含蜡原油管道的结蜡规律研究

原油输送中的析蜡问题是影响管道安全运行和管理的重要因素之一。介绍了管壁结蜡影响因素,通过试验,探讨了原油输送温度和管壁温差对管壁蜡沉积速率的影响,得出了输油温度和温差与结蜡层厚度之间的关系,对于预测结蜡规律有一定的参考作用。     

管道原油结蜡速率实验与清管技术研究

针对原油在管道集输过程中在管壁结蜡危害的问题,首先分析了管道结蜡沉积机理,在此基础上,综合考虑了蜡分子浓度梯度、管壁处剪切应力、油流温度梯度以及粘度等因素建立结蜡沉积速率模型,根据实际油田地区情况,结合当地季节土壤温度,做了含水率、集油温度、流量等对结蜡速率的影响,研究表明含水率在65%左右,也就是在转相点附近管道结蜡速率最高,主要是原油粘度影响较大;集油温度越高,结蜡速率越低,是由于温度的高低决定了分子的扩散和热运动大小;流量越大,结蜡速率越低,是因为剪切应力破坏了管壁结蜡沉积强度。针对结蜡对管道堵塞腐蚀的影响,选取PIG清管技术进行处理,能够有效的降低管道输送压力,降低管道穿孔风险,在保障年输量的条件下,节约电量高达4.32×105 k W?h,年运行费用减少了123.89×104元。实验结果有助于指导该地区原油集输管道工程设计。     

浅谈计算结蜡厚度的方法

青海原油为含蜡原油,在输送过程石蜡会沉积在管壁上。石蜡有溶解状和凝结状,通过分子扩散和剪切弥散传递到管壁上,通常结蜡厚度的计算由进、出站的压力值、平均油温的粘度值、反算求出,公里数越长,误差越大,同时,也没有考虑到原油与石蜡的相变,很难求出结蜡厚度。当考虑分子扩散、浓度梯度、温度梯度、热传导、原油相变进行求导所建立的计算公式,误差较少。     

含蜡原油蜡沉积模型预测方法研究

含蜡原油在管道中流动时,随着油温的降低,在管壁处会出现蜡沉积的现象,为保障管道安全平稳的运行,对蜡沉积速率进行预测具有重要的意义。从蜡沉积的影响因素出发,利用已有试验数据,采用贝叶斯正则化算法、Levenberg-Marquardt算法以及标度共轭梯度算法建立三种改进BP神经网络算法,进行蜡沉积速率预测实验。结果发现三种算法中精度最高的算法为贝叶斯正则化算法,为蜡沉积模型预测提供了参考。     

基于OLGA软件的油井结蜡预测模拟研究

油井的结蜡不仅限制着油井的开采速度同时也限制着原油的采收率,在结蜡严重时还会造成油气井的停产。为研究井筒中的蜡沉积规律并得到蜡沉积的敏感参数,利用多相流瞬态模拟软件（OLGA）对井筒中的蜡沉积进行了模拟。研究表明：Matzain模型对井筒的结蜡模拟较为准确,结蜡最厚点在井口附近,结蜡厚度随井深的增加而减少,并对蜡沉积影响因素进行了敏感性分析。     

论述油井结蜡研究现状

油井结蜡有两个过程,先是蜡从油中析出,然后聚集、粘附在油管壁上。原来溶解在石油中的蜡,在开采过程中凝析出来是由于石油对蜡的溶解能力下降所致。油井结蜡的问题,从蜡的沉积机理、结蜡的规律、蜡沉积的影响因素这些方面来分析,分子扩散是管壁蜡沉积的主要机制;蜡在油井及管道中沉积的影响因素主要有原油温度、压力、井液流速、胶质及沥青质等。     

原油管道内蜡沉积速率预测及分析

分别运用灰色预测理论和灰色神经网络理论对原油管道内的蜡沉积速率进行了预测分析;应用灰色人工神经网络理论,考虑剪切应力、温度梯度、粘度以及浓度梯度4个影响因素作为主要因素的对原油管道内的蜡沉积速率进行的预测,与传统的灰色预测方法相比,所得到的预测值更为接近实际值,蜡沉积速率的相对误差绝对值在1．6％以内,灰色神经网络用于管道内蜡沉积速率预测的效果良好,能为原油管道蜡沉积规律的深入研究和制定合理的清蜡周期提供理论依据。     

热油管道最佳蜡沉积厚度研究

热油管道输送含蜡油在管壁出现蜡沉积时,往往频繁使用清防蜡剂或者清管器清管手段予以清除。但是在管道建设初期和运营后期,实际输量小于设计输量,在管壁形成一定厚度的蜡沉积反而有益于提升输送效益。通过分析热油管道蜡沉积前后总传热系数和轴向温降的变化,给出了蜡沉积前后温降计算、经济效益评估、允许最小输量计算等公式。为定量分析蜡沉积最优厚度提供了理论依据,对不同管道确定蜡沉积厚度具有指导意义。     

