不同加热条件对尼日尔某管道原油降凝效果的影响

薛义，窦丹

1.中国石油天然气管道局投产运行公司，河北廊坊065001

2.中国石油天然气国际尼日尔有限责任公司，北京100032

不同加热条件对尼日尔某管道原油降凝效果的影响

薛义1，窦丹2

1.中国石油天然气管道局投产运行公司，河北廊坊065001

2.中国石油天然气国际尼日尔有限责任公司，北京100032

为研究不同加热条件对降凝剂降凝效果的影响，对实际运行过程中的尼日尔某输油管道加剂原油凝点进行了测量，通过改变加热条件，依次停炉，得到了不同的凝点。分析加热条件的变化和末站凝点测试的数据得出结论：加热炉加热温度高于最佳处理温度65℃时，经多次加热，降凝效果无显著变化；但地温场的反加热使加剂原油处于析蜡高峰区和反常点温度时，会恶化降凝效果；被地温场反加热后的恶化加剂原油，再次启动加热炉加热可以消除之前反加热对降凝效果带来的不利影响。

原油管道；降凝效果；加热条件

0 引言

尼日尔阿贾德姆原油管道全长约455.7 km，管径323.9 mm，设计输量100万t/a，设计压力10 MPa。由于输送介质为高凝原油，因而采用一泵到底、加热输送工艺。全线设首、末站和5个中间加热站，在投产后的运行初期，管道一般采用加热正反输送（夏季常温输送）。随着来油凝点不断升高，冬季进站油温已不能满足运行要求，加之加热正反输送运行成本极大，故引入降凝剂进行试验。但降凝剂的降凝效果与管道运行环境有很大关系，为此特别探究从加热输送向常温输送转换过程中降凝剂的使用效果，为以后降凝剂现场实际应用提供依据。

1 试验过程

1.1 加剂原油特性

尼日尔阿贾德姆原油管道所输原油的黏温曲线见图1，析蜡曲线见图2。

图1 加剂原油黏温曲线

图2 加剂原油析蜡曲线

从图1和图2可以看出，原油从牛顿流体向非牛顿流体转变的温度（即反常点）和原油的析蜡点均处于25～35℃之间。油温低于反常点时，原油黏稠度增加。

1.2 逐站停炉

2013年3月，管道沿线地温开始逐步回升，原油进站温度随地温的升高也逐渐升高，按照加剂输送规范和管道运行情况，已具备常温加剂输送的条件。管道从下游开始向上游逐站停炉，各站启停炉时间如表1所示。未停炉前，加剂原油会被1#～5#加热站重复加热5次，由于油温高于地温，管道周围土壤会形成一定温度场。从5#站开始依次向上游停炉后，每停1个加热炉，加剂原油重复加热的次数减少1次，同时该停炉站场的下游土壤温度场对上游来冷油进行反加热一段时间，直至土壤温度场恢复常温。在此期间，测量加剂原油的凝点。为试验反加热的影响，5#站加热炉停炉后又重新启动一段时间。

表1 各站停炉和重新启炉时间

1.3 末站凝点测试

现场实测末站加剂原油和空白原油的凝点数据如图3所示，空白油的凝点在28～31℃之间，加剂原油凝点在22～27℃之间，原油加剂后平均降凝幅度为3～8℃，从图3可以看出蓝色曲线起伏波动较大，即隔一段时间会出现原油凝点异常升高的情况，引起波动的原因与停炉后的加剂原油状态发生变化有一定关系。

图3 加剂原油与空白原油凝点对比

2 数据分析[1-2]

2.1 多次加热影响

在未停炉期间，各站均加热到65℃以上，末站凝点为24～25℃。逐站停炉以后，测试末站原油凝点，除去异常的点，结果如表2所示。由表2可看出，经过逐步减少加热次数，末站原油凝点变化不大，加热次数对降凝剂影响不大。

表2 加热多次到最低处理温度时末站原油凝点

2.2 地温反加热影响

在依次停炉期间，某一站停炉后，停炉站下游地温场温度比来油温度高，会对来油进行短暂加热（但地温场温度比加热炉温度低，对上游来油的加热能力有限），随后地温场温度逐渐下降至接近大地温度，这可能是导致凝点异常升高的原因。反算原油凝点出现异常升高的油头所在的位置，数据见表3。

表3 未加热到最低处理温度时末站原油凝点（异常凝点）

通过表3数据可以看出，在某一站停炉后，油头经过该停炉站，往下游流动过程中，会受到下游一段地温场的短暂加热，最终达末站后凝点在26～27℃之间，是一个月内加剂原油测试凝点最高的数据，刚停炉后该站下游的地温场反加热（未达到热处理温度的加热）会对部分加剂油段的降凝效果产生不利影响，而停炉一段时间后，温度场会逐渐散去，不再影响加剂原油。

地温反加热使原油凝点接近未加剂原油凝点（29℃），表明此时降凝剂几乎失效。原因是经地温场反加热的油温恰好在加剂原油反常点和析蜡点附近，因而造成了加剂原油低温流变性变差，凝点急剧上升。

2.3 加热炉再次加热影响

在全线加热炉停止运行期间，原油降凝幅度受地温反加热的影响较大，降凝效果出现恶化，为解决反加热带来的不利影响，重新启动5#站加热炉进行再次加热试验，保持加热温度在65℃以上。经过再次加热到65℃以上的油头，其凝点在23～24℃之间，数据如表4所示，从表4可看出，经过一次达到热处理温度的加热，可以消除之前反加热带来的不利影响。表明在地温场反加热中形成的蜡晶体，经加热炉再次加热后溶解，原油凝点降低。

表4 再次加热到最低处理温度时末站原油凝点

3 结论

（1）加热炉加热温度均高于最佳处理温度65℃时，经过多次加热，降凝效果无显著变化。

（2）地温场的反加热使加剂原油处于析蜡高峰区和反常点温度时，会显著恶化降凝效果。

（3）被地温场反加热后的恶化加剂原油，再次启动加热炉加热可以消除之前反加热对降凝效果带来的不利影响。

[1]彭建伟，张劲军，李鸿英，等.重复加热对降凝剂改性原油流动性影响的模糊评价[J].石油天然气学报（江汉石油学院学报），2007，29（5）：137-140.

[2]宋昭峥，孙洁，李传宪，等.降凝剂对高蜡原油流变性的改性效果分析[J].石油大学学报（自然科学版），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

薛义（1986-），男，湖北荆州人，工程师，2008年毕业于中国石油大学（北京）油气储运专业，现从事管道投产运行及其技术研究等工作。

2014-05-14