低输量含蜡原油管道清蜡周期与清蜡工艺研究

发布时间：2020-07-17 02:49

【摘要】：当油田进入生产后期,油井产液量不足,甚至部分油井枯竭关闭,绝大部分油田的输油管道输量减少,进入低输量运行时期。而我国开采出原油中的含蜡原油占80%以上。相比于正常运行的管道,含蜡原油在低输量运行中更容易结蜡,其清蜡周期更为频繁。文中主要针对低输量含蜡原油管道蜡沉积严重的问题,计算低输量含蜡原油管道的蜡沉积速率,优化清蜡周期,并提出切实可行的清蜡工艺。文中首先分析了在低输量状态下的管道的运行参数变化,在进行最低输量计算时,考虑摩擦生热,考虑蜡沉积层对管道运行的影响。其次通过分析低输量管道上的含蜡原油沉积状况和机理,计算沉积层厚度。在计算沉积速率的过程中,考虑蜡沉积层与管道运行之间的相互影响,划分小管段,通过编程的手段以迭代求解的方法计算沉积层的厚度。通过对蜡沉积预测的算例的分析,得到低输量含蜡原油管道蜡沉积冬季和夏季沉积层在管道分布规律不同的结果。然后针对以上结果,分别提出冬季以结蜡最厚处沉积层厚度大于2mm,夏季管道沉积层厚度超过5.1mm的比例大于30%为安全清蜡界限。接着计算管道经济清蜡周期,与安全清蜡周期相比,选取周期较小的作为管道最优的清蜡周期。最后通过分析管道清蜡工艺,针对低输量含蜡原油管道清蜡易卡堵的问题,设计改进了圆柱形清蜡器。
【学位授予单位】：西安石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TE832
【图文】：

曲线,比热容,原油,曲线

图 2-1 原油比热容与温度的关系曲线部分构成[13][14]。maxct时，比热容的变化关系在图 2-1 的第 1 区，在这一区域内，含油品温度的升高而逐渐增大。其原因是在这个区域内，油品温度远晶析出，所以温度升高时，比热容c也会增加。该区域的原油油品系可用式 2-9 拟合：mTTcBe = 4 .186 B, m根据油品的性质，通过实验获得；Tc ——含蜡原油在 t ℃时的比热容， J / (k g ℃)。sl<t<t时，比热容变化关系在图 2-1 的第 2 区，在这个区域内，当容会快速减少，其主要原因是由于此时的温度处于析蜡点，油流中并放出大量的潜热。比热容随温度的变化关系可用式 2-10 表示：nTtc = 4 .186 Ae中 A, n——由实验获得，无量纲；Tc ——含蜡原油在 T ℃时的比热容， J / (k g ℃)。

含蜡原油,管道工

图 2-2 含蜡原油管道工作特性曲线图在管道工作特性曲线的Ⅰ区，随着流量的增大，沿程压降逐渐增大。在管道运输接点的部分，油品管内油温接近地温，管道的平均粘度较大，含蜡原油在低温状态下由晶析出现象较为严重，使原油的流动性减弱，沿程摩阻随流量的增加逐渐增加，沿程逐渐增加。管道特性曲线的Ⅱ区被称作管道在中等流量区。在该区域内，随着流量的增大，沿降逐渐减小，这是因为随着流量的增加，管道的沿程温降随着流量增加逐渐减少，在运输的后半段原油温度随着流量的增加逐渐升高，原油的粘度逐渐降低，管道内部的在后半段仍然呈现牛顿流体的特性。随着流量的增大，沿程压降逐渐减小。在管道特性曲线的Ⅲ区，随着流量的增大，管道的沿程压降也增大[20]。Ⅱ区与Ⅲ区的分界点是管道最低输量[21][22]。.2.2 通过能量守恒计算最低安全输量管道在稳定传热运行过程中，以能量守恒定律为依据，油流向管道外散失的热量等油降低的热量可以得到：

示意图,剪切作用,示意图,蜡晶

图 2-3 剪切作用示意图管输过程中，当油流带着蜡晶在管道内流动，蜡晶在剪切作用下旋壁。蜡沉积速率可以表示为：dwwdrduW KC()**1= d1W ——蜡沉积速率，kg / (m 2 s)；*K ——沉积速率常数，无量纲；*wC ——管壁处蜡晶的体积浓度， mol / L；wdrdu( )——管壁处速度梯度， 1s 。散对蜡沉积影响较小，可以忽略不计。朗扩散扩散机理中认为，油流中的蜡晶存在无规则运动[27]，当油流中的蜡由于布朗运动的作用，蜡晶粒子会顺浓度差流动。用此机理描述含

【相似文献】