高凝原油管道输送蜡沉积规律实验研究

针对高凝原油在管道输送过程中管壁结蜡等问题，通过室内建立的小型管流结蜡环道实验装置，模拟输油管道运行中某一管段的蜡沉积情况，研究了含蜡原油的蜡沉积速度，考察了蜡的沉积规律受温度的影响。通过计算，确定了实验条件下的结蜡量，并利用差热扫描量热仪从微观角度分析测试了蜡沉积物的特性，进而探讨了结蜡机理和影响管壁结蜡的因素。     

原油管道运输结蜡规律分析及防护应用

在原油输送过程中,管道输送发挥重要的作用,其输送性价比较高,输送量大,安全性更好。但是由于我国生产的原油含蜡量较高、黏度大等特性,造成管道输送结蜡现象严重,这对管道输送造成了安全隐患,并且降低了输送效率。因此,研究管道原油结蜡原因和规律,并以此为基础进行防蜡、清蜡措施在实际生产中具有重要意义。     

流花16-2油田海底管道原油蜡沉积规律模拟分析北大核心CSCD

流花16-2油田海底管道原油在深水不保温输送过程中,管壁结蜡对管道全线总传热系数的变化影响很大。本文通过室内环道蜡沉积实验建立流花16-2油田管道蜡沉积预测模型,模拟研究了不同沉积时间条件下管道沿线结蜡速率及结蜡厚度的变化,并引入单位时间管道全线总结蜡量概念对管道全线结蜡速率进行了描述。结果表明,在管壁结蜡层的保温作用下,管道沿线最大蜡层厚度位置处的总传热系数迅速降低导致后管段油流温度升高,管道沿线蜡沉积速率峰值向管段末端移动;随着沉积时间的增长,管道全线结蜡区域逐渐扩大,导致单位时间管道全线总结蜡量增大;根据管道沿线最大蜡层厚度2 mm或管道全线总结蜡量10 m^3的沉积时间,推荐流花16-2海底管道清管周期为3~5 d,以保障海底管道的安全运行。     

中洛原油管道结蜡规律

通过建立濮阳原油蜡沉积模型,预测不同运行工况下中洛管道沿线的结蜡厚度分布。同一运行条件下,沿着管道输送方向,管壁结蜡厚度逐渐增大,到达结蜡高峰区后逐渐减小;随着运行时间的延长,结蜡最严重处略向后方偏移。随着出站温度的降低,中洛管线内出现蜡沉积的管段逐渐增长;结蜡最严重处逐渐向出站处推移,且蜡层厚度基本相同。     

原油管道输送防蜡减阻效果的实验室评价方法

随着人们对原油减阻防蜡研究的深入,实验室评价装置和性能测试方法也将进一步得到完善和发展。本文对原油输送管道内壁涂层和添加剂的减阻、降粘、防蜡效果的实验室评价装置及实验方法作了总结,对涂层物理化学性质的评价方法及管壁涂层的防蜡减阻机理进行了讨论。     

原油输送管道机械清管技术

原油输送管道经过一定时间的使用，由于原油中粘性分子在管壁的沉积，造成实际输油管径减少，压降增大，大大增强了系统能耗。通过分析原油输送管道结蜡情况得出结论：采用机械清管方法可以清除管内结蜡，保证管路正常输送。在阐述机械清管的工艺设计、器具选择和操作规程的基础上，进一步对器具的维护和清管中的注意事项进行简要说明。     

含蜡原油输送管道清管周期预测模型研究

含蜡原油温度低于其析蜡点时,蜡分子会沉积在管壁上,降低管输效率。定期清管可以清除管道结蜡,提高管输效率。为了确定安全、经济的清管周期,从含蜡原油输送管道管输效率的定义出发,结合蜡沉积速率预测方法,提出了描述管道清管周期与管输效率、结蜡速率之间关系的数学模型,确定了应当进行清管时的管输效率阈值。以塔里木油田英买力-牙哈含蜡原油输送管道为例,计算管道清管周期为110 d,验证了该方法的有效性。该预测模型为合理决策含蜡原油输送管道的清管周期提供了依据。     

降凝剂对南阳原油管壁蜡沉积特性的影响

以魏荆线管道所输送的南阳原油为研究对象,利用旋转式动态结蜡装置,考察了添加降凝剂对原油蜡沉积规律的影响。实验结果表明,添加降凝剂改变了蜡晶的生长历程,增大蜡晶体积并阻碍三维网状结构的形成,弱化了管壁沉积蜡晶的结构强度,减小了胶凝原油的屈服强度;在保持壁面温差、油品温度、旋转筒转速相同的情况下,在低流速区间,添加降凝剂会增大南阳原油的蜡沉积速率,在高流速区间则对管壁结蜡具有一定的抑制作用;降凝剂的添加使壁面剪切应力成为影响加剂南阳原油蜡沉积速率的主要因素。     

