油田电场降粘技术应用效果.doc

油田电场降粘技术应用效果论文摘要：AOT装置使用电器元件较多，虽然运行功率较小，电流较低，但长时间连续运行，电器元件可能损坏。对于已建管道的节能改造，为降低改造投资，建议设1套AOT装置。为保证运行安全，末点温度正常控制，起点设外输压力异常报警，在AOT装置发生故障后，及时提高外输温度。通過引入高压电场降低原油粘度技术，在某联安装AOT原油处理装置，可以降低原油凝固点2.2。在目前外输压力、外输温度不变的条件下，可以提高输量3.6%。通过现场试验，提出AOT装置改进措施。1 概述某采油厂，某联合站外输油管线于1992年建成投产，管径为1596，管线全长13.7km，最初任务是将某矿某A联地区净化油输送至某B联，随着外围零散区块的开发，目前还承担C联的输油任务，最大外输量1200m3/d，外输压力1.7Mpa。由于运行多年，管线腐蚀严重，管壁变薄，在压力作用下，管线经常发生穿孔泄露，从2004年11月29日发生首次穿孔以来，呈逐年上升趋势。2010年共计泄漏原油134.2m3，淹地1875m2，一是满足不了环保要求，二是土地赔偿费较高。因此，采用AOT降粘装置外输原油进行处理，研究降低原油粘度、降低起点外输压力，解决管线穿孔问题，延长管线的使用寿命的新技术。2 AOT装置降粘原理AOT（Aplied Oil Technology）技术是利用精确控制的电磁场对原油进行处理，以达到有效降低原油粘稠度的专利技术。基本原理：原油中含有大量的蜡和胶质，在高温状态下，蜡以蜡晶微粒形式存在，在温度降低时蜡析出，而胶质通常为链状结构，分子体积和分子量均较大。在流体中，这些微粒杂乱无张的分布将增加流体的阻力，影响到流体的流动性。将强电场作用于原油流动的方向（即管线的方向），因为原油中的悬浮质和基液有着不同的介电常数，悬浮质（石蜡，沥青或其它悬浮质）将会被极化，单极子的互相作用会使得他们聚集起来在场效应的方向上聚集。一旦悬浮质粒子沿着场效应的方向聚集了，对称性将被破坏，粘度变成了各向异性。3 室内试验3.1 A联原油物性分析取A联合站2000m3净化油罐原油，化验有关组成和基本物性参数见表1：3.2 AOT装置对原油流变性影响粘度为液体分子内摩擦的量度，也是物体粘流性质的一项具体反映。粘度的定义为一对平行板，面积为A，相距dr，板间充以某液体。对上板施加一推力F，使其产生一速度变化du。由于液体的粘性将此力层层传递，各层液体也相应运动，形成一速度梯度du/dr，称剪切速率，以r表示。F/A称为剪切应力，以表示。剪切速率与剪切应力间具有如下关系：（F/A）=（du/dr），此比例系数即被定义为液体的剪切粘度，通过系列试验，测定原油在不同条件下的粘度，判断试验处理效果。3.3 流动性模拟试验原油流过左右两根同样的管道，电场效应施加于右边管道上，随后右边流速明显快于左边，而同样盛接原油的玻杯中，右边杯里在同样时间内比左边获取更多原油，右杯盛接的是经过施加电场效应的原油样品，右边管道中原油流速明显增加，而测试显示电场效应之后的原油并无温度增高（无伴随的热效应）。测定质量流量（即流速），经电磁场处理后，质量流量由0.04182g/s，提高到0.3181g/s，流速是未加装置的7.61倍。试验过程中除正常录取外输管道起、末点温度、压力、流量、含水量外，还测试外输原油的粘度、凝固点等参数。3.4 测试情况10月28日，进行第一次测试。首端原油温度为65，末端原油温度为42，压力0.25Mpa，瞬时流量平均为40.11m3/h。10月28日早上8：00，AOT装置开启，施加电压最高为48，000V，所消耗电流为5mA。保持首端压力0.95Mpa不变，通过外输流量计监控原油流速的变化，试验稳定后平均瞬时流量为41.565m3/h，数据显示原油流速增加了3-4%。测试实验前后的原油凝固点，从35.1下降到32.9，50粘度从32.4mPa.s下降到31.2mPa.s。为了进一步验证AOT装置增加原油外输量的效果，29日早上9：00，即AOT装置运行了25小时之后关闭AOT装置，观测原油流速的下降程度。4 室内试验和现场试验差异分析4.1 A联合站至B联合站外输管线流态分析A联合站至B联合站联外输油管线管径为1596，管线全长13.7km，外输含水0.3%，外输油经过三合一、电、净化油罐后，天然气含量较低，可以看成单相流，选择达西公式进行流态分析。4.2 湍流对AOT降粘装置的影响通过现场试验，AOT装置还需要进一步改进，一是在不增加装置占地面积的情况下，扩大流通管路的直径，使原油有在AOT装置里有充分的停留时间。二是提高AOT装置的电场强度，加强AOT装置对原油的极化作用。三是增加AOT装置内极板间距，避免极板放点加不上电场情况出现。5 效果预测5.1 改进后的AOT装置可应用于在用外输油管线的节能改造某地区原油为含蜡量较高的易凝原油，和胶质、沥青质含量高的重质原油，每年用于管线外输的热能、电能耗量较大，通过AOT装置的应用，可以有效降低外输温度和外输压力，可用于外输油管线的节能改造，潜力较大。以本次现场试验为例，原油凝固点降低2.2，A联外输温度可降低5.6，A联合站每年可节约天然气1.1105m3，节约费用16.7104元。AOT装置功率300W，年耗电2.6103Kw.h，费用为0.14104元，则运用AOT装置年可节约成本16.6104元。5.2 改进后的AOT装置可应用于已建管道的增输改造目前，某油田对外围零散区块的开采力度加大，外围零散区块的原油需要借助已建管道系统进入处理中心。很多管道由于管径较小，满足不了输送需要，需要更换外输管线，投资较大。可以使用AOT装置，改变原油流动性，提高其输量。在不改变系统压力的情况下，仅需调整外输泵的额定排量即可。理论上AOT装置具有降粘效果，可以在新建转油站产能工程中应用，综合考虑是缩小外输管线管径还是降低外输系统压力和加热率功率，以达到基建投资最省。6 结论（1）通过室内试验，AOT装置在降低原油粘度，提高输量方面效果明显，但朝六联现场试验效果较差，达不到工程应用的标准，需要进行进一步的试验和分析，结合现场实际情况，提出解决措施。（2）AOT装置使用电器元件较多，虽然运行功率较小，电流较低，但长时间连续运行，电器元件可能损坏。对于已建管道的节能改造，为降低改造投资，建