重質(zhì)原油管道輸送

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1、重質(zhì)原油管道輸送石油資源經(jīng)過多年開發(fā)后,中輕質(zhì)原油儲蚤在不斷減少。因此,需要加快開發(fā)其它的石油資源。如開發(fā)海上油田,油砂,特別是重點開發(fā)稠油和瀝青資源。但是,由于稠油的粘度大,比重大,含天然乳化劑多,給開發(fā)和集輸帶來許多的技術問題?！俺碛汀?，也稱“重油”，是一種非常規(guī)石油資源。世界稠油資源極為豐富，據(jù)有關資料表明，全世界稠油地質(zhì)儲量約1萬多億噸，遠遠超過了常規(guī)原油的儲量。稠油、常規(guī)原油和天然氣地質(zhì)儲量分別占全球油氣資源總量的53%、25%和22%。目前，我國已在全國12個盆地中發(fā)現(xiàn)70多個稠油油田，形成了遼河油田、新疆油田、勝利油田

2、、河南油田以及海上油區(qū)等多個稠油開發(fā)生產(chǎn)區(qū)，稠油年產(chǎn)量已占全國原油總產(chǎn)量的近14%。隨著稠油開采量的增加，輸送問題也越來越突出。由于稠油的密度大、黏度高、流動性差，如何實現(xiàn)經(jīng)濟、安全、穩(wěn)定地管輸，困難很大。輸送稠油時管路的壓降大，泵送設備也比輸送低黏度的常規(guī)原油要大得多，這就大大增設備也比輸送低黏度的常規(guī)原油要大得多，這就大大增加了原始基建投資及維護和運行費用。為了合理地開發(fā)利用巨大的稠油資源，適應稠油產(chǎn)量的不斷增長，必須解決許多復雜的技術和經(jīng)濟問題，尋求更經(jīng)濟、有效并安全可靠的稠油輸送方法。稠油管輸困難很多，其主要原因有以下幾個方

3、面：一是輸送遭遇的摩阻大。由于稠油含有較多的重質(zhì)有機組分，黏度非常高，在運動時不僅與管壁之間產(chǎn)生的摩擦很大（其摩擦阻力的大小還與輸油管尺寸和管內(nèi)壁粗糙程度有關），而且由于管流截面上流速不同的原油壁粗糙程度有關），而且由于管流截面上流速不同的原油微團之間存在著相對運動，這種運動產(chǎn)生的內(nèi)摩擦力（即剪切應力）也非常大。二是流動性變動大。稠油中蠟含量一般也較高，具有較高的凝固點，隨著溫度的降低，蠟晶逐漸析出、聚集和膠凝成空間網(wǎng)狀結構，使原油的流動性大大降低。由于上述原因，在對稠油進行長途管輸時沿程壓力損失大。如果不進行特殊工藝處理，所需的壓

4、力是泵站無法達到的。目前，一些石油管輸公司圍繞以上幾個方面的問題都在進行有關的基礎理論研究，如原油流變學、原油改性機理、復雜非穩(wěn)態(tài)流動與傳熱模擬技術等基礎理論。稠油管道輸送技術的發(fā)展，實際上正是有賴于這些基礎理論研究的新突破。本文主要介紹了加熱輸送、摻稀輸送等重油輸送技術。1.加熱輸送加熱輸送是最傳統(tǒng)、應用最廣泛的輸送工藝。委內(nèi)瑞拉從1955年就開始使用加熱方法輸送重質(zhì)原油，我國的原油管道也多為熱油管道。原油管道加熱多采用直接式加熱爐，加熱爐效率超過90%。近年來電伴熱法的應用也越來越廣泛，與傳統(tǒng)熱載體法相比，具有熱效率高、溫度可調(diào)

5、節(jié)范圍大、裝配簡單、適應性強、容易實現(xiàn)自動化運行等優(yōu)點。電伴熱法在印尼蘇門答臘的扎姆魯?shù)糜吞镆殉晒枚嗄辏瑖鴥?nèi)多用于干線解堵、管道附件和油氣集輸管線。加熱方法一般常用直接火焰加熱器來加熱原油，加熱器燒的是天然氣或燃料油。近些年來，電伴熱法應用得越來越廣泛。電伴熱法與熱載體法相比，其優(yōu)點是：不需要裝備熱載體往返用的伴管；可以在較大的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)溫度；可以間歇加熱，沿管線可以有不同的加溫強度；熱效率高；適應性強，慣性小，容易實現(xiàn)自動化運行；結構緊湊，金屬材料用量少；裝配簡單。加熱方法最大的缺點就是當管線溫度降至環(huán)境溫度時，經(jīng)常會發(fā)生凝管

6、事故。加熱輸送是非常有效的降低重質(zhì)原油粘度的方法，但其本身存在油品輸送溫度高、能耗大、工藝流程復雜等固有缺點。隨著其他輸送技術的研究和應用，加熱輸送管道有逐漸減少的趨勢，其他能耗低、效果更好的輸送工藝替代。2.稠油改質(zhì)輸送改制輸送的原理是：在原油輸送之前，通過煉化加工的方法，充分改變原油的成分構成，從而加強原油的流動性能，進而最終提高長輸管道的輸送原油方面的操作彈性。一般來說，改質(zhì)輸送法主要有脫蠟改質(zhì)法、加氫裂化改質(zhì)法、離子溶液改質(zhì)法以及綜合物理場改質(zhì)法等。張博等利用高溫高壓反應釜研究了自制油溶性有機鎳鹽作為催化劑的稠油水熱裂解反應

7、,考察了催化劑的加入量、反應溫度、反應時間和加水量對催化水熱裂解反應前后稠油黏度、族組成的影響,優(yōu)選出最佳改質(zhì)降黏反應條件,在此條件基礎上,對改質(zhì)降黏反應前后稠油元素進行分析。結果表明,與未添加催化劑的相比,在反應溫度為240℃、加水量30%的體系中,添加0.1%的過渡金屬有機酸鎳催化劑,反應24h后稠油的黏度下降明顯,瀝青質(zhì)含量下降1.4%,膠質(zhì)含量下降5.0%,芳香分含量增加3.5%,飽和分含量增加2.9%[5]。法國提出加氫降粘裂化法。在油田進行加壓加氫處理,使原油粘度降至可用管線輸送,并在下游煉廠用普通煉油方法加工。這樣打破

8、了以往采用傳統(tǒng)的單純物理降粘法,可節(jié)省各種降粘措施費,方便生產(chǎn)。離子溶液改質(zhì)法金屬鐵離子和鉬離子溶液改善稠油的性質(zhì),其目標在于降低原油黏度,改善原油品質(zhì)(降低瀝青質(zhì)和硫的含量,提高API重度),提高油在油藏中的流動能力。其中,鐵離子和