改性含蜡原油剪切效应机理研究的思考

在长距离管道输送过程中,剪切作用会恶化因加剂处理而得到改善的原油流变性.要解决加剂原油的剪切稳定性问题,就必须在有关机理研究上取得突破.在总结国内外研究现状的基础上,从分子问作用力、胶粒间作用力和原油流变学研究三个方面,分析了目前研究中普遍存在的基础研究薄弱、试验影响因素多、条件性试验方法不统一等问题,提出了加强基础理论研究、不局限于当前的研究结论、运用多种方法开展综合研究的建议.     

鲁宁管道添加CE—S原油改性剂工业性试验

为了提高管道输油效益,从１９９４年起,开始对鲁宁线原油进行添加改性剂的研究,并于１９９５年７月在鲁宁线做了加剂输送的工业性试验,经过一年多时间的加剂运行,取得了明显的社会效益和良好的经济效益。重点介绍了鲁宁线加改性剂的目的,改性剂的研制和室内试验、加剂试验过程,各阶段的运行情况,加剂后的能耗及加剂试验所得出的结果。     

新型化学降凝剂对含蜡原油的改性机理北大核心

化学降凝剂改性是含蜡原油降凝、降黏的重要手段,一直以来备受国内外学者的关注,近年来新型化学降凝剂的出现使降凝剂的改性研究取得了长足的进步。总结了国内外现有的新型化学降凝剂的种类及制备方法,列举了新型化学降凝剂对含蜡原油改性效果的评价手段,阐述了新型化学降凝剂的改性机理及其影响因素。最后,提出了今后新型化学降凝剂的研究方向:将表观、介观、微观3个层面的研究统一起来,进一步明确新型化学降凝剂的改性机理,提高其普适性;与含蜡原油低温输送研究相结合,揭示改性原油的低温流动规律。     

原油改性处理的管道输送工艺

介绍了原油管道加热输送工艺存在的缺陷、原油改性处理输送工艺的发展史及我国应用化学改性处理工艺的概况。原油改性处理工艺的基本原理是控制条件或添加某种化学的来影响蜡的形态,消弱蜡结合趋势和结构强度,从而推迟原油胶疑的发生。其方法可分为的物理(热处理)和物理化学(添加化学刘)两大类。指出唯有石蜡基或混合基原油一含蜡多者,才有可能用化学剂降凝。有效的降凝剂基本都具有长烃链和极性基的聚合物。其单体中的碳原子数要和原油中的蜡主体部分碳数相适应,才能达到最好的效果。加剂温度、处理温度、降温速率和方式、处理最终温度等是取得最佳效果的工艺条件。对于改性效果的评定,除遵照中国石油天然气行业标准外。还必须做更全面的考察。比较详细地介绍了改性处理工艺实施中的特殊问题。     

加剂输油问题探讨

加剂低输量管道存在着加剂站出站管道防腐层老化、中间加热站加热炉对流管的低温腐蚀、加剂后冷油头引起输油干线压力升高等问题。提出了相应措施：①加快加剂输油加热站出站管道防腐层大修进度。②加热处理站加热炉更新改造。③尽量避免冷油头出站,防止中间冷油掺入。④加强运行加热炉的巡回检查及停炉期间炉管检测。⑤严格原油改性剂的质量评定工作。     

乌津原油加剂改性试验研究

采用中国石油天然气管道科学研究院研制的ＧＹ型流动性改进剂，对哈萨克斯坦的乌津原油进行了加剂改性的试验研究。加剂后改善了原油的低温流动性，在２５℃时测定的凝点为１０．５℃，凝点降低２２．５℃，粘度降低了９６．９％，为乌津原油外运方案的设计奠定了基础。     

改性沸石对氨氮去除效果与机理研究

[目的]研究改性沸石对废水中氨氮的去除效果及吸附机理。[方法]采用脱磷尿液作为试验废水,比较了不同改性沸石(NaCl沸石、HCl沸石、HCl-焙烧沸石和HCl-焙烧-微波沸石)对试验废水中氨氮的去除效果,并探讨了其吸附机理。[结果]在粒径为0.5～1.0 mm,投加量为200 g/L时,天然沸石和4种改性沸石对氨氮的平衡吸附量依次为天然沸石饱和NaCl改性沸石5.0%HCl改性沸石5.0%HCl-400℃焙烧改性沸石5.0%HCl-400℃焙烧-微波改性沸石。沸石扫描电镜影像和质量损失揭示吸附差异的主要原因是不同改性方法导致沸石孔隙大小和数量的差异。[结论]5.0%HCl-400℃焙烧-微波改性沸石对氨氮具有较高吸附能力,平衡吸附量为17.9 mg/g,是天然沸石的2.6倍。     

