混合原油粘温数学模型研究进展

混合原油粘温数学模型的建立对输油管道的设计和运行管理具有重要意义。针对目前混合原油粘度计算尚无普遍适用的粘温数学模型这一现状,综合分析了国内外文献资料提出的混合原油粘温数学模型,介绍了单对数模型、Cragoe模型、双对数模型的数学表达式和适用范围,阐述了近期的相关研究成果,引入带温度影响参数的Bergman和Sutton混合原油粘温数学模型,以及反映混合原油相对密度、摩尔质量与Watson K特性常数关系的数学模型。提出了进行改善混合原油粘温数学模型计算准确度和适用范围的研究建议。     

一种由混合油粘度求混合油比例的新方法

系统研究了鲁宁管道所输胜利油，进口油按不同比例，不同温度混合时的粘度，提出了根据混合油粘度求混合油比例的一种新方法，该方法的原理是首先测量不同比例，不同温度混合原油粘度，回归混合原油比例与混合原油粘度，温度的关系式，利用回归公式对混合油比例进行计算，为管道安全运行提供科学依据。     

混合原油粘度计算模型

高粘原油降粘通常采用稠油与轻质原油混合输送的方式。针对目前混合原油粘度的计算还没有普遍适用的粘度计算模型问题,通过参考各种文献,给出了常用的混合原油粘度计算式及其适用范围。以吐哈—南疆—北疆(重质油)混合原油为例,给出了粘度模型筛选过程,从而为实际应用提供了参考。     

管输过程中加剂原油粘度变化的预测方法

以剪切作用对加剂原油粘度影响的数学模型和含蜡原油粘温关系机理模型为研究核心,建立了管输过程中加剂原油粘度变化的预测方法,大大减少了试验模拟的工作量和时间.通过对加剂大庆原油、加剂青海一厂原油、加剂青海混合原油和加剂中原原油44组管输模拟试验数据的检验,得出预测结果与模拟试验结果的平均相对偏差为11.5%.粘度预测值、测量值与按照降凝剂效果评价规范的"快速降温"方法评价结果对比表明,以管输应用为目的的降凝剂效果评价必须考虑剪切效应,该研究成果为快速预测管输条件下降凝剂的改性效果提供了一种有效手段.     

Lederer粘度模型适用范围

基于140组北疆—吐哈、胜利—阿曼混合原油的粘度测量数据,对Lederer模型(经验常数α使用印度Shu关系式)的适用范围进行了研究,发现应用该模型计算高粘度比混合原油粘度时,存在一个临界温度,当混合原油温度在临界温度以上时,Lederer粘度模型具有很高的预测精度,其最小平均绝对相对偏差为3.97%,最大平均绝对相对偏差为9.15%;当在临界温度范围以下时,Lederer粘度模型的预测精度明显变差,其最小平均绝对相对偏差为13.57%,最大平均绝对相对偏差为109.8%,无法满足工程需要。这个临界温度随混合原油组分、混合比例不同而不同,一般低于高含蜡组分油的反常点。另外,还发现Lederer粘度模型预测值的平均相对偏差几乎全部为负偏差,即大部分预测值小于实测值,表明经验常数α引用Shu关系式还有待于修正。     

中洛管道混合原油凝点和粘度的测量与计算

针对由于原油流向调整,中原油田-洛阳炼油厂输油管道(中洛管道)输送混合原油安全经济运行的需要,测试了进口原油与中原原油按不同比例混合后的流变参数,表明即使将混合比例调至4:1,混合原油的凝点仍高达14℃,不能实现全年常温输送。基于不同比例混合原油的物性,优选了混合原油凝点和粘度计算模型,与线性模型和刘天佑模型I、II相比,李闯文混合原油凝点预测模型的计算误差最小,其最大预测偏差仅1.5℃;在14种混合原油粘度预测模型中,Bingham修正模型Ⅱ的计算误差最小,其绝对平均预测偏差为6.6%,最大绝对预测偏差为22.1%。     

沈北高凝原油特性

本文根据室内试验对沈北高凝原油的一般物性、粘温特性、流变特性和流动特性进行论述。提出用—10原油和胜—10与安—74混合原油当混合比为9:1～4:6,原油的粘温变化规律用μ=exp(A+B·t+C·t~2)表示;安—74和混合油的混合比为8:7～1:9,混合原油粘温变化规律用μ=A·exp(B/T)表示;胜—10、安—74及混合油剪切应力与剪切速率的变化规律用R=R_0+K·D_r~n表示。并建议在高于凝点5℃以上温度输送沈北高凝原油;对输送温度较高和凝点较高的管道应保温,以减少热量损失和防止凝管事故的发生;胜—10、安—74原油最佳混合比为8:2,应以此比例下输送。     

