重質(zhì)原油管道輸送技術(shù)

丁垚（中國石化石油勘探開發(fā)研究院，北京　100083）

重質(zhì)原油管道輸送技術(shù)

丁垚（中國石化石油勘探開發(fā)研究院，北京100083）

根據(jù)國內(nèi)外文獻(xiàn)的調(diào)研，本文介紹了六種重質(zhì)原油管道輸送技術(shù)，包括加氫降粘裂化、重油改質(zhì)降粘、重油催化裂化、乳化降粘輸送、低粘液環(huán)輸送、重油漿液輸送技術(shù)。并提出了重質(zhì)原油管道輸送技術(shù)的發(fā)展方向。

重質(zhì)原油；管道輸送；技術(shù)

重質(zhì)原油流動(dòng)性更差，改善其流動(dòng)性的難度也更大。根據(jù)國內(nèi)外文獻(xiàn)的調(diào)研，加氫降粘裂化、稠油改質(zhì)降粘、稠油催化裂化、乳化降粘輸送、低粘液環(huán)輸送、漿液輸送等技術(shù)將成為重質(zhì)原油管道輸送技術(shù)的主要發(fā)展趨勢。

1　加氫降粘裂化法

該技術(shù)最早由法國提出，在油田進(jìn)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(tǒng)的單純物理降粘法，可節(jié)省各種降粘措施費(fèi)，方便生產(chǎn)。

2　重油改質(zhì)降粘

重油改質(zhì)降粘從根本上降低重油的粘度。改善重油在管道中的流動(dòng)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(zhì)油不僅可以使未發(fā)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(dòng)能。

3　重油催化裂化

利用重油開采過程中蒸汽驅(qū)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(zhì)，瀝青質(zhì)在碳-硫鍵處斷裂產(chǎn)生理想的降粘效果。重油催化裂化是一個(gè)不可逆過程，因此經(jīng)催化裂化的重油無需再進(jìn)行加熱或添加化學(xué)劑等降粘處理即可實(shí)現(xiàn)常溫輸送。

4　乳化降粘輸送方法

乳化降粘輸送方法被認(rèn)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(xué)添加劑，重油以微小球體的形式穩(wěn)定地懸浮在水中，形成低粘度的水包油（O/W）型乳狀液，同時(shí)由于表面活性劑水溶液的濕潤作用，使液流流動(dòng)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(dá)到流動(dòng)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(huì)不穩(wěn)定，薄膜破裂，重油會(huì)重新聚集。因此，需加強(qiáng)破乳工藝的研究。

5　低粘液環(huán)輸送方法

低粘液環(huán)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(nèi)（0.84～1.3m/s），可形成環(huán)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(huán)能吸收管壁和流體之間存在的剪切應(yīng)力，從而減小了流動(dòng)阻力。在相同的流動(dòng)條件下，與乳化降粘輸送、摻稀輸送等方法相比，采用水環(huán)輸送壓降最小，所需的泵功率也最小。

但環(huán)狀流型穩(wěn)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(shí)同樣會(huì)對液環(huán)造成破壞。如果能解決好上述問題，低粘液環(huán)輸送方法將會(huì)被廣泛應(yīng)用于重油管道輸送上。

6　重油漿液輸送技術(shù)

Hector Zambranoa等人對水平管道內(nèi)的重油漿液輸送技術(shù)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究和CFD數(shù)值模擬。他們將瀝青質(zhì)顆粒分散到連續(xù)的油相中進(jìn)行混合輸送。他們發(fā)現(xiàn)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(xù)相的溫度和粘度等諸多因素有關(guān)。

7結(jié)語

重油管道輸送技術(shù)的科技攻關(guān)，應(yīng)主要解決以下幾個(gè)方面的問題：

（1）提高集輸系統(tǒng)的密閉率，減少集輸過程的蒸發(fā)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(shè)備，提高重油的處理效率；

（3）重油的長距離管輸技術(shù)；

（4）更加高效的重油污水深度處理技術(shù)；

（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，F(xiàn)ranklin 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.