混合原油粘温数学模型的最优化研究

根据哈萨克斯坦混合原油实测粘度、温度、混合比例的特点，建立了混合原油的粘度随温度、混合比例变化的数学模型，采用微粒群算法对混合原油的粘温数学模型进行了求解。三个算例的建模、解模过程表明，该优化方法能快速搜索到模型的最优回归参数。为使所建模型应用范围更宽，拟合精度更高，提出了应深入研究混合原油粘温数学模型的形式和与之相适应的解模优化方法。     

油品混合输送在西部原油管道的应用

对塔里木油、哈国油和北疆油以不同比例混合后进行凝点测试,分析不同热处理温度与相同热处理温度下不同加剂量对油品凝点的影响,得到不同混油比例热处理温度及加剂量对油品凝点的影响规律,即重复热处理温度需高于40℃,加剂量控制在25 mg/kg.基于实验室研究结果,在西部原油管道输送混合原油的过程中,沿线取样进行凝点测试,获得不加剂和加剂混合原油经沿线复杂热历史和剪切历史作用后凝点的变化情况,由此得出:首站一站启炉即可保证管道的安全运行,同时可结合管道特点制定安全、经济的运行方案.     

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.     

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%。     

控制流量实现管输原油的工艺

通过建立原油流量与温度间的数学模型，分析可知，当原油流量一定时，管道中原油的温度与原油的物理，化学特性密切相关，提出了控制原油流量实现管输原油的工艺，其特征是用流量控制系统控制加热炉加热管道中原油的温度，使出站的原油流量等于给定值。对流量控制系统与温度控制系统及粘度控制系统进行了比较，给出了流量控制系统的流程框图。流量控制输油工艺可用于原油的冷输，即通过控制流量来调节掺入干线中的稀释剂，降粘剂或降     

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。     

鲁宁输油管道初凝应急处置与思考

鲁宁管道输送胜利原油与进口原油的混合油，其具有高黏易凝的特点。2022年2月，该管道因焊缝破裂泄漏停输近30 h，启输后，站间距147.1 km的宁阳—滕州段出现在最高允许出站压力下流量和出站温度持续下降的初凝趋势，通过在其沿线注入热柴油，成功处置了此次初凝事件，约6天后管道流量恢复正常。鲁宁管道初凝事件及应急处置为大口径、长站间距加热输送管道安全积累了宝贵经验：(1)管道出现初凝趋势而出站压力趋近允许高限时，及时提升管道流量是关键；(2)优先向后半段及“瓶颈”段注入热稀油，疏通关键段及节点；(3)初期热稀油注入比例适当高于理论值，随运行工况趋稳适当调减比例；(4)通过站内热油循环保证加热设施正常运行，以便提高管输原油出站温度。最后提出建议：(1)热输原油管道设置站内循环流程是极其必要的；(2)深入研究鲁宁管道管输油品性质、管输运行规律及流动保障技术；(3)基于运行数据挖掘明确、细化管道初凝应急预案。（图11，表2，参21）     

稠稀油黏度比对混合油黏度预测准确性的影响

稠油掺稀后混合油黏度的准确计算是稠油地面设施及管道工艺计算的基础,为了研究高黏度比(大于1×104)对于混合油黏度预测准确性的影响,首先筛选6个较为常用的混合油黏度计算模型,通过Capella稠油与4种不同物性稀油的现场掺稀测试,对38组共114个混合油黏度实测值和模型预测值进行对比,使用误差分析方法讨论了稠稀油黏度比对不同模型预测准确性的影响。研究表明:黏度比小于3 000时,Cragoe修正模型预测平均误差小于10%;黏度比大于3 000时,推荐采用Lederer改进模型,平均预测误差小于15%;黏度比对于混合油黏度模型预测误差的影响不可忽略,如需对现有模型进行修正,则应在修正式中引入黏度比。     

