本发明涉及一种提升原油降凝剂改性效果稳定性的管输方法,属于石油工业和管道系统。
背景技术:
1、近年来,常规优质石油资源日益减少、石油劣质化倾向凸显,导致易凝高黏含蜡原油的产量迅速增加。当含蜡原油的温度逐渐降至其析蜡点以下,液相中的蜡分子逐渐析出,原油成为含有悬浮蜡晶颗粒的分散体系,黏度上升;随着析蜡量的进一步增大,蜡晶颗粒形成絮凝结构,导致原油黏度显著增大,并表现出剪切稀化、黏弹性、触变性等非牛顿流体特征。含蜡原油复杂的流变性给原油开采和运输带来了极大的流动保障挑战。
2、原油改性,即通过物理或化学方法改善原油流动性,是破解易凝高黏原油输送难题的“治本”举措。目前主流的原油改性方法为降凝剂改性处理。早在上世纪60年代,降凝剂就已试用于原油管道。已有西部原油管道、库尔勒-鄯善输油管道、魏荆线等十余条管道采用或曾经采用降凝剂改性输送技术。然而,降凝剂改性处理的稳定性仍存在不足,具体表现为:
3、(1)在原油析蜡高峰区温度范围内,原油通过泵加压时所受的短时间高速剪切、长距离输送时受到的低速管流剪切等剪切作用均可对改性原油的流动性产生不利影响。
4、(2)重复加热是加剂油长距离管道输送中难以避免的情况,且对加剂油流动性具有显著影响。当加剂油重复加热至加剂处理温度,降凝剂的改性作用可以完全恢复,但能耗较高;若原油升温幅度较大,但又达不到加剂处理温度,加剂油流动性严重恶化。
5、高压电场改性是一种新兴的含蜡原油改性方法,它利用原油的电流变效应,可使原油流动性在高压电场作用后获得显著提升,对某些原油降黏率和屈服应力下降率可达80%以上。研究发现,电场撤消后电流变效应在静置条件下可维持48h左右,在低速剪切(10s-1~50s-1)条件下可维持更长时间,短时间的高速剪切(>250s-1)还能使得改性原油黏度进一步降低。基于高压电场作用较好的降黏效果和稳定性特性,研发出提升原油降凝剂改性效果稳定性的管输方法,是本领域亟待解决的问题之一。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题,本发明的目的在于提供一种提升原油降凝剂改性效果稳定性的管输方法。该方法是一种基于高压电场作用以提升加剂原油动态稳定性和重复加热稳定性的管输工艺方法,可提升原油降凝剂改性效果的稳定性。
2、为了实现上述目的,本发明提供了一种提升原油降凝剂改性效果稳定性的管输方法,其包括以下步骤:
3、使原油在管输的首站进行加降凝剂处理,得到加剂油;然后使所述加剂油在管输的中间站进行电场处理;
4、其中,所述加剂油进入中间站时的温度为所述加剂油的凝点温度至原油析蜡点温度之间;所述电场处理的电场强度为0.1kv/mm-10kv/mm;所述电场处理的时间为10s以上。
5、根据本发明的具体实施方式,本发明的方法针对的原油为易凝高黏原油。具体地,所述原油可以包括含蜡原油和/或混合原油等。
6、根据本发明的具体实施方式,优选地,所述原油的含蜡量为3wt%-25wt%。
7、根据本发明的具体实施方式,优选地,上述方法进一步包括:在对原油进行加降凝剂处理之前,对原油进行预热;所述预热的温度高于原油析蜡点温度。更优选地,对原油进行预热的温度为原油析蜡点温度以上4-30℃。
8、根据本发明的具体实施方式,本发明对降凝剂的具体类型不作特殊限定,可以包括本领域的常规降凝剂,如乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(eva)、马来酸酐共聚物、聚丙烯酸酯共聚物和纳米改性降凝剂等中的一种或几种的组合。
9、根据本发明的具体实施方式,优选地,所述降凝剂的加量为30ppm-400ppm。
10、根据本发明的具体实施方式,优选地,所述加降凝剂处理的温度高于原油的溶蜡点温度。更优选地,所述加降凝剂处理的温度为原油溶蜡点温度以上5-20℃。
11、根据本发明的具体实施方式,优选地,所述加剂油的凝点相较于所述原油的凝点降低5℃以上。
12、根据本发明的具体实施方式,优选地,所述加剂油流出首站后,在输送过程中逐渐降温,并经历长时间的管流低速剪切和短时间的过泵高速剪切,以及选择性地经历低于加降凝剂处理温度的重复加热后,抵达所述中间站进行电场处理。其中,更优选地,所述长时间的管流低速剪切的时间为10-24h,剪切速度为10-30s-1;所述短时间的过泵高速剪切的时间为30-60s,剪切速度为2000-10000s-1;所述重复加热的温度为加剂油析蜡点温度至加剂油溶蜡点温度。