原油加剂改性的影响因素

研究了苏丹原油加剂时的处理温度、处理中的温升、原油含水量、处理过程听轻组分的挥发等因素对加剂处理效果的影响。研究结果表明，对于高凝点、高粘度的苏丹混合原油，随着处理温度的升高，原油粘度降低幅度增大；在原油处理过程中，温度回升将抑制化学剂的改性效果；原油中水含量减小，加剂生效果明显；在非密闭处理装置中，原油轻质组分的挥发是影响加剂改性效果的重要因素之一，特别在慢降温处理过程中影响更大。     

陆梁原油化学改性室内研究

陆梁原油属含蜡高凝原油，混合样凝点达18℃。通过对该地区原油进行化学改性试验表明，降凝剂GY－3、CE对陆梁原油有显著的降凝、降效果。加GY－3剂后降凝幅度呆达18℃，降粘率接近90％，低温流动性明显改善，且性能较为稳定。     

原油罐底腐蚀机理研究

针对某原油罐底寓蚀问题，利用扫描电子显微镜（SEM）和能谱分析仪对罐底寓蚀材料表面进行了微观观察和检测。对原油罐底寓蚀机理进行了研究，结果表明，Cl的自催化闭塞电池作用是形成罐底孔蚀的根源，H2S以及垢下氧浓差原电池等共同作用形成底板溃疡腐蚀。认为将电子扫描电镜和能谱分析仪相结合，能获得金属材料的微观形貌和成分信息，可为深入研究金属材料的寓蚀机理提供更加科学和完整的数据。     

含蜡原油乳化机制影响下的蜡晶形态及聚集行为

以含蜡原油-水两相为代表的混输是油田集输生产中普遍采用的储运工艺,在油田地面工艺优化及节能增效开发的背景下,混输过程中面临的流动保障问题因油水乳化机制的影响而更为复杂、严峻。集偏光显微观察实验与普通光显微观察实验于一体,通过建立油水乳化体系中蜡晶形态及聚集行为的表征方法,实现了乳化水存在下蜡晶微观形态及聚集结构特征的直观再现,并定量化构建了乳化机制影响下蜡晶特征参数的分布规律。结果表明:随着温度升高、乳化剪切作用增强,蜡晶形态、结构趋向规则化,且其聚集行为受到抑制;含水体积分数对油水乳化体系中蜡晶形态及其聚集行为的影响则表现出在转相点附近发生特征转变。对乳化环境下蜡晶形态及其聚集行为的定量表征和分析,为深化理解管输剪切流场中油水两相蜡沉积过程的作用机制提供了必要基础和依据。     

乳化含蜡原油沉积层含水研究进展

乳化含蜡原油沉积层含水是油水两相管流蜡沉积研究领域的新热点。近年来,国内外学者基于冷指、环道沉积实验等手段,分析了乳化原油蜡沉积层含水的影响因素,明确了油相体积含水率、分散水滴粒径等因素的影响。综述了乳化原油沉积层含水的影响因素及相关机理,讨论了含水对沉积层含蜡量、流变性的影响,列举了当前主流的乳化油水体系蜡沉积预测模型及方法,并展望了今后含水乳化原油沉积机理的研究方向,以期为深海含蜡原油混输管道的设计、运行及管理提供理论依据。     

电磁法改善易凝高粘原油流动性的实验

利用含蜡原油中悬浮蜡晶颗粒与连续相间介电常数和磁导率的差异,通过精确控制外加电场或磁场的强度和频率,对原油进行处理.该方法可以有效降低原油粘度,达到不加热、不加剂而改善原油流动性的目的.利用Temple大学研发的电磁法原油降粘室内实验装置,针对国内大庆、长庆两种易凝高粘原油开展了实验研究,结果表明：在能耗极低的情况下,该装置可有效降低原油的粘度,特别是低温粘度,为探索原油微观结构和采用电磁法改善原油流动性的研究和应用进行了有益的尝试.（图10,参8）     

