海上稠油管道流动安全保障研究

海底管道是海上油气输送的生命线,稠油管道输送流动安全保障问题尤为突出,稠油具有低温粘度大、流动性差、再启动压力高等特点,因此,研究稠油管道流动安全保障极为重要。本文以渤海某稠油油田及新建管道为研究对象,针对该油田2条新建管道不同工况下的流动安全保障进行了分析研究,制定了合理的预热、置换和再启动方案,保障了管道输送安全,为稠油管道流动安全保障设计提供了一定基础。     

原油管道掺混输送运行风险分析

日东原油管道适应性改造工程为通过向委内瑞拉稠油中掺入一定量的中东原油,利用静态掺混器进行在线掺混,降低委内瑞拉稠油的黏度,以实现委内瑞拉稠油的常温输送。适应性改造工程实施后,日东原油管道可以实现常温输送中东原油和进行中东原油和委内瑞拉稠油掺混输送。增加了管道输送油品的种类,提高了管道的利用率,实现管线增输增效。     

稠油管道预热方案分析

稠油输送管道运行温度高,投产前需要进行预热,在管线周围建立稳定的温度场。预热方案的优劣对工程投产的时间、成本都有着重要的影响。本文对稠油管道预热方案进行了适应性分析,确定了方案选择的决定性因素,为稠油管道投产前预热方案的制定提供了借鉴。     

重质稠油管道输送工艺关键技术调研

经过多年的技术攻关,国内已形成了重质稠油输送的多项工艺技术。同时由于重质稠油具有很高粘度,因此在管道输送及操作运行中存在很大风险。本文探讨了稠油的降粘输送工艺以及管道的运行风险,调研了相关的工艺技术措施,并在此基础上,对于重质稠油输送应考虑的关键技术问题进行了分析,为重质稠油的管道输送工艺实施提供借鉴。     

稠油乳化降粘输送优化运行研究

随着石油不断开发使用,原油的储量减少,轻质原油的开发成本越来越高,对稠油的开发成为热点,而稠油存在粘度大且管道输送技术困难等问题,针对这一问题,本文对乳化降粘法进行深入分析,从稠油的物理特性及管道摩擦等因素探讨了稠油降粘的最佳条件。本文首先对稠油的粘度与含水率和温度之间的关系进行分析,根据实验数据拟合出,含水率、温度、粘度的关系式,然后通过环道对稠油进行模拟测试,对管道输送摩擦及压降等因素与流量及输送时间的关系,并最终通过实验确定稠油输送的最佳含水率和温度的范围。     

稠油热采集输工艺技术探讨

针对目前稠油油田集输系统现状,介绍了地面注气系统的优化、集输工艺的优选、稠油的计量、高效节能加热炉的选取、高效分离器的应用、节能型输油动力设备及变频调速技术和管道的防腐保温及泄漏检测等多项提高系统效率的配套技术,从而达到稠油管道节能输送以提高企业经济效益。     

复合硅酸盐保温材料在稠油热采注蒸气管道上的应用研究

为了解决稠油热采注蒸气管道保温结构存在的问题,进行了大量的室内试验研究.测试了复合硅酸盐保温涂料、板材及涂料和板材组成的复合保温结构的性能及其在高温稠油热采注蒸气管道上的应用效果.从而研究出了适合稠油热采注蒸气管道的三层不等厚复合保温结构.并按优化设计结果,在辽河油田曙光采油厂热采注蒸气管道上推广应用了该复合保温结构,管道散热损失大大降低,从而保证了井口的蒸气干度,取得了巨大的增产效益.     

SZHG型三螺杆泵在输送高粘度稠油管道上的应用

科学技术的不断发展,为现代油田油气企业产业规模的不断扩大及生产效率的提高提供了可靠的技术支持。在此影响下,随着稠油产量的上升,选择性能可靠的稠油管道成为油田原油生产战略部署的工作重点。因此,应充分考虑高粘度稠油管道的输送效率及外输成本,并结合稠油输送的实际需求,通过选择性能可靠的外输主输油泵,确保相关生产计划的顺利完成。基于此,本文就SZHG型三螺杆泵在输送高粘度稠油管道上的应用展开论述,为油田企业稠油生产效益最大化发展目标的实现提供有效参考。     