安塞油田长10油层原油流变性及防蜡剂工艺研究

长庆安塞油田长10油层原油为高含蜡原油,开采、集输及管道输送过程中会出现蜡沉积现象。在含蜡原油中添加防蜡剂能够改变其在低温条件下的流变性,减少蜡的沉积,降低原油的凝点、黏度。本文通过实验确定了最佳防蜡剂的添加条件并研究了加剂原油的流变性。     

大庆原油管输结蜡规律与清管周期的确定

在确定不同流态区管壁处剪切应力、蜡晶溶解度系数、径向温度梯度及管道沿线温降分布的基础上,回归建立了适用于描述大庆油田某两联合站间输油管道蜡沉积的结蜡模型。根据差压法原理,建立了研究原油管输结蜡过程室内模拟试验装置,并覆盖该输油管道的典型工况条件开展了管输原油结蜡模拟试验。相对偏差分析表明,结蜡模型预测结果与试验值的适配性良好。进而在预测运行时间对该输油管道结蜡影响的基础上,结合结蜡层厚度对管道轴向温降及压降的作用,确定了年季节最高与最低土壤温度期的清管作业周期分别为4个月和3个月。     

树脂涂层对原油输送管道的壁面减阻作用

考虑到沥青,地蜡,原油与固体壁面间的界面性能,在管道内壁涂敷一层低表面能的硫油树脂的涂层,减小管壁与原油间的相互作用力,达到减阳目的,在实验室用改造的旋转粘度计来评价氟的共聚物,硅橡胶,聚酰胺等13种脂涂层在沥青,地蜡,原油中的减阻效果,结果表明,它们有不同程度的壁面减阻作用,其中具有低表面的能的含氟,含硅以及丙烯酸树脂涂层的减阻效果较好,在26．0℃的原油中,硅树脂的最大减阻率可达21．7％。     

表面活性剂用作水基防蜡剂的研究

评价了不同表面活性剂的润湿性、防蜡率。实验结果表明，AE10017效果最好，使用质量浓度为200mg／L时，防蜡率可达50％以上；AE10017和SP169或孤岛5号复配后，产生明显的防蜡协同效应。当ρ（AE10017）：ρ（SP169）=200：100复配后，防蜡率可达77％，ρ（AE10017）：ρ（孤岛5号）=150：150复配后，防蜡率达71％。当产出液的含水率高于40％时，所研制的防蜡剂具有较好的防蜡效果。     

Multifunctional anti-wax coatings for paraffin control in oil pipelines

Paraffin deposition is a severe global problem during crude oil production and transportation. To inhibit the formation of paraffin deposits, the commonly used methods are mechanical cleaning, coating the pipe to provide a smooth surface and reduce paraffin adhesion, electric heating, ultrasonic and microbial treatments, the use of paraffin inhibitors, etc. Pipeline coatings not only have the advantages of simple preparation and broad applications, but also maintain a long-term efficient and stable effect. In recent years, important progress has been made in research on pipe coatings for mitigating and preventing paraffin deposition. Several novel superhydrophilic organogel coatings with low surface energy were successfully prepared by bionic design. This paper reviews different types of coatings for inhibiting wax deposition in the petroleum industry. The research prospects and directions of this rapidly developing field are also briefly discussed.     

Physical properties of wax deposits on the walls of crude pipelines

Wax deposits on the wall of a crude oil pipeline are a solid wax network of fine crystals, filled with oil, resin, asphaltene and other impurities. In this paper, a series of experiments on wax deposition in a laboratory flow loop were performed under different conditions （flow rate, temperature differential between crude oil and pipeline wall, and dissolved wax concentration gradient）, and the wax deposits were analyzed, so quantitative relationships among wax content, wax appearance temperature （WAT）, shear stress, and radial concentration gradient of dissolved wax at the solid/liquid interface were obtained. Finally, a model was established to predict WAT and the wax content of the deposit.     

保护层分析方法研究及其在风险分析中的应用

在结蜡油井中使用固体化学防蜡剂,可有效抑制油井管、杆、泵等处结蜡,延长有杆泵的检泵周期,降低抽油机能耗。用动态结蜡率测试仪及流变仪分别测试防蜡率及析蜡点的变化,评价防蜡剂在室内的应用效果。通过室内理论计算检泵周期、溶解速度、防蜡率之间的关系,预测了防蜡剂在井底的有效性。用抽油机系统效率测试仪,测试抽油机电机运行的电能参数及安装在抽油机悬绳器上的传感器的油井载荷,对比结蜡井措施前后的数据,评价防蜡效果。测试表明,结蜡井使用化学固体防蜡剂可使油井载负荷平均下降9.73kN,系统效率提高6.92%,综合节电率22.23%。     

Effect of surfactants and their blend with silica nanoparticles on wax deposition in a Malaysian crude oil

