重质原油管道输送技术

丁垚（中国石化石油勘探开发研究院，北京　100083）

重质原油管道输送技术

丁垚（中国石化石油勘探开发研究院，北京100083）

根据国内外文献的调研，本文介绍了六种重质原油管道输送技术，包括加氢降粘裂化、重油改质降粘、重油催化裂化、乳化降粘输送、低粘液环输送、重油浆液输送技术。并提出了重质原油管道输送技术的发展方向。

重质原油；管道输送；技术

重质原油流动性更差，改善其流动性的难度也更大。根据国内外文献的调研，加氢降粘裂化、稠油改质降粘、稠油催化裂化、乳化降粘输送、低粘液环输送、浆液输送等技术将成为重质原油管道输送技术的主要发展趋势。

1　加氢降粘裂化法

该技术最早由法国提出，在油田进行加压加氢处理，使原油粘度降至可用管线输送，并在下游炼厂用普通炼油方法加工。该方法打破了以往采用传统的单纯物理降粘法，可节省各种降粘措施费，方便生产。

2　重油改质降粘

重油改质降粘从根本上降低重油的粘度。改善重油在管道中的流动性，从而提高管道特别是长输管道的弹性（适用性）。此外重油裂化生成的轻质油不仅可以使未发生裂化的重油组分稀释，而且可以因其分子量变小而增加重油管输动能。

3　重油催化裂化

利用重油开采过程中蒸汽驱或者蒸汽吞吐的注蒸汽阶段的高温（150～300℃），加入少量的催化剂，可使重油中的胶质，沥青质在碳-硫键处断裂产生理想的降粘效果。重油催化裂化是一个不可逆过程，因此经催化裂化的重油无需再进行加热或添加化学剂等降粘处理即可实现常温输送。

4　乳化降粘输送方法

乳化降粘输送方法被认为是重油管道输送最有前途，最有潜力的方法之一。通过加入化学添加剂，重油以微小球体的形式稳定地悬浮在水中，形成低粘度的水包油（O/W）型乳状液，同时由于表面活性剂水溶液的湿润作用，使液流流动阻力显著减少，即在管壁上吸附了一层表面活性剂水溶液的水膜，从而使原油和管壁之间的摩擦变成表面活性剂水溶液与管壁的摩擦，达到流动阻力显著下降的目的从而大大降低了重油的表观粘度。

但该方法在以后的工作中要涉及破乳工艺；而且处理不好会不稳定，薄膜破裂，重油会重新聚集。因此，需加强破乳工艺的研究。

5　低粘液环输送方法

低粘液环输送方法是指向重油中掺入一定量的低粘度不相溶液体（一般为水），在输送过程中，将油流的速度控制在某一范围内（0.84～1.3m/s），可形成环状流，粘度大的重油作为芯流引入输送管道中被水包围，不与管壁接触，这层水环能吸收管壁和流体之间存在的剪切应力，从而减小了流动阻力。在相同的流动条件下，与乳化降粘输送、掺稀输送等方法相比，采用水环输送压降最小，所需的泵功率也最小。

但环状流型稳定性比较差，很容易遭到破坏而最终形成混相的形式。另外，过泵增压时同样会对液环造成破坏。如果能解决好上述问题，低粘液环输送方法将会被广泛应用于重油管道输送上。

6　重油浆液输送技术

Hector Zambranoa等人对水平管道内的重油浆液输送技术进行了实验研究和CFD数值模拟。他们将沥青质颗粒分散到连续的油相中进行混合输送。他们发现这种浆液的管道输送压降与颗粒粒径分布、颗粒浓度、管径、紊流程度、连续相的温度和粘度等诸多因素有关。

7结语

重油管道输送技术的科技攻关，应主要解决以下几个方面的问题：

（1）提高集输系统的密闭率，减少集输过程的蒸发损耗和热能损耗；

（2）提高重油的脱水温度，增大油、水的比重差，通过研制高效设备，提高重油的处理效率；

（3）重油的长距离管输技术；

（4）更加高效的重油污水深度处理技术；

（5）重油集输、处理过程中的热能综合利用。

［1］叶兵，稠油集输与长距离管输降黏工艺，油气田地面工程，第29卷第3期，2010.3，p52.

［2］M.Rafael，etc.Transportation of heavy and extra-heavy crude oil by pipeline：A review.Journal of Petroleum Science and Engineering 75（2011）274–282.

［3］Hector Zambrano，Leonardo Di G.Sigalotti，Jaime Klapp，Franklin Pena-Polo，Alfonso Bencomo，Heavy oil slurry transportation through horizontal pipelines：experiments and CFD simulations，International Journal of Multiphase Flow（2016），doi：10.1016/ j.ijmultiphaseßow.2016.04.013.