加剂BZ28-2S混合原油的析蜡特征与流变性

实验评价了BZ28-2S混合原油加剂前后的析蜡特性、流变特性与粘温特性,结果表明：BZ28-2S混合原油对SW3流动改进剂具有良好的感受性,扩大了管道输送的安全温度范围。在高温段（35-65℃）混合原油加剂前后的粘温曲线基本重合,均表现为牛顿流体;在低温段（15-30℃）,混合原油表现为非牛顿流体,此时,在同一温度下,加剂后混合原油的表观粘度和反常点显著降低,低温流动性得到明显改善。此外,通过添加流动改进剂,混合原油的静屈服值大大降低,提高了海底管道停输再启动的安全性。     

油田老原油管道的节能技术

以东辛含硫原油管道为例,对孤岛原油和清的油相混后的流变性进行了研究,提出了一种计算东辛管道输送混合原油粘度的新模型。将管道运行参数优选和节能技术方案的研究相结合,建立了节能优化改造的数学模型,开发了东辛管道运行优化软件。该软件可以指导旁接流程热油管道机泵的改造后管道的优化运营与输油计划。对全线改造前后的节能效果进行了比较,结果表明,改造后的经济效益十分显著。     

BEM-JN油基降粘剂作用机理与应用试验

根据东营-辛店管道所输混合原油的胶质、沥青质含量和蜡晶分布特点,研制了BEM-JN系列油基降粘剂,主要成分为聚合物和表面活性剂,其中非极性聚合物为降凝剂的有效成分,主要针对原油中的蜡起作用,极性较强的聚合物和表面活性剂则针对原油中的胶质、沥青质起作用,原油粘度的降低是两类组分综合作用的结果。分别考察了BEM-JN降粘剂和BEM-3降凝剂在不同热处理温度下对东营原油库原油的降粘效果,结果表明:相对较高的热处理温度有利于提高两种化学剂的降粘效果,而相对较低的热处理温度和相对较高的测试温度将使降凝剂表现出增粘效果。室内实验和现场应用试验证明:BEM-JN降粘剂对于东营-辛店管道所输混合原油具有较好的降粘效果,其应用可满足该管道低输量安全运行的需要。     

大庆与俄罗斯原油顺序输送的混油浓度及流变性研究

2007年1月7日庆铁老线实现了庆俄原油(大庆原油与俄罗斯原油)等温顺序输送工艺。大庆原油属石蜡基高凝、高粘原油,通常采用加热输送工艺。俄罗斯原油属中间基含硫低凝、低粘原油,通常采用常温输送。在理论与实践上进行了庆俄原油混油量计算与监测、混油浓度及流变性的变化规律、混油对差温顺序输送庆俄原油的影响等问题的研究,得到了俄油混兑比例与混兑温度、站间混油长度、混油中俄油的浓度、夏季的输油温差等重要结果。     

鲁宁管道输送混合原油的现场试验研究

针对鲁宁管道混合原油输送问题,通过现场试验,研究了在胜利与进口原油的混合比为9:1时,不同油罐之间混合原油流动性的差别、不同罐位混合原油粘度的变化对过泵剪切和管流混合原油流动性的影响.并对混合原油的流动性进行了沿线跟踪测试,为制定鲁宁管道混输胜利与进口油的合理输送方案提供了科学依据.     

用流量传感器实现控制粘度加热输送工艺

由于来油组分的不断改变,原油的日输量与温度、粘度之间不可能建立准确的数学模 型,使得加热泵站不论用控制温度加热输送工艺,还是用控制粘度加热输送工艺,都不可能根据生 产任务准确地确定加热原油的温度,或加热后出站原油的粘度,这就给调度工作带来不便。由于出 站油粘度稳定和流量稳定是等效的,由此提出用流量传感器代替粘度传感器组成自动控制系统来 控制加热炉温度,以实现控制粘度加热输送工艺。根据原油的日输量能够准确地计算出原油的流 量,能极大地方便生产调度工作。分析了使用流量传感器的主要优点:可省去采样管道的设计和施 工;不必购置专用的流量传感器;如果输送途中环境温度下降,使管道中原油粘度增大、流量减小 时,泵站的流量传感器会反应出流量减小,并通过自动控制系统提高加热炉温度,使输油更加安全。 可靠。     

