復(fù)合場能在稠油輸送中的研究

陳健

摘 要：我國稠油開采技術(shù)近20年得到了充分發(fā)展，形成了勝利、遼河、新疆、河南、大港等稠油生產(chǎn)基地其產(chǎn)量逐年提高，我國目前已成為世界主要稠油開采國。隨著高粘、高含蠟原油的開采，油氣集輸及管道輸送系統(tǒng)暴露出的流動性惡化結(jié)蠟結(jié)垢問題突出，現(xiàn)象嚴(yán)重。該文分析了油田輸送稠油的現(xiàn)狀及稠油輸送技術(shù)發(fā)展趨勢，提出了稠油輸送中應(yīng)用復(fù)合場能的可行性，詳細(xì)介紹了復(fù)合場能在降粘方面的智能化復(fù)合作用分析了其作用機理。通過試驗驗證了復(fù)合場能的降粘效果，并介紹了復(fù)合場能設(shè)備。

關(guān)鍵詞：復(fù)合場能 稠油 降粘 智能化

中圖分類號：TE8 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）03（b）-0247-02

1 稠油輸送現(xiàn)狀

我國稠油開采歷程較短，但發(fā)展很快，目前年產(chǎn)油量已超過千萬噸。它不僅彌補了稀油的嚴(yán)重遞減，而且還使全國的原油產(chǎn)量保持持續(xù)增長的勢頭，為我國石油工業(yè)的發(fā)展做出了重大貢獻。但從稠油生產(chǎn)發(fā)展的趨勢看“八五”期間及以前動用稠油的儲量，一般都是品位高，資源條件較好的普通稠油。但隨著稀油的大量減少，高凝油和超稠油的開采受到重視，給其開采工藝技術(shù)提出了許多新課題。從加熱輸送工藝，到摻水保溫輸送工藝，再到添加化學(xué)劑輸送工藝，提高管道輸油流動性，防止管道結(jié)蠟結(jié)垢及原油凝管，低耗節(jié)能，安全輸油，是所有輸送工藝技術(shù)要求的基本形態(tài)。

然而，隨著高粘、高含蠟原油的開采，油氣集輸及管道輸送系統(tǒng)暴露出的流動性惡化結(jié)蠟結(jié)垢問題突出，現(xiàn)象嚴(yán)重。由此引起系統(tǒng)運行負(fù)荷加大，管線堵塞，影響油田正常生產(chǎn)。特別是高凝油和超稠油原油的輸送含蠟高粘度高等原因，開采輸送難度大，高凝油、超稠油在輸油管道的流動能力差，常規(guī)加熱降低粘度提高流動性的方法難以適應(yīng)高凝油和超稠油的管道輸送。粘度高、流動性差，是原油的開采輸送轉(zhuǎn)運過程困難，影響了油井的正常生產(chǎn)。

2 稠油輸送技術(shù)發(fā)展趨勢

當(dāng)原油從油層內(nèi)采出流到地面，原油的溫度會以油層溫度下降到介于油層溫度與環(huán)境溫度之間的某個值，這種溫降在高凝油的情況下，會導(dǎo)致蠟沉積在油管和輸油管線上，增加了輸油系統(tǒng)的壓力降，致使原油產(chǎn)量下降。原油降凝技術(shù)是國內(nèi)外研究的熱門課題，亦有很多方式。如添加降凝劑、鍋爐加熱、換熱器加熱，電爐絲加熱，伴熱帶加熱，用輕質(zhì)原油護管，輸送高凝點原油之前管線預(yù)熱等降低輸油技術(shù)。

傳統(tǒng)的輸送工藝技術(shù)正面臨沖擊和挑戰(zhàn)，以創(chuàng)新的高新科技為指導(dǎo)，不斷促進輸送工藝技術(shù)思路的發(fā)展與變革。先進的降粘清防蠟垢技術(shù)思想和理論孕育著先進的管道輸送技術(shù)及裝備的研發(fā)。為此必須依靠先進的科學(xué)技術(shù)，引申發(fā)展降低管道內(nèi)的原油粘度，增加流動的新技術(shù)，為高凝油和超稠油的輸送開發(fā)利用研發(fā)全新的復(fù)合場能能降低輸油管道原油粘度技術(shù)。結(jié)合目前高凝油、超稠油開采的現(xiàn)狀和高科技研究的最新發(fā)展前沿技術(shù)，研究復(fù)合場能降低輸油管道原油降低輸油油管原油粘度新技術(shù)。該技術(shù)是針對目前高凝油、超稠油生產(chǎn)的特點研發(fā)的一種全新理念的新技術(shù)。改用多種場能量智能化復(fù)合技術(shù)，復(fù)合場能管道釋放技術(shù)，計算機智能控制技術(shù)，降低原油的粘度，提高流動性，使高凝油、超稠油稀釋，保證原油在輸油管道內(nèi)的流動性。

3 復(fù)合場能的作用機理

對于線性介質(zhì)來說，由于極化強度與場力成正比，使場力做功與極化位移平方成正比。這些特點與彈性力、彈性位能的基本特征十分相似。極化場能是線性介質(zhì)體內(nèi)的一種彈性電位能，與介質(zhì)形變相應(yīng)的彈性位能可以轉(zhuǎn)化為動能，與介質(zhì)極化相聯(lián)系的彈性電位能在外場撤除以后可以釋放出來轉(zhuǎn)化為外電路的焦耳熱能。

電極化場能的體密度表示為：

為極化倔強系數(shù)

高強度復(fù)合場能作用于稠油時，復(fù)合場能對線性介質(zhì)（水、高凝油、超稠油）做功產(chǎn)生焦耳熱能，可使稠油的粘度降低。

4 復(fù)合場能降粘效果

圖1中的試驗過程如下：取100克的超稠油試樣2份，分別放于加滿水的燒杯中。分別用復(fù)合場能150w和電加熱150w把水加熱到80℃。效果對比如表1。

從表1可以看出復(fù)合場能加熱比電加熱節(jié)能四分之一，降粘效果更好。

5 復(fù)合場能的設(shè)備

將復(fù)合能量場通過專用電極安裝在輸油管道上，場能直接作用于輸油管道內(nèi)的原油，加熱管道內(nèi)的原油，降低粘度。該方法可以實現(xiàn)集中控制，多端加熱，有利于控制操作?？刂凭_，對輸油管道原油釋放能量大小可實行自動檢測、精確控制、調(diào)整。降低能耗，通過精確的控制能量場來達到恒溫的作用，在保證原油順利流動的前提下，使能耗最小。占地面積小，安裝維護方便。

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