冷热油交替输送对管道结蜡层溶解规律的影响研究

为更好地管理冷热油交替输送管道,保障输送安全,利用Couette结蜡装置,通过改变溶解时间、温度、转速、蜡沉积性质等因素,探究了进口轻质冷油对国产含蜡热油在一定油温、壁温、转速、结蜡时间等实验条件下所形成蜡沉积层的溶解规律。研究结果表明,低碳数蜡比高碳数蜡更容易被溶解,而冷油温度是影响溶解效果的关键因素,冷油温度提高15℃可使溶蜡量增加17倍;流速提高更有利于高碳数蜡的扩散;溶蜡效果与蜡沉积层性质有关,并且溶蜡效果并不会随溶解时间的增长而持续改善,在溶蜡时长为1 h处存在明显转折点。

冷热原油交替输送管道停输策略及再启动安全性分析

管道停输安全性与沿线油温、土壤温度场等紧密相关,为了保证安全性的同时兼顾经济性,在运行温度不低于油品最低安全温度条件下,采用冷油停输无疑能保证更好的经济性,因此确定短时停输与长时停输的管道内油品温降,对制定再启动方案以及停输检修计划具有重要指导意义。为此,以东临复线历史运行数据为基础,通过仿真软件建立了冷热原油交替输送管线模型,并将模拟结果与实际工况进行对比,验证了模型的仿真效果。之后以东临复线冷热油交替输送的安全停输为研究目标,分别对比了冷热油长短时停输的安全性以及再启动采用冷油和热油的安全性和流量恢复情况。结果表明,采用冷油与热油停输的安全性受环境温度影响较大,春秋夏季两者均满足进站油温要求,冬季则最好采用冷油进行停输。再启动采用冷油会引起混油段温度较低,流量恢复过程较慢,并需要大量进口原油进行再启动,对沿线土壤温度场影响较大。

基于SPS的冷热油交替输送管道安全边界与运行方案制定

在对东临复线历史运行数据进行分析的基础上,基于SPS仿真软件建立了冷热油交替输送的管线模型,并应用该模型模拟了管道在不同季节的输送方案,同时通过将模拟结果与现场工况进行对比,验证了模型具有的准确性。然后,对管道进行了运行方案的优化,同时结合管道的实际情况确定了管道的安全边界条件,保证了管道正常运行的安全性及经济性。

稠油热采防砂封隔器的研制及应用

渤海油田稠油油藏占比达50%以上,然而由于稠油本身黏度大、开采难度大,通常做法是往井筒中注入高温高压蒸汽来降低稠油黏度,这就要求蒸汽到达油藏后热损失小,而且稠油油藏埋藏浅,储层胶结疏松易出砂、高温吞吐加剧出砂,常规封隔器不能满足稠油热采所需的长效密封要求。为了解决业内这一世界级难题,结合稠油开发开采现状,通过结构设计、有限元理论分析及室内测试,研制成功了耐冷热交变八轮次的稠油热采防砂封隔器,测试结果表明,其能够满足油田稠油开发开采对热采长效防砂工具的苛刻性能需求。目前,研究成果已经在现场成功应用,对于稠油油田的规模化开采及渤海油田上产4000万t意义重大。

冷热原油交替输送的传热过程研究

针对冷热原油顺序输送过程中的热力问题展开讨论,建立其二维传热数学模型,在模型中将土壤的半无限大区域转化成有限矩形区域,利用有限差分法进行离散化求解。利用此方法对新大线输送高凝点和低凝点原油的实际运行监测数据结果进行计算,其计算值与实测值误差较小,建立的该数据模型能够满足工程需要。

冷热原油交替输送停输再启动研究

建立了冷热原油交替输送停输再启动过程的数学模型,采用有限差分法和有限容积法相结合的研究方法对其复杂的停输再启动过程进行数值模拟,所编制的软件能计算管道再启动站间的温度、压力和流量的恢复过程,考察了停输时机对停输再启动过程的影响。研究成果可为冷热原油交替输送管道安全停输时间的确定提供技术支持。

冷热原油顺序输送弯管内混油特性数值模拟

针对冷热原油顺序输送工艺,在已有混油理论基础上,建立冷热原油顺序输送混油计算的数学模型,采用有限容积法进行数值求解,并对竖直弯管内的混油特性进行分析研究。结果表明:重力作用方向与管道轴向的角度变化及流速分布变化是影响竖直弯管内混油特性的主要因素;在水平管段,重力方向与管道轴向垂直,导致混油浓度在径向分布不对称,而在竖直管段,重力方向与管道径向垂直,密度大的油品在上方时,混油量相对较大;在弯头及其后面直管内流速分布发生较大变化,高速区发生偏移,致使混油增强,混油前峰形状发生变化并且后行油品在径向的高含量区发生偏移。

