劉 霞，王銀強(qiáng)，張桂蘭，杜應(yīng)成

（新疆油田油氣儲運分公司，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行模式主要包括兩種：一種是原油首站經(jīng)過一次處理后在中間站不再進(jìn)行加熱，即實現(xiàn)“常溫輸送”。對于輸送距離較長的管道，這種運行方式意味著改性原油要經(jīng)歷多次過泵剪切，而這往往會對改性的效果產(chǎn)生不利影響。另一種是首站經(jīng)過處理后，中途在中間站再重復(fù)加熱。因改性后原油的流動性大大改善，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?？偠灾?，降凝劑改性輸送管道采用哪種運行模式，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)具體情況具體對待[1-5]。

A-D 線始建于1962 年，管道全長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)計輸量為85×104t/a，設(shè)計壓力6.5 MPa。全線設(shè)有A 站、B 站、C 站、D 站（見表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，按照一定比例與1#原油混合加熱加壓后輸往下游，C 站視地溫及實際運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)評價

在50℃熱處理溫度，終冷溫度為5 ℃的條件下，對比空白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)定性評價，并根據(jù)降凝降黏效果選出最優(yōu)降凝劑為JN-01。

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

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)加熱時的高速剪切穩(wěn)定性數(shù)據(jù)見下頁表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)加熱對降凝降黏效果影響不大，符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。對比表3、表4 可知，55 ℃熱處理降凝效果明顯優(yōu)于50 ℃。因此，現(xiàn)場試驗期間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)場加劑試驗結(jié)果及分析

在A 站加注降凝劑，全線各站每4 h 測一次進(jìn)出站凝點，在不同加劑量油頭到達(dá)各站時改為2 h，以便監(jiān)測凝點的變化。A 站、B 站出站溫度在析蠟點以上，剪切作用對凝點基本沒有影響，因此在壓力表處帶壓取樣。其余各取樣點采用螺紋緩?fù)说葔喝悠?，并對比B 站、C 站進(jìn)站原油等壓取樣與帶壓取樣凝點測試結(jié)果差異?，F(xiàn)場試驗中，采用國標(biāo)法測試加劑原油凝點。

2.1 試驗期間管線運行參數(shù)

試驗分為4 個階段，50×10-6加劑量運行31 h，30×10-6加劑量運行38 h，40×10-6加劑量運行24 h，20×10-6加劑量運行36 h。試驗期間管線運行參數(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，與A 站來油摻混輸送。試驗期間管線運行參數(shù)見表6。

表6 試驗期間管線運行參數(shù)

試驗期間，對不同加劑量下各站進(jìn)出站凝點進(jìn)行統(tǒng)計，具體數(shù)據(jù)見表7。

表7 不同加劑量下各站凝點對比

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

B 站出站由于摻入2#原油及過泵剪切的影響，凝點略有上升。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)站溫度在析蠟點以下（22 ℃左右），且C 站熱力越站，過泵加壓中經(jīng)歷高速剪切及過泵溫升，凝點有較大的回升。

D 站進(jìn)站凝點普遍低于C 站出站凝點，說明加劑原油經(jīng)過此站間管道的低剪切率管流剪切后，流動性有較明顯的恢復(fù)。但A 站—B 站、B 站—C 站站間管流剪切對凝點影響不大。高速剪切對加劑原油低溫流動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 黏度對比分析

對比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)，說明在溫度較高時摻入2#原油對降黏效果影響不大。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70%。見圖1、圖2。

圖1 B 站進(jìn)站原油黏度對比

圖2 B 站出站原油黏度對比

3 測試凝點取樣方法的改進(jìn)

現(xiàn)場試驗期間，C 站出站及D 站進(jìn)站凝點測試結(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間較長，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，取樣時取樣器內(nèi)壁蠟油經(jīng)過沖刷被帶進(jìn)測試凝點的油樣中。

2）化驗室溫度高于油樣溫度，從取樣間到化驗室進(jìn)行凝點測試過程中，油樣經(jīng)歷了升溫過程。

因此，可對取樣方法進(jìn)行改進(jìn)：先用開水澆灌取樣器，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)過以上改進(jìn)后，油樣凝點恢復(fù)正常。

故在凝點測試中，應(yīng)注意以下幾點：

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）消除從取樣到測試過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，且加劑原油凝點均能滿足最冷月最低進(jìn)站溫度要求。因此，可以采用較小的加劑量，以節(jié)省降凝劑費用。

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

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