葡萄糖溶液流变特性研究

[目的]研究不同温度和浓度对葡萄糖溶液黏度的影响。[方法]基于文献报道的建模方法,研究不同温度和浓度对葡萄糖溶液黏度的影响。[结果]建立了温度浓度-黏度数学模型μ=μ0exp[(-282 400/T2+1 999/T-2.874)m]。通过外推法发现m→0时理论水黏度μ0≠μ水,借助于1HNMR测量溶液中水分子氢键缔合程度,发现葡萄糖溶液黏度受温度和浓度的影响主要取决于葡萄糖分子和水分子间作用力的相对强弱。结合特定温度下的水黏度常数,确定温度浓度-黏度数学模型中存在μ0=0.410 7μ水+0.518 8的偏差,进一步将葡萄糖溶液黏度与温度和浓度变化的连续方程修正为μ={0.736exp[6.74(273/T)2-4.8(273/T)-1.94]+0.518 8}exp[(-282 400/T2+1 999/T-2.874)m]。[结论]研究结果可为结晶葡萄糖的制备加工提供理论依据。     

含水超稠油表观粘度的试验与研究

采用HAAKE RS600型流变仪对辽河油田含水超稠油进行了试验与研究,并结合试验数据对试验结果进行了重点分析,得到了含水率、剪切速率和温度对含水超稠油表观粘度影响的结论,提出了一种用于计算含水超稠油表观粘度的计算模型。     

管输过程中控制原油粘度的必要性及实现方法

分析了输油管道进泵原油组分的变化,引起原油运动粘度产生偏离设计值的波动,该波动具有随机性,是无法预测的,造成这种变化不大而缓慢波动的因素较多。原油粘度波动会影响输油工况的稳定,降低离心泵效率,影响降粘剂的最佳用量和原油最佳加热温度,为此,提出了将进泵原油粘度控制在设计值的输油工艺及在加热和不加热输送中的实现方法。将在线粘度传感器安装在泵附近的采样管中,随时检测进泵原油的运动粘度,看其是否与设计值一致,若有偏离,则通过调节器使执行单元动作,调节降粘剂掺入量或加热温度,使粘度控制在设计值,从而稳定了输油工况,有效地利用了降粘剂和加热的作用,保证了安全输油,降低了输油成本。     

中洛管道冬季运行现场试验

为制订切实可行的安全经济运行方案,确保中洛输油管道冬季运行的安全性,对中洛输油管道输送的混合原油的密度、凝点和粘度进行了测试和记录,并对不同配比的油段进行现场跟踪、测取和分析.基于现场测试结果,采用优化运行软件对混合原油的流变参数进行了计算.     

电力网规划模型的线性化理论与方法

应用数学优化中的库恩－塔克理论,论证了电力网线性规化模型的合理性,证明线性化后的规划模型与原始的非线性规划模型具有完全相同的最优解,为建立及救解电力的线性规划模型提供了数学依据。     

剪切作用对加剂大庆原油粘度和凝点的影响

通过管流剪切、过泵剪切模拟试验以及管输模拟试验,研究了剪切作用对加剂大庆原油粘度和凝点的影响.研究表明,在测粘温度和析蜡点中间值附近35℃和37℃的剪切作用对粘度的影响较大,剪切温度趋近于测粘温度和析蜡点时剪切作用对粘度影响变小,而对于凝点,不存在一个使剪切作用影响明显减小的较低剪切温度.剪切后温度下降幅度越大,剪切作用对粘度的影响越大.快速降温条件下加剂原油受到的剪切作用较小,很可能会夸大降凝剂的实际使用效果.     

用预测-校正法计算热油管道的轴向温降

针对长输埋地热油管道轴向温降计算误差大的问题,在充分考虑影响热油管道轴向温降各种因素的基础上,研究了油品物性(密度、比热容、粘度)和总传热系数与温度变化的关系,建立了热油管道稳定运行时轴向温降的数学模型,并采用预测-校正法求解数学模型.该模型较适用于有进出油点的管道,与常规的计算方法比较,该模型更接近实测值,精度较高.