苏嵯输油管道混合原油降凝剂筛选及改性效果评价*

魏立新，王倩楠，董　航，马一枚，司马英杰（.东北石油大学石油工程学院，黑龙江大庆6338；.大庆油田有限责任公司天然气分公司，黑龙江大庆63000）



苏嵯输油管道混合原油降凝剂筛选及改性效果评价*

魏立新1，王倩楠1，董航1，马一枚1，司马英杰2
（1.东北石油大学石油工程学院，黑龙江大庆163318；2.大庆油田有限责任公司天然气分公司，黑龙江大庆163000）

摘要：对苏嵯输油管道管输混合原油进行室内降凝剂筛选实验，挑选并复配出对混合原油改性效果好的化学剂，确定了最佳加剂条件和最佳配比，并测得了在最佳加剂条件下混合原油的屈服值。实验结果表明，苏嵯输油管道混输原油的最佳降凝剂为B，最佳加剂温度为70℃，最佳加剂量为600×10-6，在该条件下，可以使凝点降低10℃，降粘率达83.31%。该室内实验及结果对指导苏嵯输油管道加剂输送技术的应用有一定的借鉴意义。

关键词：苏嵯；混合原油；降凝剂；流变性；复配

苏嵯输油管道输送呼伦贝尔和塔木察格的混合原油，根据管道输送计划，管道内两种原油按4∶1、4∶2、4∶4、4∶8，4种比例混合输送，两种原油混合后流动性差，影响管道输送的安全性，由于在输油管道中添加降凝剂可以有效地改善油品的低温流动性,能够减少摩阻,降低耗能和成本［1-5］，因此，对管输混合原油进行室内降凝剂筛选实验，并对降凝剂对混合原油流变性影响进行研究，对苏嵯输油管道的实际生产运行有一定的指导意义。

1　油品性质

呼伦贝尔和塔木察格原油基本物性及流变参数见表1。

表1　两种原油的基本物性Tab.1 Basic physical properties of two kinds of crude oil

2　降凝剂筛选

根据SY/ T5767-2009《管输原油降凝剂技术条件及输送工艺规范》要求,以降凝率为首要衡量标准，降粘率为第二考虑因素，综合考虑降凝率和降粘率两种因素对实验室内的8种降凝剂进行筛选，确定了最佳降凝剂剂型、最佳加剂量及最佳处理温度。

2.1降凝剂筛选实验方法

降凝剂的制备按GB/T6680取得已知密度的降凝剂样品，降凝剂添加量以每千克原油添加降凝剂毫克计。取50g掺混后的原油，按比例加入一定量的化学剂，将原油加热到预定温度，通常为50～70℃，同时启动搅拌器适度搅拌，恒温5min，然后以0.3～0.5℃·min-1的降温速率降低至终冷温度。整个实验中的搅拌速率为80～120r·min-1。

2.2剂型筛选

对呼伦贝尔原油和塔木察格原油4∶1、4∶2、4∶4、4∶8，4种比例下混合后的原油分别进行降凝剂的筛选，根据原油降凝剂的共晶吸附作用机理,选择和评价了国内外多种原油降凝剂及高分子聚合物,从中筛选出对两种混合原油降凝效果较好的药剂。由于实验数据颇多，因此以4∶1为例，对实验结果进行分析，实验结果见图1、表2。

表2　八种降凝剂筛选实验结果Tab.2　Screening test results of eight kinds of reducing agent

图1　不同降凝剂作用下的粘温曲线Fig.1 Viscosity temperature curve under different pour point

从表2和图1可见，以降凝率为第一衡量标准，综合考虑降粘率得出降凝剂B、降凝剂D、降凝剂固体40的降凝降粘效果优于其它原油降凝剂。在25℃、35.3s-1及加剂量为600×10-6的条件下,降凝剂B能将原油粘度降低83.31%,降凝率达40%，降凝剂固体40能将原油粘度降低72.69%,降凝率达36%，由此在8种单剂中筛选出对混输4∶1原油效果最好的单剂为降凝剂B。并考虑其可以作为混输原油复配降凝剂的一个组分。

2.3最佳剂量和处理温度选择

2.3.1剂量选择每种原油都有其最优降凝剂加剂量，因此对筛选出的单剂进行最佳剂量选择，根据现场实际情况管输温度为70℃，实验结果见图2、表3。

表3　不同加剂量下的测试结果Tab.3 Test results under different dosages

图2　混合原油4∶1在不同加剂量下降粘率曲线Fig.2　Viscosity curve of mixed crude oil 4:1 in different dosages

由表3和图2可以看出，凝点随着加剂量的增加降低显著，当加剂量为800×10-6时凝点最低。而随着加剂量的增加，降粘率起初迅速上升，当加剂量超过600×10-6时，降粘率上升缓慢，并随着加剂量的逐步增加，降粘率逐渐下降。

2.3.2最佳加剂温度选择加剂温度是影响降凝剂改性效果的重要因素之一，因此，选择5种不同的处理温度进行评价试验，实验结果见表4、图3。

表4　不同加剂温度下的测试结果Tab.4 Test results at different temperature

图3　混合原油4∶1在不同加剂温度下降粘率曲线Fig.3 Viscosity rate curves of 4∶1 in mixed crude oil at different temperatures

从表4图3可以看出，随着加剂温度的升高，凝点降低，降粘率升高，当加剂温度为70℃时，混合原油4∶1的凝点最低且降粘率最高。

通过如上的降凝剂单剂筛选及最佳加剂条件确定试验得到：最优单剂为降凝剂B，并且确定了最佳加剂量和最佳加剂温度分别为800×10-6和70℃，但实验中得出当加剂量为600×10-6时，降凝降粘效果也很显著。以经济性为出发点，在苏嵯输油管道实际加剂输送过程中建议加剂量为600× 10-6。