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。     

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。     

冷热原油顺序输送过程混油浓度的数值模拟

基于Fluent多相流(VOF)模型,采用有限容积法建立了顺序输送混油数学模型,针对冷热原油顺序途经90弯头、10m落差的管输过程进行了数值模拟。以大庆原油和俄罗斯原油为例,分析了不同输送顺序、流速、油温对混油浓度的影响。研究表明:在冷热原油顺序输送过程中,提高输送速率可以缩短混油段长度,且在流速一定的情况下,前行密度小、粘度低的俄油,后行大庆油的温度相对越低,掺混量越少;当后行密度小、粘度低的俄油,前行大庆油的温度相对越高,掺混量越少。该数值模拟结果与管道的实际运行情况相符。     

多组分混合原油常温输送技术

对多种配比、组分油物性差异较大的多组分混合原油常温输送的工艺进行了研究。根据混合油物性、组分油物性与配比的相关规律以及常温输送对原油物性的要求,绘制了等值线图,给出了常温混合输送配比域。为保证计算的启动泵压小于允许泵压,对物性最差混合油的启动泵压进行了校验。     

中洛线中原原油与普托原油掺混增输方案比选

为了解决中原油田石化总厂的产品质量和环保问题,拟向中洛线输送进口普托原油和中原原油的混合油。中原原油属于易凝高黏原油,若与普托原油混合将改变管输原油的物性,影响管道安全经济运行,因此需评估增输方案的可行性,制定新的管输方案。首先开展室内掺混实验,确定中原原油与普托原油(混合比例1:2.6)的混合条件,测定不同掺混比例下混合原油的基础物性;然后以1月份为例,对中洛线4种可能的混输方案进行计算、分析、比选,确定全年各月份的输送方案;最后利用自制的沉降设备对混合原油在停输过程中重质组分的沉降情况进行研究,在实验条件下未出现明显沉降,为评估混合原油停输风险、制定停输再启动方案提供了依据。     

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。     

混合原油温度对流变性的影响

在室内试验的基础上,研究了混合原油温度对流变性的影响,提出了混合原油凝点、粘度、稠度系数、流变指数等参数与混合原油温度的关系式,通过对鲁宁输油管道现场实测证明,该关系式的计算结果能够满足管道运行的需要,为鲁宁输油管道的生产决策提供了可靠的试验数据.     

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。     

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。     

加热泵站采用控制粘度加热输送工艺的必要性

分析了辽河油田曙光泵站管输原油的粘度化验数据,比较了控制温度加热输送与控制粘度加热输送两种工艺,介绍了控制粘度加热输送的优点。采用控制温度输油工艺加热原油后,虽然使出站油粘度降低,但出站油粘度波动情况并未得到改善;当加热泵站用出站原油作燃料油时,由于出站原油粘度波动,使加热炉操作困难,影响燃料油的燃烧状态。采用控制粘度加热输送工艺后,出站油粘度稳定,可以改善控制温度加热输送工艺的不足之处。为了改善输油管道的运行管理,降低输油成本,在一般人工控制温度的加热泵站和自动控制温度的加热泵站,采用控制粘度加热输送工艺是必要的。     

埋地热油输送管道的经济管径计算模型

考虑了输送温度对油品粘度的影响以及油品粘度和输送量对泵效、流态和经济管径的影响,以管道建设投资的年分摊费用、保温投资的年分摊费用、管道年维护费用、年动力消耗费用和年热力消耗费用之和为目标函数,给出了埋地热油管道经济管径的完整计算模型。该模型能自动满足管道的沿程温降约束条件,适用于不同粘温特性的原油、不同保温材料和不同埋地深度的管道。采用斐波那契搜索算法对所建模型进行了算例计算,结果表明,该模型能较好地反映各种因素对经济管径的影响,可为埋地热油管道的优化工艺设计提供理论依据。     

不同油剂对金龟子绿僵菌孢子萌发率的影响

本文对杀蝗绿僵菌MA4菌株气生分生孢子在5种植物油、3种矿物油两两不同混配比例的混合油中的萌发率进行了研究,确定了混合比例为1:3的花生油与煤油的混合油作为制剂的载体油是一种理想的绿僵菌油剂类型.气生分生孢子在该混合油剂中36h的萌发率达到95%以上.