薛義，竇丹

1.中國石油天然氣管道局投產(chǎn)運(yùn)行公司，河北廊坊065001

2.中國石油天然氣國際尼日爾有限責(zé)任公司，北京100032

不同加熱條件對(duì)尼日爾某管道原油降凝效果的影響

薛義1，竇丹2

1.中國石油天然氣管道局投產(chǎn)運(yùn)行公司，河北廊坊065001

2.中國石油天然氣國際尼日爾有限責(zé)任公司，北京100032

為研究不同加熱條件對(duì)降凝劑降凝效果的影響，對(duì)實(shí)際運(yùn)行過程中的尼日爾某輸油管道加劑原油凝點(diǎn)進(jìn)行了測(cè)量，通過改變加熱條件，依次停爐，得到了不同的凝點(diǎn)。分析加熱條件的變化和末站凝點(diǎn)測(cè)試的數(shù)據(jù)得出結(jié)論：加熱爐加熱溫度高于最佳處理溫度65℃時(shí)，經(jīng)多次加熱，降凝效果無顯著變化；但地溫場(chǎng)的反加熱使加劑原油處于析蠟高峰區(qū)和反常點(diǎn)溫度時(shí)，會(huì)惡化降凝效果；被地溫場(chǎng)反加熱后的惡化加劑原油，再次啟動(dòng)加熱爐加熱可以消除之前反加熱對(duì)降凝效果帶來的不利影響。

原油管道；降凝效果；加熱條件

0 引言

尼日爾阿賈德姆原油管道全長約455.7 km，管徑323.9 mm，設(shè)計(jì)輸量100萬t/a，設(shè)計(jì)壓力10 MPa。由于輸送介質(zhì)為高凝原油，因而采用一泵到底、加熱輸送工藝。全線設(shè)首、末站和5個(gè)中間加熱站，在投產(chǎn)后的運(yùn)行初期，管道一般采用加熱正反輸送（夏季常溫輸送）。隨著來油凝點(diǎn)不斷升高，冬季進(jìn)站油溫已不能滿足運(yùn)行要求，加之加熱正反輸送運(yùn)行成本極大，故引入降凝劑進(jìn)行試驗(yàn)。但降凝劑的降凝效果與管道運(yùn)行環(huán)境有很大關(guān)系，為此特別探究從加熱輸送向常溫輸送轉(zhuǎn)換過程中降凝劑的使用效果，為以后降凝劑現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用提供依據(jù)。

1 試驗(yàn)過程

1.1 加劑原油特性

尼日爾阿賈德姆原油管道所輸原油的黏溫曲線見圖1，析蠟曲線見圖2。

圖1 加劑原油黏溫曲線

圖2 加劑原油析蠟曲線

從圖1和圖2可以看出，原油從牛頓流體向非牛頓流體轉(zhuǎn)變的溫度（即反常點(diǎn)）和原油的析蠟點(diǎn)均處于25～35℃之間。油溫低于反常點(diǎn)時(shí)，原油黏稠度增加。

1.2 逐站停爐

2013年3月，管道沿線地溫開始逐步回升，原油進(jìn)站溫度隨地溫的升高也逐漸升高，按照加劑輸送規(guī)范和管道運(yùn)行情況，已具備常溫加劑輸送的條件。管道從下游開始向上游逐站停爐，各站啟停爐時(shí)間如表1所示。未停爐前，加劑原油會(huì)被1#～5#加熱站重復(fù)加熱5次，由于油溫高于地溫，管道周圍土壤會(huì)形成一定溫度場(chǎng)。從5#站開始依次向上游停爐后，每停1個(gè)加熱爐，加劑原油重復(fù)加熱的次數(shù)減少1次，同時(shí)該停爐站場(chǎng)的下游土壤溫度場(chǎng)對(duì)上游來冷油進(jìn)行反加熱一段時(shí)間，直至土壤溫度場(chǎng)恢復(fù)常溫。在此期間，測(cè)量加劑原油的凝點(diǎn)。為試驗(yàn)反加熱的影響，5#站加熱爐停爐后又重新啟動(dòng)一段時(shí)間。

表1 各站停爐和重新啟爐時(shí)間

1.3 末站凝點(diǎn)測(cè)試

現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)末站加劑原油和空白原油的凝點(diǎn)數(shù)據(jù)如圖3所示，空白油的凝點(diǎn)在28～31℃之間，加劑原油凝點(diǎn)在22～27℃之間，原油加劑后平均降凝幅度為3～8℃，從圖3可以看出藍(lán)色曲線起伏波動(dòng)較大，即隔一段時(shí)間會(huì)出現(xiàn)原油凝點(diǎn)異常升高的情況，引起波動(dòng)的原因與停爐后的加劑原油狀態(tài)發(fā)生變化有一定關(guān)系。

圖3 加劑原油與空白原油凝點(diǎn)對(duì)比

2 數(shù)據(jù)分析[1-2]

2.1 多次加熱影響

在未停爐期間，各站均加熱到65℃以上，末站凝點(diǎn)為24～25℃。逐站停爐以后，測(cè)試末站原油凝點(diǎn)，除去異常的點(diǎn)，結(jié)果如表2所示。由表2可看出，經(jīng)過逐步減少加熱次數(shù)，末站原油凝點(diǎn)變化不大，加熱次數(shù)對(duì)降凝劑影響不大。