稠油长输管线运行参数校核

辽河油田是我国最大的稠油、高凝油生产基地,稠油产量占总产量的70%左右,主要采用管输的形式输送到外输首站,稠油长输管线运行管理和参数校核是确保管道安全运行的关键。通过对海-坨线及洼-坨线输油管道的参数校核,提出了整改方案,为管道安全运行提供依据。     

降低稠油管道输送温度的工艺技术

目前对于粘度大、凝固点高的稠油管道,国内外一般都采用加热输送,使其在管道输送时不凝、低粘,以降低输油的动力消耗.如果在满足安全输送条件下,降低输送温度,就会降低能耗.本文对辽河油田的坨一渤输油管道进行工艺技术研究,提出来降低了稠油管道的输送温度的工艺技术,减少了管道的运行成本,提高了企业的经济效益.     

超稠油掺柴油集输水力及热力耦合模型研究

分析适合超稠油掺柴油输送方法的实际条件;在能量守恒的基础上推导出超稠油掺柴油集输过程中压力和温度的耦合方程,并以凤城油田超稠油物性参数做为数据参考,运用迭代法进行计算求解,得出超稠油掺柴油集输管道运行中,在不同混输流量下沿程各个节点的压力和温度。该计算模型能够较好的反应超稠油掺柴油集输过程中管线的水力及热力特性,为稠油掺柴油输送工艺提供了相关的理论基础。     

90°圆截面弯管内稠油流动特性分析

采用计算流体力学三维层流模型模拟,研究了温度50~75℃、雷诺数Re=300~800、弯管内径D=50.7~131.7 mm、弯径比B=0.75~3.0条件下稠油在90°弯管内的阻力特性,分析了弯管局域阻力系数波动的机理。结果表明,随温度升高、入口雷诺数下降、弯管直径增加,局域阻力系数提高;在弯管0~15°范围内阻力下降,原因是弯管内形成双纵向涡,75°到弯管后0.5D范围内阻力下降,原因是弯管内形成4个纵向涡;弯管的弯径比对局域流动阻力影响很大,B=0.75时相邻截面最大落差达B=3.0时的28.35倍,但管道进出口阻力仅为1.68倍,原因是弯径比B≤1.0时,弯管后1.0D范围内侧形成了局域低压区,对应位置出现流向涡旋,同时弯管后0.5D截面稠油剪切速率达到峰值。     

水平管路水环输送稠油减阻模拟实验

随着石油开采的增加，黏度较大的稠油输送受到越来越多的关注。基于自主设计的两相流水环输送稠油实验系统，模拟并开展了水环输送稠油实验。拍摄了水环发生器在不同间隙尺寸下的流动流型，分析了不同实验条件下的水环输送稠油减阻效果。结果表明：水环输送可以大大降低管道输送过程中压降；结合实验和模拟，水环发生器间隙尺寸在0.9～1.4 mm时，水环的减阻效果最好；流速增加会增大单位管道上的压降，降低水环输送的减阻效果。     

水下埋地管道泄漏数值模拟

管道泄漏是长输管道的典型事故,也是引起其他一些事故的重要原因。基于水下埋地管道受多种因素的影响,使得研究水下埋地管道泄漏实验有一定难度。采用仿真模拟软件对不同漏口及不同水速下水下埋地管道泄漏情况进行了模拟。通过研究泄漏速度和水流速度分别发生改变时对泄漏油品油相运动的影响,得到了工程实际中水下埋地管道常见泄漏情况的油品运动规律。并进行分析了泄漏速度和水流速度对泄漏油品的影响。模拟的结果与相关理论能够很好的吻合,该结果可为较复杂的水下环境下长输管线的维护和运行技术体系的建立提供一定的理论帮助。     

