重質原油管道輸送技術

丁垚（中國石化石油勘探開發研究院，北京　100083）

重質原油管道輸送技術

丁垚（中國石化石油勘探開發研究院，北京100083）

根據國內外文獻的調研，本文介紹了六種重質原油管道輸送技術，包括加氫降粘裂化、重油改質降粘、重油催化裂化、乳化降粘輸送、低粘液環輸送、重油漿液輸送技術。并提出了重質原油管道輸送技術的發展方向。

重質原油；管道輸送；技術

重質原油流動性更差，改善其流動性的難度也更大。根據國內外文獻的調研，加氫降粘裂化、稠油改質降粘、稠油催化裂化、乳化降粘輸送、低粘液環輸送、漿液輸送等技術將成為重質原油管道輸送技術的主要發展趨勢。

1　加氫降粘裂化法

該技術最早由法國提出，在油田進行加壓加氫處理，使原油粘度降至可用管線輸送，并在下游煉廠用普通煉油方法加工。該方法打破了以往采用傳統的單純物理降粘法，可節省各種降粘措施費，方便生產。

2　重油改質降粘

重油改質降粘從根本上降低重油的粘度。改善重油在管道中的流動性，從而提高管道特別是長輸管道的彈性（適用性）。此外重油裂化生成的輕質油不僅可以使未發生裂化的重油組分稀釋，而且可以因其分子量變小而增加重油管輸動能。

3　重油催化裂化

利用重油開采過程中蒸汽驅或者蒸汽吞吐的注蒸汽階段的高溫（150～300℃），加入少量的催化劑，可使重油中的膠質，瀝青質在碳-硫鍵處斷裂產生理想的降粘效果。重油催化裂化是一個不可逆過程，因此經催化裂化的重油無需再進行加熱或添加化學劑等降粘處理即可實現常溫輸送。

4　乳化降粘輸送方法

乳化降粘輸送方法被認為是重油管道輸送最有前途，最有潛力的方法之一。通過加入化學添加劑，重油以微小球體的形式穩定地懸浮在水中，形成低粘度的水包油（O/W）型乳狀液，同時由于表面活性劑水溶液的濕潤作用，使液流流動阻力顯著減少，即在管壁上吸附了一層表面活性劑水溶液的水膜，從而使原油和管壁之間的摩擦變成表面活性劑水溶液與管壁的摩擦，達到流動阻力顯著下降的目的從而大大降低了重油的表觀粘度。

但該方法在以后的工作中要涉及破乳工藝；而且處理不好會不穩定，薄膜破裂，重油會重新聚集。因此，需加強破乳工藝的研究。

5　低粘液環輸送方法

低粘液環輸送方法是指向重油中摻入一定量的低粘度不相溶液體（一般為水），在輸送過程中，將油流的速度控制在某一范圍內（0.84～1.3m/s），可形成環狀流，粘度大的重油作為芯流引入輸送管道中被水包圍，不與管壁接觸，這層水環能吸收管壁和流體之間存在的剪切應力，從而減小了流動阻力。在相同的流動條件下，與乳化降粘輸送、摻稀輸送等方法相比，采用水環輸送壓降最小，所需的泵功率也最小。

但環狀流型穩定性比較差，很容易遭到破壞而最終形成混相的形式。另外，過泵增壓時同樣會對液環造成破壞。如果能解決好上述問題，低粘液環輸送方法將會被廣泛應用于重油管道輸送上。

6　重油漿液輸送技術

Hector Zambranoa等人對水平管道內的重油漿液輸送技術進行了實驗研究和CFD數值模擬。他們將瀝青質顆粒分散到連續的油相中進行混合輸送。他們發現這種漿液的管道輸送壓降與顆粒粒徑分布、顆粒濃度、管徑、紊流程度、連續相的溫度和粘度等諸多因素有關。

7結語

重油管道輸送技術的科技攻關，應主要解決以下幾個方面的問題：

（1）提高集輸系統的密閉率，減少集輸過程的蒸發損耗和熱能損耗；

（2）提高重油的脫水溫度，增大油、水的比重差，通過研制高效設備，提高重油的處理效率；

（3）重油的長距離管輸技術；

（4）更加高效的重油污水深度處理技術；

（5）重油集輸、處理過程中的熱能綜合利用。

［1］葉兵，稠油集輸與長距離管輸降黏工藝，油氣田地面工程，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.ijmultiphase?ow.2016.04.013.