蘇嵯輸油管道混合原油降凝劑篩選及改性效果評價*

魏立新，王倩楠，董　航，馬一枚，司馬英杰（.東北石油大學石油工程學院，黑龍江大慶6338；.大慶油田有限責任公司天然氣分公司，黑龍江大慶63000）

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蘇嵯輸油管道混合原油降凝劑篩選及改性效果評價*

魏立新1，王倩楠1，董航1，馬一枚1，司馬英杰2
（1.東北石油大學石油工程學院，黑龍江大慶163318；2.大慶油田有限責任公司天然氣分公司，黑龍江大慶163000）

摘要：對蘇嵯輸油管道管輸混合原油進行室內(nèi)降凝劑篩選實驗，挑選并復配出對混合原油改性效果好的化學劑，確定了最佳加劑條件和最佳配比，并測得了在最佳加劑條件下混合原油的屈服值。實驗結(jié)果表明，蘇嵯輸油管道混輸原油的最佳降凝劑為B，最佳加劑溫度為70℃，最佳加劑量為600×10-6，在該條件下，可以使凝點降低10℃，降粘率達83.31%。該室內(nèi)實驗及結(jié)果對指導蘇嵯輸油管道加劑輸送技術(shù)的應用有一定的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：蘇嵯；混合原油；降凝劑；流變性；復配

蘇嵯輸油管道輸送呼倫貝爾和塔木察格的混合原油，根據(jù)管道輸送計劃，管道內(nèi)兩種原油按4∶1、4∶2、4∶4、4∶8，4種比例混合輸送，兩種原油混合后流動性差，影響管道輸送的安全性，由于在輸油管道中添加降凝劑可以有效地改善油品的低溫流動性,能夠減少摩阻,降低耗能和成本［1-5］，因此，對管輸混合原油進行室內(nèi)降凝劑篩選實驗，并對降凝劑對混合原油流變性影響進行研究，對蘇嵯輸油管道的實際生產(chǎn)運行有一定的指導意義。

1　油品性質(zhì)

呼倫貝爾和塔木察格原油基本物性及流變參數(shù)見表1。

表1　兩種原油的基本物性Tab.1 Basic physical properties of two kinds of crude oil

2　降凝劑篩選

根據(jù)SY/ T5767-2009《管輸原油降凝劑技術(shù)條件及輸送工藝規(guī)范》要求,以降凝率為首要衡量標準，降粘率為第二考慮因素，綜合考慮降凝率和降粘率兩種因素對實驗室內(nèi)的8種降凝劑進行篩選，確定了最佳降凝劑劑型、最佳加劑量及最佳處理溫度。

2.1降凝劑篩選實驗方法

降凝劑的制備按GB/T6680取得已知密度的降凝劑樣品，降凝劑添加量以每千克原油添加降凝劑毫克計。取50g摻混后的原油，按比例加入一定量的化學劑，將原油加熱到預定溫度，通常為50～70℃，同時啟動攪拌器適度攪拌，恒溫5min，然后以0.3～0.5℃·min-1的降溫速率降低至終冷溫度。整個實驗中的攪拌速率為80～120r·min-1。

2.2劑型篩選

對呼倫貝爾原油和塔木察格原油4∶1、4∶2、4∶4、4∶8，4種比例下混合后的原油分別進行降凝劑的篩選，根據(jù)原油降凝劑的共晶吸附作用機理,選擇和評價了國內(nèi)外多種原油降凝劑及高分子聚合物,從中篩選出對兩種混合原油降凝效果較好的藥劑。由于實驗數(shù)據(jù)頗多，因此以4∶1為例，對實驗結(jié)果進行分析，實驗結(jié)果見圖1、表2。

