试论常温输送模式下地温对原油物性的影响

杨宾

摘要：我国的原油由于其固有的特点，例如凝点高、蜡多、粘度大等，这些原油的运输通常是采用首站加热的方式，虽然这种加热方式已经比较成熟，但是由于加热输送方式的能耗比较大，而且容易发生危险，因此，常温输送原油也称为原油储运工作者研究的热点之一。本文阐述了原油长输管道的常温输送工艺的内涵，以典型的常温输送管道库都输油管道为例，探讨了常温输送模式下地温对原油物性的影响，并且探讨了常温输送原油的可行性，旨在为提高原油输送效率提供一些理论性的参考。

关键词：常温输送;地温;原油;物性

引言：

我国的原油大多来自海洋油田和陆地，不论从原油的流动特性和物性来讲，流动性能都不好，而且流变特性复杂，除了一部分轻质原油，我国的原油大多数都有凝点高、蜡多、粘度大的特点，被人俗称为“三高原油”。除此之外，我国还有一部分含蜡质比较高的易凝结的原油，这部分原油的蜡质可以达到40%以上，而且凝点高于40 ℃，还有一些原油的粘稠度非常大，5 0 ℃ 的粘度大于 50 0 m P a · S，而且含胶量高于30%，这部分原油被称为特高含胶粘稠原油。这些原油对原油的运输提出了特殊的要求，传统的原油管输工艺采用原油加热工艺，这种原油加热工艺虽然已经比较成熟，而且经论证是一种可行的管输工艺，但是这种运输方式的能耗非常大，而且运输具有一定的危险性，对运输量变化的适应性能也不好，最不可取的是这种加热输送工艺对环境造成了一定的污染，因此，我国的石油储运科技工作者针对这一难题，经过长期的攻关和试验，研究成功了原油的常温输送工艺。

1原油长输管道的常温输送工艺的内涵：

1.1它的基础理论是原油的流变学。

1.2采用化学或者物理的方法，改进原油的性质，特别是原油的流变特性，尤其针对原油的低温流变特性。

1.3该种方法跨越了原油加热输送的技术壁垒，原油加热输送时，进站的油温要比原油的凝点至少高出3 ℃以上，而通过改变原油的性质，可以对输油的温度进行调整，满足了加剂处理温度和原油加热处理的要求，不需要站站加热，只需要对原有的原油加热运行管道进行一定的改造。

1.4对于新建立的原油输送管道，可以根据原油改性的效果，直接按照常温输送工艺对管道进行设计。

2常温输送管道案例探讨

2.1库都输油管道概况：

以库都输油管道为例，此管道贯穿库尔勒到鄯善，管道走向的地势比较复杂，沿途穿越了道路、山脉、沼泽、河流、沙漠，管道沿线的昼夜温差很大，沿途的最高气温达到了48℃，最低温度达到了-33℃，沿线的地温起伏也较大，冬季最低地温仅有1℃，而夏季的最高地温则有25℃，这条输油管道是典型的常温密闭输送管道，中间没有设计一个加热站，运行方式采用的是一泵到底的方式，而且没有设计反输送流程。

2.2库尔勒的首站的物性变化概况

库尔勒首站的原油密度变化具有一定的规律可循，夏季，原油的密度较大，但是原油的流变性能较差，冬季，原油的密度很小，原油的流变性也较好。出现这种规律的原因是因为在轮台到库尔勒管道之间调整了冬季输油的配比，因为冬季的地温较低，而外输原油的塔中油含量很高，因此，一般在地温比较高的夏季，输送物理性质比较差的原油。

2.3原油在运输输过程中的物性变化

以库都输油管道为例，因为剪切历史和温度历史的影响，塔里木原油的流变性会发生一定的改变。通过调研笔者发现，塔里木原油从运输开始到运输结束，凝点可以升高4～1 2 ℃，而且冬季的变化要较夏季明显的多，出乎意料的是，原油的粘度却变小了。这是因为除了温度历史和剪切历史的影响外，塔里木原油还具有一种明显的分层特性，有一部分的角质和沥青质，在运输时会沉积在管壁上，这些胶质和沥青质本身就具有增粘和降凝的作用，而原油在运输的过程中，由于运输时原油中的胶质和沥青质会不断的沉积，所以最终的含量会变小，因此导致原油的粘度减少，而且凝点升高^[1]。

2.4輸油管道实现常温输送的必要条件

常温输送的必要条件是最低的地温要高于原油的凝点，而且所输原油在沿线上的最低自然地温不应该存在屈服值，即便存在屈服值，屈服值也不能太大。这样才能让管道的停输压力低于额定压力。简单来说，原油的凝点必须要比沿线的最低地温低2～3℃。而且原油在常温输送的温度下，粘度不能太大，这样才能满足管道允许压力高于管道摩擦阻压。不是任何一种原油都能满足常温输送的要求，但是塔里木临界配比的原油的物性恰巧可以满足这一要求，即使物性最差的原油都可以满足该要求，据调研，塔里木原油只要在7℃都可以启动，另外，库都管道的最低地温是0.8℃，而塔里木外输原油的凝点可以达到-13℃，这样即便原油的凝点在运输过程中升高了12℃，原油的凝点仍然比最低地温低，因此，即便沿线地温低至最低临界值，原油也可以实现常温输送，不会发生凝结^[2]。

2.5安全可靠性分析

虽然库都输油管道全线是常温运输，但是当分析库都输油管道的安全可靠性的时候，就不能单纯针对库尔勒首站的原油物性来分析。这是因为塔里木原油在轮库管道的首站是经过热处理才运输到库尔勒首站的，经过长距离的运输，原油的物性要缓慢的恢复到以前的状态，从凝点的角度来说，原油的凝点从首站到末站，凝点经过了4～12℃的波动，因此，在对常温输送的可靠性进行探讨时，就必须考虑原油经过热处理的稳定性，还有油温的变化，再结合地温对其进行综合分析^[3]。

3结语

综上所述，常温输送模式的采用必须考虑到原油的物性和当地的地温，只有原油的物性和管道沿线的最低地温满足常温运输的条件的时候，才能采用常温输送模式，而且常温输送模式的安全性能必须考虑到原油是否在管道沿线经过热处理，还要结合油温的变化和当地的地温进行综合分析，如果原油的物性达不到常温输送的要求，就必须对原油进行一定的预处理，才能满足常温输送的要求，否则会发生原油凝结的问题。

参考文献：

[1] 于涛.油品混合输送在西部原油管道的应用[J].油 气储运，2013，32（2）：162-165.

[2] 中国石油天然气集团公司.Q/SY 1156.5-2013 原油 管道工艺运行规程 第 5 部分：西部原油管道[S].北京：石油工业出版社，2013.

[3]于涛，董一凡，孙云峰等.惠-油管道运方案研究.石油规划设计.2014，25（1）：13-15