試論常溫輸送模式下地溫對原油物性的影響

楊賓

摘要：我國的原油由于其固有的特點，例如凝點高、蠟多、粘度大等，這些原油的運輸通常是采用首站加熱的方式，雖然這種加熱方式已經比較成熟，但是由于加熱輸送方式的能耗比較大，而且容易發生危險，因此，常溫輸送原油也稱為原油儲運工作者研究的熱點之一。本文闡述了原油長輸管道的常溫輸送工藝的內涵，以典型的常溫輸送管道庫都輸油管道為例，探討了常溫輸送模式下地溫對原油物性的影響，并且探討了常溫輸送原油的可行性，旨在為提高原油輸送效率提供一些理論性的參考。

關鍵詞：常溫輸送;地溫;原油;物性

引言：

我國的原油大多來自海洋油田和陸地，不論從原油的流動特性和物性來講，流動性能都不好，而且流變特性復雜，除了一部分輕質原油，我國的原油大多數都有凝點高、蠟多、粘度大的特點，被人俗稱為“三高原油”。除此之外，我國還有一部分含蠟質比較高的易凝結的原油，這部分原油的蠟質可以達到40%以上，而且凝點高于40 ℃，還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，而且含膠量高于30%，這部分原油被稱為特高含膠粘稠原油。這些原油對原油的運輸提出了特殊的要求，傳統的原油管輸工藝采用原油加熱工藝，這種原油加熱工藝雖然已經比較成熟，而且經論證是一種可行的管輸工藝，但是這種運輸方式的能耗非常大，而且運輸具有一定的危險性，對運輸量變化的適應性能也不好，最不可取的是這種加熱輸送工藝對環境造成了一定的污染，因此，我國的石油儲運科技工作者針對這一難題，經過長期的攻關和試驗，研究成功了原油的常溫輸送工藝。

1原油長輸管道的常溫輸送工藝的內涵：

1.1它的基礎理論是原油的流變學。

1.2采用化學或者物理的方法，改進原油的性質，特別是原油的流變特性，尤其針對原油的低溫流變特性。

1.3該種方法跨越了原油加熱輸送的技術壁壘，原油加熱輸送時，進站的油溫要比原油的凝點至少高出3 ℃以上，而通過改變原油的性質，可以對輸油的溫度進行調整，滿足了加劑處理溫度和原油加熱處理的要求，不需要站站加熱，只需要對原有的原油加熱運行管道進行一定的改造。

1.4對于新建立的原油輸送管道，可以根據原油改性的效果，直接按照常溫輸送工藝對管道進行設計。

2常溫輸送管道案例探討

2.1庫都輸油管道概況：

以庫都輸油管道為例，此管道貫穿庫爾勒到鄯善，管道走向的地勢比較復雜，沿途穿越了道路、山脈、沼澤、河流、沙漠，管道沿線的晝夜溫差很大，沿途的最高氣溫達到了48℃，最低溫度達到了-33℃，沿線的地溫起伏也較大，冬季最低地溫僅有1℃，而夏季的最高地溫則有25℃，這條輸油管道是典型的常溫密閉輸送管道，中間沒有設計一個加熱站，運行方式采用的是一泵到底的方式，而且沒有設計反輸送流程。

2.2庫爾勒的首站的物性變化概況

庫爾勒首站的原油密度變化具有一定的規律可循，夏季，原油的密度較大，但是原油的流變性能較差，冬季，原油的密度很小，原油的流變性也較好。出現這種規律的原因是因為在輪臺到庫爾勒管道之間調整了冬季輸油的配比，因為冬季的地溫較低，而外輸原油的塔中油含量很高，因此，一般在地溫比較高的夏季，輸送物理性質比較差的原油。

2.3原油在運輸輸過程中的物性變化

以庫都輸油管道為例，因為剪切歷史和溫度歷史的影響，塔里木原油的流變性會發生一定的改變。通過調研筆者發現，塔里木原油從運輸開始到運輸結束，凝點可以升高4～1 2 ℃，而且冬季的變化要較夏季明顯的多，出乎意料的是，原油的粘度卻變小了。這是因為除了溫度歷史和剪切歷史的影響外，塔里木原油還具有一種明顯的分層特性，有一部分的角質和瀝青質，在運輸時會沉積在管壁上，這些膠質和瀝青質本身就具有增粘和降凝的作用，而原油在運輸的過程中，由于運輸時原油中的膠質和瀝青質會不斷的沉積，所以最終的含量會變小，因此導致原油的粘度減少，而且凝點升高^[1]。

2.4輸油管道實現常溫輸送的必要條件

常溫輸送的必要條件是最低的地溫要高于原油的凝點，而且所輸原油在沿線上的最低自然地溫不應該存在屈服值，即便存在屈服值，屈服值也不能太大。這樣才能讓管道的停輸壓力低于額定壓力。簡單來說，原油的凝點必須要比沿線的最低地溫低2～3℃。而且原油在常溫輸送的溫度下，粘度不能太大，這樣才能滿足管道允許壓力高于管道摩擦阻壓。不是任何一種原油都能滿足常溫輸送的要求，但是塔里木臨界配比的原油的物性恰巧可以滿足這一要求，即使物性最差的原油都可以滿足該要求，據調研，塔里木原油只要在7℃都可以啟動，另外，庫都管道的最低地溫是0.8℃，而塔里木外輸原油的凝點可以達到-13℃，這樣即便原油的凝點在運輸過程中升高了12℃，原油的凝點仍然比最低地溫低，因此，即便沿線地溫低至最低臨界值，原油也可以實現常溫輸送，不會發生凝結^[2]。

2.5安全可靠性分析

雖然庫都輸油管道全線是常溫運輸，但是當分析庫都輸油管道的安全可靠性的時候，就不能單純針對庫爾勒首站的原油物性來分析。這是因為塔里木原油在輪庫管道的首站是經過熱處理才運輸到庫爾勒首站的，經過長距離的運輸，原油的物性要緩慢的恢復到以前的狀態，從凝點的角度來說，原油的凝點從首站到末站，凝點經過了4～12℃的波動，因此，在對常溫輸送的可靠性進行探討時，就必須考慮原油經過熱處理的穩定性，還有油溫的變化，再結合地溫對其進行綜合分析^[3]。

3結語

綜上所述，常溫輸送模式的采用必須考慮到原油的物性和當地的地溫，只有原油的物性和管道沿線的最低地溫滿足常溫運輸的條件的時候，才能采用常溫輸送模式，而且常溫輸送模式的安全性能必須考慮到原油是否在管道沿線經過熱處理，還要結合油溫的變化和當地的地溫進行綜合分析，如果原油的物性達不到常溫輸送的要求，就必須對原油進行一定的預處理，才能滿足常溫輸送的要求，否則會發生原油凝結的問題。

參考文獻：

[1] 于濤.油品混合輸送在西部原油管道的應用[J].油 氣儲運，2013，32（2）：162-165.

[2] 中國石油天然氣集團公司.Q/SY 1156.5-2013 原油 管道工藝運行規程 第 5 部分：西部原油管道[S].北京：石油工業出版社，2013.

[3]于濤，董一凡，孫云峰等.惠-油管道運方案研究.石油規劃設計.2014，25（1）：13-15