表2 加熱多次到最低處理溫度時(shí)末站原油凝點(diǎn)

2.2 地溫反加熱影響

在依次停爐期間，某一站停爐后，停爐站下游地溫場(chǎng)溫度比來油溫度高，會(huì)對(duì)來油進(jìn)行短暫加熱（但地溫場(chǎng)溫度比加熱爐溫度低，對(duì)上游來油的加熱能力有限），隨后地溫場(chǎng)溫度逐漸下降至接近大地溫度，這可能是導(dǎo)致凝點(diǎn)異常升高的原因。反算原油凝點(diǎn)出現(xiàn)異常升高的油頭所在的位置，數(shù)據(jù)見表3。

表3 未加熱到最低處理溫度時(shí)末站原油凝點(diǎn)（異常凝點(diǎn)）

通過表3數(shù)據(jù)可以看出，在某一站停爐后，油頭經(jīng)過該停爐站，往下游流動(dòng)過程中，會(huì)受到下游一段地溫場(chǎng)的短暫加熱，最終達(dá)末站后凝點(diǎn)在26～27℃之間，是一個(gè)月內(nèi)加劑原油測(cè)試凝點(diǎn)最高的數(shù)據(jù)，剛停爐后該站下游的地溫場(chǎng)反加熱（未達(dá)到熱處理溫度的加熱）會(huì)對(duì)部分加劑油段的降凝效果產(chǎn)生不利影響，而停爐一段時(shí)間后，溫度場(chǎng)會(huì)逐漸散去，不再影響加劑原油。

地溫反加熱使原油凝點(diǎn)接近未加劑原油凝點(diǎn)（29℃），表明此時(shí)降凝劑幾乎失效。原因是經(jīng)地溫場(chǎng)反加熱的油溫恰好在加劑原油反常點(diǎn)和析蠟點(diǎn)附近，因而造成了加劑原油低溫流變性變差，凝點(diǎn)急劇上升。

2.3 加熱爐再次加熱影響

在全線加熱爐停止運(yùn)行期間，原油降凝幅度受地溫反加熱的影響較大，降凝效果出現(xiàn)惡化，為解決反加熱帶來的不利影響，重新啟動(dòng)5#站加熱爐進(jìn)行再次加熱試驗(yàn)，保持加熱溫度在65℃以上。經(jīng)過再次加熱到65℃以上的油頭，其凝點(diǎn)在23～24℃之間，數(shù)據(jù)如表4所示，從表4可看出，經(jīng)過一次達(dá)到熱處理溫度的加熱，可以消除之前反加熱帶來的不利影響。表明在地溫場(chǎng)反加熱中形成的蠟晶體，經(jīng)加熱爐再次加熱后溶解，原油凝點(diǎn)降低。

表4 再次加熱到最低處理溫度時(shí)末站原油凝點(diǎn)

3 結(jié)論

（1）加熱爐加熱溫度均高于最佳處理溫度65℃時(shí)，經(jīng)過多次加熱，降凝效果無顯著變化。

（2）地溫場(chǎng)的反加熱使加劑原油處于析蠟高峰區(qū)和反常點(diǎn)溫度時(shí)，會(huì)顯著惡化降凝效果。

（3）被地溫場(chǎng)反加熱后的惡化加劑原油，再次啟動(dòng)加熱爐加熱可以消除之前反加熱對(duì)降凝效果帶來的不利影響。

[1]彭建偉，張勁軍，李鴻英，等.重復(fù)加熱對(duì)降凝劑改性原油流動(dòng)性影響的模糊評(píng)價(jià)[J].石油天然氣學(xué)報(bào)（江漢石油學(xué)院學(xué)報(bào)），2007，29（5）：137-140.

[2]宋昭崢，孫潔，李傳憲，等.降凝劑對(duì)高蠟原油流變性的改性效果分析[J].石油大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2002，26（1）：52-55.

Effect of Different Heating Conditions on Pour Point Depressant Action in ANiger Crude OilPipeline

Xue Yi1，Dou Dan2
1.Commissioning and Operation Company of CPP，Langfang 065001，China
2.China NationalPetroleum Corporation Niger Petroleum S.A.，Beijing 100032，China

In order to know about the effects of different heating conditions on pour point depression in the actual operation situation of a certain Niger crude oil pipeline，the measurement of pour points of oil adding pour point depressant（PPD）is carried out.Through changing heating conditions and stopping heating furnaces one by one，the different oil pour points are obtained.The conclusion is gained by analyzing heating conditions and terminal pour point data that when the furnace heating temperature is higher than the optimum processing temperature of 65℃,regardless how many heating times，thepour points of crude oil adding PPD are similar；When the crude oil is reversely heated by earth temperature field around the pipeline to cause the oil to be in wax precipitation peak range and abnormalpoint temperature，the pour points significantly raise；but if the reversely heating crude oil is heated again by furnace，the disadvantageous effect due to reversely heating is eliminated.

crude oilpipeline；pour point depression；heating condition

10.3969/j.issn.1001-2206.2015.01.016

薛義（1986-），男，湖北荊州人，工程師，2008年畢業(yè)于中國石油大學(xué)（北京）油氣儲(chǔ)運(yùn)專業(yè)，現(xiàn)從事管道投產(chǎn)運(yùn)行及其技術(shù)研究等工作。

2014-05-14