新型材料、普适性方向发展,管输应用方案需由单一化向综合化转变。

电磁法改善易凝高粘原油流动性的实验

利用含蜡原油中悬浮蜡晶颗粒与连续相间介电常数和磁导率的差异,通过精确控制外加电场或磁场的强度和频率,对原油进行处理。该方法可以有效降低原油粘度,达到不加热、不加剂而改善原油流动性的目的。利用Temple大学研发的电磁法原油降粘室内实验装置,针对国内大庆、长庆两种易凝高粘原油开展了实验研究,结果表明:在能耗极低的情况下,该装置可有效降低原油的粘度,特别是低温粘度,为探索原油微观结构和采用电磁法改善原油流动性的研究和应用进行了有益的尝试。(图10,参8)

新型丙烯酸高碳醇酯的合成工艺

设计并合成了一种聚合物原油降黏降凝剂的特殊功能单体—丙烯酸高碳醇酯,考察了反应时间、反应温度、反应物配比、催化剂用量和阻聚剂用量等对酯化率的影响。结果表明,当反应时间为6 h,反应温度为140℃,反应物酸醇物质的量比为1.25∶1,阻聚剂和催化剂加量(均以加入的总物料量计)分别为0.5%和1%时,目标产物的产率较高。通过红外分析和色谱-质谱确证,产物是高纯度的丙烯酸高碳醇酯。

海底管道直接电加热温降理论研究

海底管道直接电加热是一种安全、可靠、节能、环保的流动保障技术,适用于深水油田的易凝高黏原油开发。针对直接电加热原油管道的传热特点,推导了管道沿线温降基本方程以及最短加热长度、最小加热功率、最优加热长度、最低入口温度、最低输量及最大总传热系数的数学表达式。结果表明,在考虑现场实际约束条件下,加热长度应设计得尽可能短,利于节省加热能耗;当加热功率大于临界功率时,最短加热长度与加热功率的具体数值无关。

我国油气管道输送相关技术进展及展望

近10多年来,我国油气管道输送技术不断发展,技术水平逐渐提高。较系统地总结了我国油气管道输送相关技术的进展。对于易凝高粘原油管道输送,介绍了冷热油交替输送、多品种原油加剂改性长距离顺序输送、长距离含蜡原油管道间歇输送技术及其应用;对于天然气管道输送,介绍了管道输送、液化天然气输送技术的进展及其应用;对于成品油管道输送,介绍了顺序输送混油控制、成品油管道批输计划制定技术的创新与应用。最后,对我国长输油气管道输送技术的发展趋势进行了展望。

鲁宁输油管道初凝应急处置与思考

鲁宁管道输送胜利原油与进口原油的混合油,其具有高黏易凝的特点。2022年2月,该管道因焊缝破裂泄漏停输近30 h,启输后,站间距147.1 km的宁阳—滕州段出现在最高允许出站压力下流量和出站温度持续下降的初凝趋势,通过在其沿线注入热柴油,成功处置了此次初凝事件,约6天后管道流量恢复正常。鲁宁管道初凝事件及应急处置为大口径、长站间距加热输送管道安全积累了宝贵经验:(1)管道出现初凝趋势而出站压力趋近允许高限时,及时提升管道流量是关键;(2)优先向后半段及“瓶颈”段注入热稀油,疏通关键段及节点;(3)初期热稀油注入比例适当高于理论值,随运行工况趋稳适当调减比例;(4)通过站内热油循环保证加热设施正常运行,以便提高管输原油出站温度。最后提出建议:(1)热输原油管道设置站内循环流程是极其必要的;(2)深入研究鲁宁管道管输油品性质、管输运行规律及流动保障技术;(3)基于运行数据挖掘明确、细化管道初凝应急预案。