The present study investigated the wax deposition tendencies of a light Malaysian crude oil(42.4° API), and the wax inhibiting potential of some surfactants and their blends with nanoparticles. With the knowledge that the majority of the wax inhibition research revolved around polymeric wax inhibitors, which cause environmental issues, we highlighted the potential of surfactants and their blend with SiO_2 nanoparticles as wax deposition inhibitors. Different surfactants including oil-based, silane-based, Gemini and bio-surfactants were considered as primary surfactants. The primary surfactants and their respective blends at a concentration of 400 ppm were screened as wax inhibitor candidates using cold finger apparatus. The screening results showed a significant influence on the paraffin inhibition efficiency on wax deposition by using 400 ppm of silane-based surfactant, which decreased the wax deposition up to 53.9% as compared to that of the untreated crude oil. The inhibition efficiency among the silane-based surfactant(highest) and bio-surfactant(lowest)revealed an appreciable difference up to 36.5%. Furthermore, the wax from the treated sample was found to deposit in a thin gel-like form, which adhered inadequately to the surface of the cold finger. A further investigation by blending the 400 ppm silane-based surfactant with a 400 ppm SiO_2 nanoparticle suspension in a load ratio of 3:1 found that the wax inhibition decreased up to 81% as compared to the scenario when they were not added. However, we have shown that the synergy between the silane-based surfactant and the nanoparticles is influenced by the concentration and load ratio of surfactant and nanoparticles, residence time, differential temperature and rotation rate.     

大庆原油蜡沉积规律研究

在理论分析及室内试验的基础上,系统研究了油温、流速、管壁处温度梯度等参数对大庆原油蜡沉积的影响.在原油与管壁温差相同时,不同温度段蜡沉积速率并不相同,存在蜡沉积高峰区.在壁温相同时,随油温升高,蜡沉积速率逐渐增加.在油温、壁温相同的条件下,随流速增加,蜡沉积速率下降.建立了大庆原油蜡沉积模型,并利用该模型预测了铁岭-秦皇岛输油管线不同季节、不同时间沿线蜡沉积分布.铁-秦线冬季存在蜡沉积高峰区;春、秋季出站时蜡沉积最严重,下一站进站时蜡沉积最轻;夏季蜡沉积速率更小,且沿线变化不大.     

基于原油及蜡样实验的油井井筒结蜡规律综合分析

高含蜡原油生产时,油井井筒结蜡的影响因素很多也很复杂,仅通过对油样结蜡实验分析或者井筒结蜡厚度的理论分析进行结蜡规律研究比较片面,现场井筒蜡样实验分析及不同气油比压力下结蜡规律实验是必要的补充。以安塞油田高平2井区长10油层原油及蜡样为研究对象,通过黏温曲线测定析蜡温度、原油全组分实验分析、蜡样全组分实验分析、不同气油比和压力条件下实验分析、不同产液量和含水率的理论计算分析等多种手段,全面综合地研究和认识其结蜡规律,为制定清防蜡措施提供了更详实的依据。     

管输温度对EVA型防蜡剂防蜡效果的影响

采用Couette蜡沉积实验装置研究了聚乙烯醋酸乙烯酯(EVA)型防蜡剂对长庆原油蜡沉积特性的影响,分析了不同管输温度条件下EVA型防蜡剂的防蜡效果。研究发现,与空白原油相比,加剂原油的蜡沉积速率大幅降低,同时蜡沉积物的老化速率升高。无论是在恒定油壁温差还是在恒定壁温条件下,EVA型防蜡剂的防蜡效率均随油温的升高而不断降低,EVA对蜡沉积物老化速率的提升幅度均随油温的升高而不断增大。通过分析EVA型防蜡剂对长庆原油流动特性、低温胶凝结构特性及微观蜡晶形貌的影响,阐明了EVA型防蜡剂对长庆原油蜡沉积特性的影响机理,并从蜡沉积物初始凝油层抗剪切强度及蜡分子扩散速率2个角度揭示了管输温度对EVA型防蜡剂防蜡效果的影响。     

普适性结蜡模型研究

根据原油在管道内流动特性及析蜡规律,提出了有效析蜡量的计算方法.利用F检验法筛选了原油结蜡的主要影响因素,包括原油黏度、管壁处剪切应力、温度梯度及管壁处蜡晶溶解度系数.利用9种原油室内环道结蜡实验数据,按照逐步线性回归的方法,得到了含蜡原油的普适性结蜡模型.该模型不需进行结蜡模拟实验,只需根据原油的黏度、析蜡特性及密度等物性参数就可预测原油的结蜡规律.在未进行室内结蜡模拟实验的情况下,利用普适性结蜡模型预测了中宁-银川输油管道不同工况下沿线结蜡分布,并和现场运行参数进行了对比,平均误差为6.32%,最大误差为20%,预测结果为现场清管作业提供了依据.