3　降凝剂复配

在对8种单剂的筛选实验中得到两种降凝效果较好的降凝剂，分别为降凝剂B和固体40，由此在单剂最佳加剂条件下对两种单剂进行复配，为了确定两种不同组分的最佳配比和降凝降粘效果，对B和固体40进行不同加剂量的实验，实验结果见图4，表5。

表5　降凝剂B和固体40不同比例下的实验结果Tab.5 Experimental results on different ratios of B and solid 40

图4　降凝剂B和固体40不同比例下的降粘率Fig.4 Viscosity reduction rate of B and solid 40 under different proportions

由表5图4可以看出，随着加入B的比例不断增大，凝点开始有所下降，但相比于单剂而言，下降幅度不大。当B∶40=3∶1时，凝点有所回升。在25℃下的降粘率当B∶40=2∶1时最大。

表6　降凝剂固体40和B不同比例下的实验结果Tab.6 Experimental results on different ratios of solid 40 and B

图5　降凝剂固体40和B不同比例下的降粘率Fig.5 Viscosity reduction rate of solid 40 and B under different proportions

由表6图5可以看出，随着固体40的加入，混合原油的凝点变化不明显降粘率也比较相近，当固体40与B的比例超过2时降粘率反而下降，当固体40∶B=2∶1时降粘率最大。

由实验结果可以看出，复配剂相比于单剂对凝点影响不大，而随着B和固体40加剂量不断增大，降粘率有所升高，但是当比例超过2时降粘率升高不明显，由此，最佳复配比为降凝剂B∶固体40=1∶1。而以经济性为出发点，复配剂的降凝降粘效果较单剂不显著，因此，苏嵯输油管道在实际生产运行中建议使用单剂B。

4　加剂后流变性实验研究

通过以上的试剂筛选以及最佳加剂条件确定的实验，得到了效果较好的降凝剂，根据现场情况，为了方便现场实现加剂管道输送，因此对加剂后混合原油的流变性进行研究，测量了4种混合比例下原油在凝点和凝点以上3℃处的屈服值，由于数据量大，因此，以混合比例4∶1在凝点处的数值进行实验分析，实验结果见图6、7。

图6　未加剂凝点处屈服值Fig.6 Yield value of no agent at pour point

图7　加降凝剂B凝点处屈服值Fig.7 Yield value of pour point depressant B at pour point

由上图可以看出，在最佳加剂条件下加入降凝剂B后的屈服值明显降低，说明当输油管道在运行过程中出现停输再启动问题时，加入降凝剂可以减小再启动的压力，大大节省了泵的动力费用。

5　结论

（1）针对苏嵯输油管道混合原油输送筛选出降凝效果好的单剂，并确定了最佳加剂量和加剂温度。对于苏嵯输油管道四种比例掺混下的原油最佳单剂均为降凝剂B，加剂量为600×10-6，加剂温度为70℃，实验结果为管道的实践应用提供一定的参考。

（2）对降凝剂效果较好的单剂进行复配实验，得到最佳复配比，实验结果表明降凝剂B和固体40 在1∶1比例条件下的降凝效果较好，适用于现场的应用。

（3）对加剂后的混合原油的屈服值进行实验研究，发现加剂后可明显降低屈服值，为管道以后发生停输及再启动等情况提供数据参考。

参考文献

［1］张劲军.易凝高粘原油管输技术及其发展［J］.中国工程科学, 2002,4（6）:71-76.

［2］夏志,周晓红，等.降凝剂对JZ20-2油气田海底管输高凝点混合原油流变性影响的试验研究［J］.中国海上油气,2009,21（4）: 280-283.

［3］毕梅华.CE原油降凝剂的研制及应用［J］.油田地面工程,1992, 11（4）.

［4］权忠舆.原油改性处理的管道输送工艺［J］.油气储运,1996,15 （1）.

［5］洪建勇，包成林，等.东临管输原油降凝剂的研制及改性效果评价,油气储运,2000,19（6）：28-31.

Suecuo oil pipeline mixed crude oil depressant screening and evaluation of modification effect*

WEI Li-xin1，WANG Qian-nan1，DONG Hang1，MA Yi-mei1，SI MA Ying-jie2
（1.College of Petroleum Engineering, Northeast Petroleum University Daqing 163348, China; 2.Natural Gas Co., Branch, Daqing Oilfield Co., Ltd., Daqing 163000, China）

Abstract：The mixed crude oil depressant for Suecuo oil pipeline was screened by indoor experiments. The best modified solvent was selected. The best conditions and ratios were determined. The yield value of mixed oil was determined under the conditions.The experimental results show that, The best depressant for suecuo oil pipeline transporting crude oil was B, the optimum additive temperature is 70℃,the optimal dosage is 600ppm. Under the condition, the pour point reduced 10℃, the viscosity reduction rate reached 83.31%. The indoor experiment and the results have certain significance to guide the application of additive suecuo oil pipeline transportation technology.

Key word：suecuo；mixed crude oil；pour point depressant；rheological characteristic；compound

中图分类号：TE65

文献标识码：A

DOI：10.16247/j.cnki.23-1171/tq. 20160536

收稿日期：2016-01-30

基金项目：中国石油科技创新基金项目（2014D-5006-0607）资助（项目名称：严寒地区高含蜡原油储存工艺方案优化技术研究）

作者简介：魏立新（1973-），男，汉族，河北定州人，教授，2005年获得东北石油大学工学博士学位，2006年进入博士后工作站工作，2009年被黑龙江省教育厅、省人事厅评为油气储运工程省级重点学科后备带头人，现任东北石油大学石油工程学院油气储运工程系主任。