冷热油交替输送加热方案的经济比选

针对冷热油交替输送工艺中加热方案的确定问题,建立了冷热油交替输送管道的热力、水力计算模型,采用有限容积法和热力特征线法对非稳态热力、水力耦合问题进行了数值求解,参考国内某原油管道现场实测数据对程序进行了检验。通过模拟不同加热方案的原油进站温度随时间的变化,分析了加热方案的可行性;按对低凝原油加热时是全部加热还是油尾部分加热提出了2种加热控制方式,研究了采取不同加热控制方式时最低加热能耗的变化规律。结果表明:在取得最佳加热方式时,对低凝油油尾部分加热所消耗的燃料油比对低凝油整体加热的要少。

不同制油工艺制备花生毛油及饼粕的品质分析

采用低温压榨、溶剂浸出、炒籽后高温压榨及预榨-浸出4种不同工艺制备花生油,对得到的花生毛油及花生饼粕的品质进行比较分析,探讨不同制油工艺对花生油及饼粕品质的影响。结果表明,冷榨花生毛油的香味清淡,色泽最浅,酸值和过氧化值最低;压榨毛油的甾醇含量普遍高于浸出毛油;冷榨浸出毛油白藜芦醇含量最低(0.42μg/mL);冷榨花生油VE含量最高(25.2 mg/100 g);不同制油工艺所得花生毛油的主要脂肪酸组成相差不大;冷榨饼的氮溶解指数最高(50.75%),其他几种制油工艺得到的饼粕的氮溶解指数相对较低(12.25%~22.60%);热榨饼浸出毛油的AFB_1含量高于其他工艺制取的花生毛油中的含量,并且随着炒籽温度升高,AFB_1含量升高。

津华管道冷热油交替输送工艺应用研究

针对管道冷热油交替输送过程,建立了数学计算模型并编制了计算程序,对津华管道交替输送冀东原油（热油）与进口原油（冷油）过程进行了水力热力模拟计算;从安全性和经济性等方面,对于不同输送方案进行了比选和确定。研究结果表明,当交替输送循环达到2~3次后,进站油温将呈现周期性的变化;对于前行的冷油（进口原油）进行提前加热或适当热油（冀东原油）输送批量,都可提高交替输送的安全性。通过比选,确定了津华管道冬季适宜的冷热油交替输送方案。

偏心异径管冷热原油顺序输送混油特性数值模拟

冷热原油顺序输送过程中影响接触区内两种油品混油特性的因素诸多,如:流速、温度、油品物性、沿线长度、输油次序等。基于FLUENT软件仅对顺序输送过程中混油界面通过偏心异径管时的混油特性进行模拟分析。研究结果与等径管混油特性相比较并总结其变化规律,可应用于优化实际输送过程中的运行参数。

稳定的热油温度场对后续冷油温度的影响

针对冷热油顺序输送过程中的温度分布情况,提出了稳定的热油温度场对后续冷油温度的影响这一问题,通过分析顺序输送管道的几何特征,建立了有限区域内管道的数学模型,用计算流体力学软件PHOENICS对模型进行了求解。结果表明,冷油在被热油加热到一定温度后又逐渐降温,当温度降到一定值时,为了防止凝管等事故,就要转为输送热油,为今后研究冷热油顺序输送的循环周期等问题奠定基础。

冷热原油顺序输送管内混油特性数值模拟

针对冷热原油顺序输送工艺,在已有混油理论基础上,建立了冷热原油顺序输送混油计算的数学模型,采用有限容积法进行了数值求解,对水平和竖直管内的混油特性进行了数值模拟和分析研究。结果表明,在水平管段,重力方向与管道轴向垂直,导致混油浓度在径向分布不对称;在竖直管段,重力方向与管道径向垂直,重力作用不会使得混油浓度在径向分布不对称,但在竖直管段,密度大的油品在上方时,混油量相对较大。

西部原油管道冷热油交替输送过程温度场

热原油管道温度场的准确计算对管道的安全运行具有重要意义.建立了描述冷热油交替输送过程中非稳态水力、热力问题的数学模型,开发了计算软件,并对西部原油管道交替输送4种原油进行了模拟计算.结果表明:考虑不同管道运行历史得到的管道沿线油品温度最大偏差一般出现在进站位置,即管道加热站间距离越长,建立同样精度的温度场需要的管道运行历史越长.在当前算例范围内,考虑前一个月的管道运行历史计算得到的温度场即可满足工程精度要求.由于任意位置温度场的计算偏差都会累积到进站位置,因此随着站间管道距离的减小,初始温度场对运行过程的影响趋弱.