超稠原油降粘剂的应用性能

根据超稠原油组成分析的结果研制出富含胺基类基团聚合物型流动改进剂,将其应用于辽河超稠原油试样,进行粘温性能测试,并建立不同剪切速率下的粘温预测模型。模型验证结果表明:研制的胺基类共聚物型流动改进剂,由于具有与超稠油较为相似的结构组成,使得系统内部难以形成集团聚集结构,分散性能显著提高,显示出较好的降粘性能,平均降粘率可达55%～85%。经预测模型回归和计算分析,指数关系预测模型的相关性较好,相关系数为0.988,可以较准确地评价原油的粘温性能和低温流动性能,为提高超稠原油低温流动性能研究提供了理论依据。     

胶凝含蜡原油的黏弹-触变特性

早期含蜡原油的触变性模型均为黏塑性模型,未考虑黏弹性的贡献,管道停输再启动的数值模拟也未考虑黏弹性的影响。为此,利用机械比拟原理,依据含蜡原油的"黏弹-屈服-触变"特点,建立了包含9个未知参数的黏弹-触变模型。利用两种物性不同的含蜡原油在凝点附近的剪切速率阶跃、剪切速率滞回环、恒剪切速率3种典型加载模式下的实验数据对模型进行验证。结果表明:3种测试的模型拟合值与实测值的平均相对偏差分别为4.6%、6.6%、4.2%,实现了用一个模型完整、准确地描述含蜡原油加载全过程的流变响应,为输油管道停输再启动过程的水力特性及管道安全运行提供了重要的基础资料。(图4,表2,参16)     

中美原油消费影响因素比较实证分析

以中美原油消费量为因变量,以原油价格、已探明的原油储量、原油净进口量、GDP等为自变量分别进行线性回归,得出中美原油消费模型。结论表明：GDP不是影响美国而是影响中国原油消费的显著变量,原油净进口量及原油当年价格均是影响中美原油消费的显著变量,但影响大小差异显著,并对此提出了采用套期保值、保障原油运输通道等建议。     

含蜡原油触变性测试方法

现有触变性测试方法(加载方式)包括恒剪切率、剪切率阶跃、控制剪切率滞回环、剪应力阶跃以及控制剪应力滞回环等。利用这些方法对同一条件下含蜡原油的触变性进行测试,并利用Houska触变模型和双结构参数触变模型进行拟合。利用一种方法测试数据拟合出的触变参数对其他测试方法加载条件下的应力进行预测,依据预测结果与实测值的吻合程度,对测试方法进行评价。结果表明:无论采用何种测试方法,利用剪切率高的加载条件得到的实验数据拟合的触变参数,均可成功地对较低剪切率加载条件下的应力进行预测,反之则会出现结构参数为负值进而导致预测失败的情况;利用同一测试方法的多组实验数据共同拟合触变参数,可以提高对其他加载方式下应力的预测值与实测值的吻合程度。     

原油管道冷热交替输送的安全性计算

应用理论计算模型,基于某原油管道的基础参数、管材特性、土壤类型和冷热交替输送的运行参数,对典型管段进行管道温度、压力载荷作用下的结构分析、静态强度校核、稳定性分析及疲劳寿命计算,结果表明:管道的径向稳定性、轴向稳定性、直管强度、弯头强度均满足运行要求;管道含平面缺陷和深埋缺陷的疲劳寿命均随管径的增大而缩短,随压力波动幅度的增大而缩短,随缺陷深度的增大而缩短.研究成果可为冷热交替输送的原油管道前期设计提供借鉴,对其运行安全性提供校核.     

原油管道YOYO系统流动安全性

原油管道因故停输时,在非事故站间采用YOYO系统可以使原油在站间往返流动,避免凝管事故发生。YOYO系统由分别设置在两个相邻泵站的储罐和螺杆泵组成,其运行过程与正反输工艺相似,但两者使用目的不同。详细说明了YOYO系统的工作流程,建立了其运行过程的传热数学模型,讨论了正反向输送时的初始条件和高程差。基于算例管段,计算讨论了YOYO系统运行过程中的温降规律,分析了采用YOYO系统后管输原油的流动安全性,结果表明：该方法对于事故停输管道是一种潜在可行的安全措施。     

管输原油含水率超标指示与报警

介绍了一种管输原油含水率超标（≥２．５％）指示与报警仪器的工作原理与结构,由发射天线和相应输油管壳组成的敏感探头的电容量随原油含水率的变化而改变,并作为谐振电路的调谐电容,谐振电路通过电感耦合,从稳定的晶体振荡器获取振荡电压,当敏感探头电容改变时,谐振电路的阻抗发生变化,即振荡电压发生变化,这个变化经检波电路转换为直流电压变化输出并显示。