13、根据本发明的具体实施方式,优选地,所述加剂油进入中间站时的温度(即电场处理的温度)为所述加剂油的凝点温度以上4-10℃。该温度能够保证高压电场能够充分发挥降黏作用。
14、根据本发明的具体实施方式,优选地,所述电场处理施加的电场包括直流电场、交流电场和脉冲电场等中的一种或几种的组合。
15、根据本发明的具体实施方式,所述电场处理可通过在所述中间站设置高压电场处理装置而实现,高压电场处理装置可以为现有技术中的装置,本发明不对其作特殊限定。
16、根据本发明的具体实施方式,优选地,所述电场处理的电场强度为3kv/mm-5kv/mm。
17、根据本发明的具体实施方式,优选地,所述电场处理的时间为10-600s。
18、根据本发明的具体实施方式,优选地,上述方法进一步包括:在管输的中间站进行电场处理后的加剂油,在出中间站后,在输送过程中逐渐降温,最后抵达末站。更优选地,抵达末站的电场处理后的加剂油的温度为加剂油凝点以上2-5℃。这样一来,在中间站经历电场作用后的加剂油黏度会有进一步降低,有利于降低中间站至末站的输送能耗。
19、本发明提供了一种提升原油降凝剂改性效果稳定性的管输方法。该方法使原油在管输的首站进行加降凝剂处理,加剂油流出首站后在输送过程中逐渐降温并经历长时间的管流低速剪切、短时间的过泵高速剪切、以及低于加剂处理温度的重复加热,加剂油流动性严重恶化;当加剂油流经中间站时,利用高压电场处理加剂油,以减弱长时间的管流低速剪切、过泵高速剪切和重复加热对加剂油流变性的恶化作用。本发明采用原油在首站加剂处理后,流经中间站时经历高压电场处理的综合处理方法,可显著提升原油降凝剂改性效果的时效性和稳定性。
20、本发明的技术方案至少具有以下有益效果:
21、本发明采用电场处理减小经历了低速剪切和高速剪切的加剂油的黏度,减小输送能耗;电场处理还可以减小了经重复加热的加剂油的黏度,减弱油温回升对原油流动性造成的恶化作用。由此,本发明采用电场作用恢复经历长时间管流低速剪切、短时间过泵高速剪切、低于加剂处理温度的重复加热后减弱的降凝剂的改性效果。本发明可利用低能耗的高压电场处理装置降低中间站加热炉温度、甚至取代加热炉,降低管输能耗的同时提高管道输送安全性。此外,本发明是基于降凝剂和高压电场处理对含蜡原油中关键组分的影响机理,因此对降凝剂的种类和加剂处理方式无特殊限制,适用范围广。
1.一种提升原油降凝剂改性效果稳定性的管输方法,其包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的提升原油降凝剂改性效果稳定性的管输方法,其中,所述原油可以包括含蜡原油和/或混合原油;
3.根据权利要求1所述的提升原油降凝剂改性效果稳定性的管输方法,其中,所述方法进一步包括:在对原油进行加降凝剂处理之前,对原油进行预热;所述预热的温度高于原油析蜡点温度;
4.根据权利要求1所述的提升原油降凝剂改性效果稳定性的管输方法,其中,所述降凝剂的加量为30ppm-400ppm。
5.根据权利要求1所述的提升原油降凝剂改性效果稳定性的管输方法,其中,所述加降凝剂处理的温度高于原油的溶蜡点温度;
6.根据权利要求1所述的提升原油降凝剂改性效果稳定性的管输方法,其中,所述加剂油的凝点相较于所述原油的凝点降低5℃以上。
7.根据权利要求1所述的提升原油降凝剂改性效果稳定性的管输方法,其中,所述加剂油流出首站后,在输送过程中逐渐降温,并经历长时间的管流低速剪切和短时间的过泵高速剪切,以及选择性地经历低于加降凝剂处理温度的重复加热后,抵达所述中间站进行电场处理;
8.根据权利要求1所述的提升原油降凝剂改性效果稳定性的管输方法,其中,所述加剂油进入中间站时的温度为所述加剂油的凝点温度以上4-10℃。
9.根据权利要求1所述的提升原油降凝剂改性效果稳定性的管输方法,其中,所述电场处理施加的电场包括直流电场、交流电场和脉冲电场中的一种或几种的组合;
10.根据权利要求1所述的提升原油降凝剂改性效果稳定性的管输方法,其中,所述方法进一步包括:在管输的中间站进行电场处理后的加剂油,在出中间站后,在输送过程中逐渐降温,最后抵达末站。