冷/热水交替驱稠油提高采收率实验研究与机理分析

针对水驱稠油开发效果差、采收率较低的问题,在稠油热水驱室内实验研究的基础上发现,冷/热水交替驱稠油的开发效果更好,与同温度的热水驱相比能提高采收率4.5%。进一步深入研究冷/热水交替驱稠油的注入参数,优化注入参数结果为:注入热水段塞温度为80℃,冷水和热水段塞比为1∶1,注入速度为0.5 m L/min,采出程度可达到65.1%。分析表明,冷/热水交替驱稠油与热水驱稠油相比,能够提高水的波及体积,并对油藏能够产生一定的震动作用,因此驱替效果更好。

不满流剪切对含蜡原油加剂处理效果的影响

彩石管道(彩南—石西)在满流工况下一直采取加降凝剂处理的方式,输送效果非常明显,后因低输量影响,产生了显著的不满管流动,造成彩南来油的凝点显著升高,加剂效果被破坏。提出了两种解决方案,认为其中之一的以间歇满管输送的方案可以解决凝点升高的问题。

原油长输管道顺序输送动态传热特性研究

长输管道冷热原油顺序输送是为了使冷油通过后热油也能安全地通过管道输送进站,因此对于周围环境的土壤温度场具有严格的要求。以传热学和流体动力学理论为指导,建立长输管道中的流体流动与传热的基本模型,再利用数值模拟,对长输管道冷热原油顺序输送时不同轴向位置的土壤温度场和轴向油温间的对应关系进行相关拟合研究。结果表明:当管道输送的原油量较小时,输送距离超过相关值后,管道沿线不同位置的温度近似保持一定值;而当管道冷热原油顺序输送时,由于油温不断交替变化,使得管道内油温及周围环境的土壤温度场随之不断周期性变化,但会发生空间滞后性,并且在输送热油时,由于管道受之前运送冷油的温度影响,热油头进站温度达到最低值,这是在编制安全运行方案时应重点考虑的因素之一。

热油管道中有流型流态改变时最小输量计算

通过分析有流型流态改变的热输原油管道的流动特征，用数学中的组合方法证明管道中有43种流型流态组合并给出组合图；建立了用二分法计算有流型流态改变管路最小输量的数学模型。采用二分法具有公式简单、对函数性质要求不高、稳定性好等优点。根据所建模型研制的程序系统可完成43种组合的工艺及最小输量计算，具有广泛使用性，为计算有流型流态转变热油管路的最小输量提供了方法。在此基础上，研制出一整套程序系统并给出了算例。

花土沟油田集输管道冷热油交替输送工艺研究

冷热油交替输送工艺是在低温情况下保证管道正常输送的重要手段,该工艺主要应用热力学方法,合理安排管道冷热油变换输送的频率。通过大量的基础数据计算,并依据冷热油交替输送的数学模型,对花土沟油田管道热油和冷油的交替输送过程进行计算。结果表明,冷热油交替输送两至三次后,管道内的原油温度变化会呈现出周期性;预热管道前端的冷油或者适当增加热油的输送量,可以更好地保证冷热油交替输送的安全。经过经济性对比分析,得到花土沟油田管道在低温下成本较低的输送方案为:在第一站进行加热,保证花土沟油田的管道原油出站温度为40℃,进口原油的出站温度为30℃,原油输量为1 100 m3/h,并提前48 h将前行冷油加热到45℃,全年输送11个批次。

陈371区块稠油冷热交替吞吐方式与注入参数优化

陈371区块稠油多轮次蒸汽吞吐后注汽效率下降、含水快速增加,试验冷热采交替吞吐工艺效果明显,但致效机理不明确。为此,利用油藏数值模拟方法,研究了油井在不同周期下的冷热采交替的生产效果,综合考虑周期产油量和经济效益,确定了高液高含水、中低含水和低产低液3种生产井况下的油井冷热采交替最佳时机,优化了冷热采交替吞吐方式及关键的注入参数。经21口井的应用,平均单井日产油4.9 t,周期产油量677.8 t,取得较好的效果。研究成果对提高稠油油藏冷热采交替吞吐开发效果具有重要的意义。