表2　八種降凝劑篩選實驗結(jié)果Tab.2　Screening test results of eight kinds of reducing agent

圖1　不同降凝劑作用下的粘溫曲線Fig.1 Viscosity temperature curve under different pour point

從表2和圖1可見，以降凝率為第一衡量標準，綜合考慮降粘率得出降凝劑B、降凝劑D、降凝劑固體40的降凝降粘效果優(yōu)于其它原油降凝劑。在25℃、35.3s-1及加劑量為600×10-6的條件下,降凝劑B能將原油粘度降低83.31%,降凝率達40%，降凝劑固體40能將原油粘度降低72.69%,降凝率達36%，由此在8種單劑中篩選出對混輸4∶1原油效果最好的單劑為降凝劑B。并考慮其可以作為混輸原油復配降凝劑的一個組分。

2.3最佳劑量和處理溫度選擇

2.3.1劑量選擇每種原油都有其最優(yōu)降凝劑加劑量，因此對篩選出的單劑進行最佳劑量選擇，根據(jù)現(xiàn)場實際情況管輸溫度為70℃，實驗結(jié)果見圖2、表3。

表3　不同加劑量下的測試結(jié)果Tab.3 Test results under different dosages

圖2　混合原油4∶1在不同加劑量下降粘率曲線Fig.2　Viscosity curve of mixed crude oil 4:1 in different dosages

由表3和圖2可以看出，凝點隨著加劑量的增加降低顯著，當加劑量為800×10-6時凝點最低。而隨著加劑量的增加，降粘率起初迅速上升，當加劑量超過600×10-6時，降粘率上升緩慢，并隨著加劑量的逐步增加，降粘率逐漸下降。

2.3.2最佳加劑溫度選擇加劑溫度是影響降凝劑改性效果的重要因素之一，因此，選擇5種不同的處理溫度進行評價試驗，實驗結(jié)果見表4、圖3。

表4　不同加劑溫度下的測試結(jié)果Tab.4 Test results at different temperature

圖3　混合原油4∶1在不同加劑溫度下降粘率曲線Fig.3 Viscosity rate curves of 4∶1 in mixed crude oil at different temperatures

從表4圖3可以看出，隨著加劑溫度的升高，凝點降低，降粘率升高，當加劑溫度為70℃時，混合原油4∶1的凝點最低且降粘率最高。

通過如上的降凝劑單劑篩選及最佳加劑條件確定試驗得到：最優(yōu)單劑為降凝劑B，并且確定了最佳加劑量和最佳加劑溫度分別為800×10-6和70℃，但實驗中得出當加劑量為600×10-6時，降凝降粘效果也很顯著。以經(jīng)濟性為出發(fā)點，在蘇嵯輸油管道實際加劑輸送過程中建議加劑量為600× 10-6。

3　降凝劑復配

在對8種單劑的篩選實驗中得到兩種降凝效果較好的降凝劑，分別為降凝劑B和固體40，由此在單劑最佳加劑條件下對兩種單劑進行復配，為了確定兩種不同組分的最佳配比和降凝降粘效果，對B和固體40進行不同加劑量的實驗，實驗結(jié)果見圖4，表5。

表5　降凝劑B和固體40不同比例下的實驗結(jié)果Tab.5 Experimental results on different ratios of B and solid 40

圖4　降凝劑B和固體40不同比例下的降粘率Fig.4 Viscosity reduction rate of B and solid 40 under different proportions

由表5圖4可以看出，隨著加入B的比例不斷增大，凝點開始有所下降，但相比于單劑而言，下降幅度不大。當B∶40=3∶1時，凝點有所回升。在25℃下的降粘率當B∶40=2∶1時最大。

表6　降凝劑固體40和B不同比例下的實驗結(jié)果Tab.6 Experimental results on different ratios of solid 40 and B

圖5　降凝劑固體40和B不同比例下的降粘率Fig.5 Viscosity reduction rate of solid 40 and B under different proportions

由表6圖5可以看出，隨著固體40的加入，混合原油的凝點變化不明顯降粘率也比較相近，當固體40與B的比例超過2時降粘率反而下降，當固體40∶B=2∶1時降粘率最大。

