不同加熱條件對尼日爾某管道原油降凝效果的影響

薛義，竇丹

1.中國石油天然氣管道局投產運行公司，河北廊坊065001

2.中國石油天然氣國際尼日爾有限責任公司，北京100032

不同加熱條件對尼日爾某管道原油降凝效果的影響

薛義1，竇丹2

1.中國石油天然氣管道局投產運行公司，河北廊坊065001

2.中國石油天然氣國際尼日爾有限責任公司，北京100032

為研究不同加熱條件對降凝劑降凝效果的影響，對實際運行過程中的尼日爾某輸油管道加劑原油凝點進行了測量，通過改變加熱條件，依次停爐，得到了不同的凝點。分析加熱條件的變化和末站凝點測試的數據得出結論：加熱爐加熱溫度高于最佳處理溫度65℃時，經多次加熱，降凝效果無顯著變化；但地溫場的反加熱使加劑原油處于析蠟高峰區和反常點溫度時，會惡化降凝效果；被地溫場反加熱后的惡化加劑原油，再次啟動加熱爐加熱可以消除之前反加熱對降凝效果帶來的不利影響。

原油管道；降凝效果；加熱條件

0 引言

尼日爾阿賈德姆原油管道全長約455.7 km，管徑323.9 mm，設計輸量100萬t/a，設計壓力10 MPa。由于輸送介質為高凝原油，因而采用一泵到底、加熱輸送工藝。全線設首、末站和5個中間加熱站，在投產后的運行初期，管道一般采用加熱正反輸送（夏季常溫輸送）。隨著來油凝點不斷升高，冬季進站油溫已不能滿足運行要求，加之加熱正反輸送運行成本極大，故引入降凝劑進行試驗。但降凝劑的降凝效果與管道運行環境有很大關系，為此特別探究從加熱輸送向常溫輸送轉換過程中降凝劑的使用效果，為以后降凝劑現場實際應用提供依據。

1 試驗過程

1.1 加劑原油特性

尼日爾阿賈德姆原油管道所輸原油的黏溫曲線見圖1，析蠟曲線見圖2。

圖1 加劑原油黏溫曲線

圖2 加劑原油析蠟曲線

從圖1和圖2可以看出，原油從牛頓流體向非牛頓流體轉變的溫度（即反常點）和原油的析蠟點均處于25～35℃之間。油溫低于反常點時，原油黏稠度增加。

1.2 逐站停爐

2013年3月，管道沿線地溫開始逐步回升，原油進站溫度隨地溫的升高也逐漸升高，按照加劑輸送規范和管道運行情況，已具備常溫加劑輸送的條件。管道從下游開始向上游逐站停爐，各站啟停爐時間如表1所示。未停爐前，加劑原油會被1#～5#加熱站重復加熱5次，由于油溫高于地溫，管道周圍土壤會形成一定溫度場。從5#站開始依次向上游停爐后，每停1個加熱爐，加劑原油重復加熱的次數減少1次，同時該停爐站場的下游土壤溫度場對上游來冷油進行反加熱一段時間，直至土壤溫度場恢復常溫。在此期間，測量加劑原油的凝點。為試驗反加熱的影響，5#站加熱爐停爐后又重新啟動一段時間。

表1 各站停爐和重新啟爐時間

1.3 末站凝點測試

現場實測末站加劑原油和空白原油的凝點數據如圖3所示，空白油的凝點在28～31℃之間，加劑原油凝點在22～27℃之間，原油加劑后平均降凝幅度為3～8℃，從圖3可以看出藍色曲線起伏波動較大，即隔一段時間會出現原油凝點異常升高的情況，引起波動的原因與停爐后的加劑原油狀態發生變化有一定關系。

圖3 加劑原油與空白原油凝點對比

2 數據分析[1-2]

2.1 多次加熱影響

在未停爐期間，各站均加熱到65℃以上，末站凝點為24～25℃。逐站停爐以后，測試末站原油凝點，除去異常的點，結果如表2所示。由表2可看出，經過逐步減少加熱次數，末站原油凝點變化不大，加熱次數對降凝劑影響不大。