A油田油井结蜡机理及清防蜡对策研究

针对A油田油井全井段结蜡的特殊性,从影响结蜡的主要因素入手,分析了原油组分、原油含蜡量,蜡样成分;同时考虑压力与气油比对析蜡温度的影响,采用高温高压釜与石蜡沉积激光检测仪分析了不同压力、不同气油比下析蜡点,掌握了A油田全井段结蜡的主要原因,得出了原油析出蜡主要以微晶蜡为主,而且熔点较高,不宜采用热洗方法清蜡。针对这一点,现场开展了防蜡防垢降粘增油器、声波防蜡器、空化防蜡器三种防蜡工艺对比试验;室内评价了长庆油田目前在用的五种清蜡剂对A油田的适应性。优选出适合A油田的防蜡工具和化学清蜡剂,对该油田清防蜡工作的开展有一定的技术指导意义。     

输油管道清防蜡技术研究综述

产自我国的原油大多属于石蜡基原油,在输送过程中,原油中的蜡不断结晶析出,沉积在管道内壁上,结蜡层厚度逐渐增加,导致管道内的有效通流截面减小,使输油过程变得困难,这不仅会降低输量,而且严重时还会堵塞管道,存在一定的安全隐患。在本文中,根据影响蜡沉积的因素,并结合油田清防蜡措施,总结了几种有关输油管道的清、防蜡技术。     

聚丙烯酸十八酯降凝剂对合成蜡油结蜡特性影响的研究

采用自主研发的Couette结蜡装置研究了聚丙烯酸十八酯(POA)降凝剂对合成蜡油体系结蜡特性的影响。通过对结蜡层表面样(远离结蜡筒)和底部样(靠近结蜡筒)的宏观观察、DSC放热、气相色谱及蜡晶微观结构的分析发现:POA的加入降低了蜡油体系的结蜡速率,加快了蜡油体系的老化速率,且在一定浓度范围内(50~200μg·g~(-1))导致了径向不均质蜡沉积结构的形成,从结蜡层表面到底部含蜡量逐渐升高,但在较高加剂浓度(400μg·g~(-1))时径向不均质蜡沉积结构消失;POA的加入使得结蜡层表面样和底部样的临界碳数(CCN)都由C_(24)升高到C_(25),但结蜡层底部样与表面样相比低碳数正构烷烃(≤C_(25))有所减少,高碳数正构烷烃(≥C_(26))有所增加;随着油样中POA浓度的增大,结蜡层表面样与底部样的蜡晶形貌由针状蜡晶逐渐转变为片状蜡晶,且蜡晶尺寸逐渐变大,结构更为致密。     

海上油田大斜度井动态结蜡特性实验研究

针对海上油田大斜度定向井存在结蜡严重的问题,设计了一套油井井筒内壁动态结蜡规律的实验装置.该实验装置可对不同井斜的采油井生产过程中结蜡影响因素进行研究,通过模拟井筒温度、产液量、含水率、井斜角和油管壁内外温差等实验条件下蜡在井筒的沉积情况,得到了温度、流量及井斜等因素改变下的油井结蜡速度、厚度等参数.结合大斜度井动态结蜡特性实验研究,采用层次分析法对各影响结蜡的因素进行权重分析,并进一步对防蜡措施的权重进行分析,得出海上油田防蜡的优先措施为化学药剂防蜡和井筒加热防蜡.     

聚丙烯酸十八酯降凝剂对合成蜡油结蜡特性影响的研究

采用自主研发的Couette结蜡装置研究了聚丙烯酸十八酯（POA）降凝剂对合成蜡油体系结蜡特性的影响。通过对结蜡层表面样（远离结蜡筒）和底部样（靠近结蜡筒）的宏观观察、DSC放热、气相色谱及蜡晶微观结构的分析发现：POA的加入降低了蜡油体系的结蜡速率,加快了蜡油体系的老化速率,且在一定浓度范围内（50～200 μg·g^-1）导致了径向不均质蜡沉积结构的形成,从结蜡层表面到底部含蜡量逐渐升高,但在较高加剂浓度（400 μg·g^-1）时径向不均质蜡沉积结构消失;POA的加入使得结蜡层表面样和底部样的临界碳数（CCN）都由C₂₄升高到C₂₅,但结蜡层底部样与表面样相比低碳数正构烷烃（≤ C₂₅）有所减少,高碳数正构烷烃（≥ C₂₆）有所增加;随着油样中POA浓度的增大,结蜡层表面样与底部样的蜡晶形貌由针状蜡晶逐渐转变为片状蜡晶,且蜡晶尺寸逐渐变大,结构更为致密。     

基于冷指的不同防蜡率计算方法分析

防蜡率的测定对防蜡剂的有效筛选具有重要意义。考虑到标准中推荐的防蜡率计算方法的局限性,利用自行改造的冷指装置对不同温度、剪切强度和作用时间下加剂前后的蜡沉积物进行了测定,并给出了两种不同的防蜡率计算方法。结果表明:防蜡率与防蜡沉积速率随温度区间的变化规律基本一致,油温为47℃、壁温为37℃时的防蜡沉积速率为99.83%,明显高于防蜡率;防蜡沉积速率与防蜡率随剪切强度的变化规律基本一致;作用时间较短时,防蜡沉积速率比防蜡率大,超过4 h后两者基本不再随时间变化;所用防蜡剂对各碳数的防蜡效果各异,对C44之前的碳具有防蜡效果,C44及其以后的碳具有负面作用。在实际使用时应根据具体实际情况合理选取或三种防蜡率计算方法结合起来使用。     

