高凝原油加剂后管道流动特性研究及能耗分析

作     者：李洪松 

作者单位：青岛科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：李庆领

授予年度：2021年

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 08[工学] 082003[工学-油气储运工程] 

主      题：高凝原油 降凝剂 管道流动 能耗优化 管道实验 

摘      要：随着我国油田开采逐渐进入中后期,原油中含蜡量越来越高,导致凝点与粘度也普遍增大。我国原油大多采用管道输送,并且一般需要加热后才能进行外输,随着原油凝点与粘度逐渐增大,所需出站温度与出站压力也越来越高,由此所造成的管输系统能耗费用十分巨大。降凝剂能够有效降低高凝原油凝点与粘度,从而降低输油管道热能与动力消耗,有效降低管输系统能耗费用。本文针对高凝原油管输系统能耗特点,建立管道输送能耗优化模型,对加剂后原油物性变化进行了分析,通过室内试验对五种降凝剂进行筛选,结果证明SL-2#降凝剂对高凝原油降凝降粘效果最好。此外还对SL-2#降凝剂最优加剂参数进行了试验分析,结果表明当加剂浓度在100ppm-150ppm之间,加剂温度在55℃以上时SL-2#降凝剂能够发挥最大的降凝降粘作用。针对高凝原油加剂输送管道的传热与流动特性,利用PIPESIM软件分析了影响管道温降与压降的敏感因素,给出了出站温度,环境温度,加剂浓度与输量的变化对管道温降及压降的影响程度。结合能耗优化模型,在综合考虑各项约束条件前提下,分析了低温环境下不同加剂浓度的运行费用,分析结果表明加剂后管输系统的运行费用得到大幅度降低,当加剂浓度为100ppm时运行费用最低较之前未加剂时费用降低25%以上。对加剂后管输系统能耗费用进行计算分析,基于Python语言开发出高凝原油输送管道能耗计算软件并开展现场实验进行验证。结果表明,本文所提供的的加剂优化运行方案能够大幅度降低高凝原油管输系统的运行费用,节能降耗效果显著。