由實驗結(jié)果可以看出，復配劑相比于單劑對凝點影響不大，而隨著B和固體40加劑量不斷增大，降粘率有所升高，但是當比例超過2時降粘率升高不明顯，由此，最佳復配比為降凝劑B∶固體40=1∶1。而以經(jīng)濟性為出發(fā)點，復配劑的降凝降粘效果較單劑不顯著，因此，蘇嵯輸油管道在實際生產(chǎn)運行中建議使用單劑B。

4　加劑后流變性實驗研究

通過以上的試劑篩選以及最佳加劑條件確定的實驗，得到了效果較好的降凝劑，根據(jù)現(xiàn)場情況，為了方便現(xiàn)場實現(xiàn)加劑管道輸送，因此對加劑后混合原油的流變性進行研究，測量了4種混合比例下原油在凝點和凝點以上3℃處的屈服值，由于數(shù)據(jù)量大，因此，以混合比例4∶1在凝點處的數(shù)值進行實驗分析，實驗結(jié)果見圖6、7。

圖6　未加劑凝點處屈服值Fig.6 Yield value of no agent at pour point

圖7　加降凝劑B凝點處屈服值Fig.7 Yield value of pour point depressant B at pour point

由上圖可以看出，在最佳加劑條件下加入降凝劑B后的屈服值明顯降低，說明當輸油管道在運行過程中出現(xiàn)停輸再啟動問題時，加入降凝劑可以減小再啟動的壓力，大大節(jié)省了泵的動力費用。

5　結(jié)論

（1）針對蘇嵯輸油管道混合原油輸送篩選出降凝效果好的單劑，并確定了最佳加劑量和加劑溫度。對于蘇嵯輸油管道四種比例摻混下的原油最佳單劑均為降凝劑B，加劑量為600×10-6，加劑溫度為70℃，實驗結(jié)果為管道的實踐應用提供一定的參考。

（2）對降凝劑效果較好的單劑進行復配實驗，得到最佳復配比，實驗結(jié)果表明降凝劑B和固體40 在1∶1比例條件下的降凝效果較好，適用于現(xiàn)場的應用。

（3）對加劑后的混合原油的屈服值進行實驗研究，發(fā)現(xiàn)加劑后可明顯降低屈服值，為管道以后發(fā)生停輸及再啟動等情況提供數(shù)據(jù)參考。

參考文獻

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Suecuo oil pipeline mixed crude oil depressant screening and evaluation of modification effect*

WEI Li-xin1，WANG Qian-nan1，DONG Hang1，MA Yi-mei1，SI MA Ying-jie2
（1.College of Petroleum Engineering, Northeast Petroleum University Daqing 163348, China; 2.Natural Gas Co., Branch, Daqing Oilfield Co., Ltd., Daqing 163000, China）

Abstract：The mixed crude oil depressant for Suecuo oil pipeline was screened by indoor experiments. The best modified solvent was selected. The best conditions and ratios were determined. The yield value of mixed oil was determined under the conditions.The experimental results show that, The best depressant for suecuo oil pipeline transporting crude oil was B, the optimum additive temperature is 70℃,the optimal dosage is 600ppm. Under the condition, the pour point reduced 10℃, the viscosity reduction rate reached 83.31%. The indoor experiment and the results have certain significance to guide the application of additive suecuo oil pipeline transportation technology.

Key word：suecuo；mixed crude oil；pour point depressant；rheological characteristic；compound

中圖分類號：TE65

文獻標識碼：A

DOI：10.16247/j.cnki.23-1171/tq. 20160536

收稿日期：2016-01-30

基金項目：中國石油科技創(chuàng)新基金項目（2014D-5006-0607）資助（項目名稱：嚴寒地區(qū)高含蠟原油儲存工藝方案優(yōu)化技術(shù)研究）

作者簡介：魏立新（1973-），男，漢族，河北定州人，教授，2005年獲得東北石油大學工學博士學位，2006年進入博士后工作站工作，2009年被黑龍江省教育廳、省人事廳評為油氣儲運工程省級重點學科后備帶頭人，現(xiàn)任東北石油大學石油工程學院油氣儲運工程系主任。