基于RBF神经网络蜡沉积速率预测模型

RBF网络模拟了人脑中局部调整、互相覆盖接收域的神经网络结构,能够以任意精度逼近任意连续函数,特别适合解决分类、回归问题。本文利用了RBF神经网络建立了蜡沉积速率预测模型。影响原油蜡沉积速率的因素很多,本文考虑了管壁处剪切应力、管壁处温度梯度、管壁处蜡分子质量分数梯度和原油动力粘度4个主要影响因素。实例结果表明,RBF神经网络模型预测结果误差在2%左右,可以运用到蜡沉积速率预测中。     

伏龙泉气田结蜡机理及清防蜡剂研究

为解决伏龙泉气田冬季生产过程中结蜡严重问题,采用气相色谱法分析了伏龙泉气田伏12-23井蜡样碳数分布,其碳数主要集中在C14～C21,并探讨了伏龙泉气田结蜡机理,其机理主要为:天然气采出所导致的凝析油析蜡点升高,压力下降引起的体系温度、地层温度降低,甲醇抑制剂的加入促使了蜡沉积;在此基础上,通过复合有机溶剂、蜡晶改性剂以及分散剂的优选,构建了一种适用于伏龙泉气田的化学清防蜡剂配方,其配方为:复合有机溶剂∶蜡晶改性剂∶分散剂=15∶6∶8,研究结果表明,该清防蜡剂溶蜡速率为0.098 g/min,防蜡率为57.98%,降黏率为35.65%,凝点-37℃,该清防蜡剂清防蜡效果较好,降黏效果显著,低温流动性好,能有效解决伏龙泉气田冬季生产过程中结蜡严重问题。     

伏龙泉气田结蜡机理及清防蜡剂研究

为解决伏龙泉气田冬季生产过程中结蜡严重问题,采用气相色谱法分析了伏龙泉气田伏12-23井蜡样碳数分布,其碳数主要集中在C14～C21,并探讨了伏龙泉气田结蜡机理,其机理主要为:天然气采出所导致的凝析油析蜡点升高,压力下降引起的体系温度、地层温度降低,甲醇抑制剂的加入促使了蜡沉积;在此基础上,通过复合有机溶剂、蜡晶改性剂以及分散剂的优选,构建了一种适用于伏龙泉气田的化学清防蜡剂配方,其配方为:复合有机溶剂∶蜡晶改性剂∶分散剂=15∶6∶8,研究结果表明,该清防蜡剂溶蜡速率为0.098 g/min,防蜡率为57.98%,降黏率为35.65%,凝点-37℃,该清防蜡剂清防蜡效果较好,降黏效果显著,低温流动性好,能有效解决伏龙泉气田冬季生产过程中结蜡严重问题。     

环道法对蜡沉积规律实验研究

环道法能够测量原油温度、原油与沉积面之间的温差、冷却速率、时间、剪切速率、流量等因素对含蜡原油管道蜡沉积规律的影响,测量的因素较全面;且环道法比其他蜡沉积实验装置更接近实际含蜡原油管道。在一定的工况下,研究了使用环道法实验装置的蜡沉积实验。通过对油温、壁温和流量这3个影响蜡沉积的主要因素的控制,得出了不同工况下管道的蜡沉积规律。     

原油管道蜡沉积速率预测模型研究

准确地预测原油管道蜡沉积速率能够有效确定清管周期，以保证原油管道安全运行。针对BP神经网络(BPNN)模型学习效率低、对初始权重敏感且容易陷入局部最优状态等缺点，采用改进的麻雀搜索算法(ISSA)来优化BPNN的初始权值和阈值，建立ISSA-BPNN蜡沉积速率预测模型。以华池作业区38组蜡沉积实验数据为研究对象，使用MATLAB软件搭建预测模型并进行预测，同时与BPNN模型、遗传算法优化的BPNN模型(GA-BPNN)、粒子群优化算法优化的BPNN模型(PSO-BPNN)以及SSA-BPNN模型进行对比分析。结果表明：ISSA-BPNN模型预测蜡沉积速率的平均相对误差为1.353 1%,决定系数R²为0.994 8,均优于BPNN、GA-BPNN、PSO-BPNN和SSA-BPNN模型的预测结果，证明了ISSA-BPNN模型作为预测管道蜡沉积速率工具的准确性和可行性。     

乳液型清蜡剂的研究及效果评价

本文结合油井结蜡的特点和清蜡剂的研究进展,综合考虑清蜡剂使用的安全性和环保性,通过有机溶剂和表面活性剂复配的方法,制备出毒性低、不易燃、密度较大、清蜡速率高的乳液型清蜡剂。