表2 加熱多次到最低處理溫度時末站原油凝點

2.2 地溫反加熱影響

在依次停爐期間，某一站停爐后，停爐站下游地溫場溫度比來油溫度高，會對來油進行短暫加熱（但地溫場溫度比加熱爐溫度低，對上游來油的加熱能力有限），隨后地溫場溫度逐漸下降至接近大地溫度，這可能是導致凝點異常升高的原因。反算原油凝點出現異常升高的油頭所在的位置，數據見表3。

表3 未加熱到最低處理溫度時末站原油凝點（異常凝點）

通過表3數據可以看出，在某一站停爐后，油頭經過該停爐站，往下游流動過程中，會受到下游一段地溫場的短暫加熱，最終達末站后凝點在26～27℃之間，是一個月內加劑原油測試凝點最高的數據，剛停爐后該站下游的地溫場反加熱（未達到熱處理溫度的加熱）會對部分加劑油段的降凝效果產生不利影響，而停爐一段時間后，溫度場會逐漸散去，不再影響加劑原油。

地溫反加熱使原油凝點接近未加劑原油凝點（29℃），表明此時降凝劑幾乎失效。原因是經地溫場反加熱的油溫恰好在加劑原油反常點和析蠟點附近，因而造成了加劑原油低溫流變性變差，凝點急劇上升。

2.3 加熱爐再次加熱影響

在全線加熱爐停止運行期間，原油降凝幅度受地溫反加熱的影響較大，降凝效果出現惡化，為解決反加熱帶來的不利影響，重新啟動5#站加熱爐進行再次加熱試驗，保持加熱溫度在65℃以上。經過再次加熱到65℃以上的油頭，其凝點在23～24℃之間，數據如表4所示，從表4可看出，經過一次達到熱處理溫度的加熱，可以消除之前反加熱帶來的不利影響。表明在地溫場反加熱中形成的蠟晶體，經加熱爐再次加熱后溶解，原油凝點降低。

表4 再次加熱到最低處理溫度時末站原油凝點

3 結論

（1）加熱爐加熱溫度均高于最佳處理溫度65℃時，經過多次加熱，降凝效果無顯著變化。

（2）地溫場的反加熱使加劑原油處于析蠟高峰區和反常點溫度時，會顯著惡化降凝效果。

（3）被地溫場反加熱后的惡化加劑原油，再次啟動加熱爐加熱可以消除之前反加熱對降凝效果帶來的不利影響。

[1]彭建偉，張勁軍，李鴻英，等.重復加熱對降凝劑改性原油流動性影響的模糊評價[J].石油天然氣學報（江漢石油學院學報），2007，29（5）：137-140.

[2]宋昭崢，孫潔，李傳憲，等.降凝劑對高蠟原油流變性的改性效果分析[J].石油大學學報（自然科學版），2002，26（1）：52-55.

Effect of Different Heating Conditions on Pour Point Depressant Action in ANiger Crude OilPipeline

Xue Yi1，Dou Dan2
1.Commissioning and Operation Company of CPP，Langfang 065001，China
2.China NationalPetroleum Corporation Niger Petroleum S.A.，Beijing 100032，China

In order to know about the effects of different heating conditions on pour point depression in the actual operation situation of a certain Niger crude oil pipeline，the measurement of pour points of oil adding pour point depressant（PPD）is carried out.Through changing heating conditions and stopping heating furnaces one by one，the different oil pour points are obtained.The conclusion is gained by analyzing heating conditions and terminal pour point data that when the furnace heating temperature is higher than the optimum processing temperature of 65℃,regardless how many heating times，thepour points of crude oil adding PPD are similar；When the crude oil is reversely heated by earth temperature field around the pipeline to cause the oil to be in wax precipitation peak range and abnormalpoint temperature，the pour points significantly raise；but if the reversely heating crude oil is heated again by furnace，the disadvantageous effect due to reversely heating is eliminated.

crude oilpipeline；pour point depression；heating condition

10.3969/j.issn.1001-2206.2015.01.016

薛義（1986-），男，湖北荊州人，工程師，2008年畢業于中國石油大學（北京）油氣儲運專業，現從事管道投產運行及其技術研究等工作。

2014-05-14