关于长距离管道输油的结蜡问题探讨

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　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　关于长距离管道输油的结蜡问题探讨

摘要：文章主要探讨了优化高含蜡原油长距离管道输送的措施，以期在保证安全输油的前提下尽量减少燃油和动力消耗，分析了原油中蜡沉积物的基本组成、集输油管道结蜡机理,总结了影响结蜡的因素,并概述了目前主要的防蜡技术具有很重要的经济价值与社会价值。
关键词：高含蜡原油；长距离管道输送；油田；安全输油
   

对于石油及天然气而言，在五大运输行业中，管道运输是最佳的选择。在国际上，原油、成品油、天然气及各种具有常温状态下呈现流体性质的各类化工产品的运输主要是依靠长输管道的方式来实现。而我国油田所产原油大多是高含蜡原油。为了保证管道安全经济地输送这样高含蜡原油，目前许多文献对高含蜡原油在管道中结蜡规律，以及添加降凝剂对原油流动性和结蜡规律的影响等进行了广泛的研究，这些研究成果对管道输送工艺的运用提供了科学的理论指导。
　一　含蜡原油长距离管道输送结蜡形成的机理与规律
　　通常所谓的结蜡是指在管道内壁上逐渐沉积了某一厚度的石蜡、胶质、凝油、砂额其他机械杂质的混合物，根据对油田含蜡原油管道的分析统计，沉积物中一般都含有40%～50%的石蜡、10%～20%的胶质和沥青质、30%～40%的原油及少量的砂和其他杂质，在长输管道的沉积物中原油的含量要高些。我国长输管道易凝实践表明，管壁上的凝结层往往不那么坚实，主要原因是在凝结层上面有大量的凝油，这部分凝油的厚度要比真正的蜡层厚度要大的多，也是比较容易通过提高油流速度来冲刷清除的。
（一）结蜡形成的机理
　　研究表明长距离管道结蜡的关键影响因素是温度，温度有两方面的作用，一方面由于管壁处的油温低于蜡的初始结晶温度，使油中的蜡分子借助于管内壁所提供的结晶中心，结晶析出，形成不流动的结蜡层，并进一步吸附液相中是蜡晶，形成网络结构，把部分液态原油包围其中；另一方面，由于热油管道横截面上临近管壁处的温度梯度，当温度最低的内壁面处析出临近后，该处溶液中溶解的蜡分子浓度就低于离内壁面远处的溶液。由于温度不同析出的临近数量不同，因此，只要油流中存在温度低于蜡的初始结晶温度的区间，并且其中存在径向温度梯度，油流中就会出现蜡分子的径向浓度梯度。内壁面处的浓度最低，向着管道中心方向，浓度逐渐增高。由于浓度梯度的存在，就会引起蜡分子从管中心向管壁的径向扩散，为管壁继续结蜡创造条件，石蜡晶体析出直接在管道内壁上形成结蜡层。
（二）结蜡的分布规律
　　一般情况下，在管道的起始段，因热油管道油温高于析蜡点的区域，管壁无结蜡现象，称为光管段；顺着油流前进，油温下降，在析蜡点到析蜡高峰点之间，结蜡层逐渐增加，结蜡厚度逐渐增加形成喇叭口状的结蜡区，在某一区域达到最大值，称为喇叭口段；在析蜡高峰点之后，结蜡层又逐渐减薄，最后结蜡厚度逐渐趋于固定，称为结蜡后裙段，这是因为原油中大部分的石蜡已经在前面析出，另外，油流对结蜡层的冲刷作用，限制了结蜡层的继续增长，尤其是随着结蜡层厚度的增加，过流截面积减小，流速加快，使结蜡层的增长在一定程度上达到平衡。对于不同成分的原油和处在不同温度段的管道，管壁结蜡的形状会有差别，但都可以抽象成以上模型。不论输油温度如何变化和持续输油时间如何不同，这种分布规律不会改变，但积蜡高峰区会有偏移，输油温度提高积蜡高峰区会向终点方向偏移，反之，则向起点方向偏移。原油加热温度的高低不会影响原油的析蜡量，只会影响到结蜡时间的早晚。
二、高含蜡原油长距离管道优化输送的措施
　　由于管道输运中普遍存在结蜡现象，严重影响管道输送能力和效率，因此，优化输送高含蜡原油的目的旨在解决原油输送过程中存在诸如结蜡等问题。
（　　总之，我国是世界上盛产含蜡粘性原油的大国，原油物性覆盖面很广。从流变力学的观点分析，我国原油流型复杂，多数原油流动性能较差。因此，针对我国原油物性和流变特性，采用不同的物理和化学方法对原油进行改性，从而建立和发展具有我国特色的输送工艺技术体系，便成为我们石油储运科技工作者的首要任务了。

参考文献
[1]毕荣．油气储运安全管理实用全书[M]．安徽：安徽文化音像出版社，2003．
[2]杨筱衡，张国忠．输油管道设计与管理[M]．北京：石油大学出版社出版，2004．
[3]黄启玉，李立．剪切弥散对含蜡原油沉积的影响[J]．油气储运，2002，21（12）．
[4]孟振虎．输油管道运行优化理论与方法的分析[J]．天然气与石油，2004，22（1）.

姓名：边中　　　　　　　　　　　　　　　　　　　学号：　１２２０８０７０４００８