乳化/润湿耦合作用稠油流动减阻新思路

稠油节能增输是解决常规原油日渐枯竭、保障原油接替的紧迫需求,然而稠油黏度高、流道黏附性强,使其输送异常困难,是稠油节能增效输送技术瓶颈。根据前期研究本文作者发现,活性水作用下稠油乳化降黏的同时可改变稠油与管内壁界面特性,以及稠油提高采收率——润湿性之润湿反转,提出管输稠油乳化降黏及其流固界面润湿耦合作用流动减阻新思路。本文基于国内外相关研究成果的系统分析,探讨稠油乳化降黏、流固界面润湿及耦合减阻的有效性,剖析活性水作用乳化/润湿耦合减阻存在的主要问题,理论分析稠油在管输过程中实现乳化/润湿耦合减阻的可行性。结果表明,乳化/润湿减阻思路在理论上是可行的,而且在表面活性剂作用下乳化降黏的同时管输流固界面润湿反转更容易实施,然而,乳化/润湿减阻实际应用缺乏充分认识尚需深入研究其相关科学问题;其深入研究有望理解与认识流固界面特性对流动阻力的影响作用,可解决管输稠油流动阻力之难题,将为稠油流动改进提供理论与技术支撑,在稠油管输节能增效方面具有广阔的应用前景。     

水平管内水环输送模拟稠油减阻特性

基于自主设计加工并搭建的水环输送稠油减阻模拟管路系统,采用500^#白油模拟稠油,试验研究了稠油在水环作用下的水平管流阻力特性,分析了油相表观流速（0.3～1.0m/s）、水相表观流速（0.11～0.72m/s）及入口含水率（0.13～0.49）对水润滑管流流型特征及减阻效果的影响。结果表明：环状水膜可有效隔离并润滑油壁界面,油-水两相流流型总体上呈稳定的偏心环状流结构;水环输送可大幅降低管道输送过程中的压降,其压降值仅为相同油流量下纯油输送压降的1/55～1/27;当入口含水率为0.13～0.27时,水环输送的效能显著,输油效率均高于40;油相表观流速和入口含水率的增加会增大单位管长压降,降低水环输送的减阻效果和输油效能。     

不确定性在管道流动安全评价中的研究进展

油气集输管网的设计首先要保证管道内介质流动的安全性,由于与原油管道输送相关的原油物性参数、运行参数、环境因素具有很强的不确定性,因此传统的确定性方法进行管道流动安全性评价有很多局限性。回顾了国内学者对管道输送相关参数不确定性研究现状,并对油气储运工程领域不确定性研究的发展趋势进行了探讨,从而为管道流动安全性评价提供了理论基础。     

Simulating the displacement of a heavy oil by a lighter oil in an offshore production line

An analysis was conducted on the displacement of a heavy fluid by a miscible light fluid in the flow assurance operation of injecting diesel oil to displace heavy oil in an insulated offshore production line. A three-dimensional computational fluid dynamics model was developed and implemented in OpenFOAM®. It stimulates the production stages, no-touch time, and oil displacement, considering heat transfer through natural convection and conjugated heat transfer through the solid layers of the pipeline. The specific test case focused on the first 180 m of an existing offshore production line. The simulations revealed two primary mechanisms of mixing: turbulence and secondary flows generated by the pipeline curves. Remarkably, the results demonstrate that by injecting a volume of lighter oil 1.3 times the pipeline volume, approximately 90%–95% of the heavy oil can be effectively removed.     

稠油管道输送技术研究

高粘的稠油使得输送成为管道从业者的一个难题,尤其是发生凝管事故后的再启动问题。对稠油高粘的实质进行研究发现,决定稠油粘度的实质为原油体系中沥青质分子和非沥青质分子相互作用所形成的大分子胶束聚集体所致。国内外稠油输送方法有加热法、裂解降粘法、掺稀输送法、添加改性剂法、低粘液环输送法、微生物法、超声波法和超临界CO2输送法。各方法各具优缺点,没有一种方法适用于所有稠油,另外还需要考虑经济性问题。目前国内最常用的输送方法为加热法和掺稀法。在实际中,针对不同稠油要进行一定的技术分析和研究才能决定选择何种输送技术。     

渤海湾盆地L油田混输原油物性的多参数综合评价

混输原油物性参数是表征原油基本性质和流体流动流变的参数,是输油工艺设计和管道运行的基础,所以评价方法显得尤为重要。利用数理统计分析技术能直观地反映出混输原油在管道输送过程中的变化规律。研究结果表明:L油田具有高酸、高粘、高含蜡的"三高"特征;各平台月产能的变化,引起混输原油粘度、凝固点和蜡含量的变化;由于酸值偏高,在输油工艺中,应加强防腐措施。