【摘要】：當(dāng)油田進(jìn)入生產(chǎn)后期,油井產(chǎn)液量不足,甚至部分油井枯竭關(guān)閉,絕大部分油田的輸油管道輸量減少,進(jìn)入低輸量運(yùn)行時(shí)期。而我國(guó)開(kāi)采出原油中的含蠟原油占80%以上。相比于正常運(yùn)行的管道,含蠟原油在低輸量運(yùn)行中更容易結(jié)蠟,其清蠟周期更為頻繁。文中主要針對(duì)低輸量含蠟原油管道蠟沉積嚴(yán)重的問(wèn)題,計(jì)算低輸量含蠟原油管道的蠟沉積速率,優(yōu)化清蠟周期,并提出切實(shí)可行的清蠟工藝。文中首先分析了在低輸量狀態(tài)下的管道的運(yùn)行參數(shù)變化,在進(jìn)行最低輸量計(jì)算時(shí),考慮摩擦生熱,考慮蠟沉積層對(duì)管道運(yùn)行的影響。其次通過(guò)分析低輸量管道上的含蠟原油沉積狀況和機(jī)理,計(jì)算沉積層厚度。在計(jì)算沉積速率的過(guò)程中,考慮蠟沉積層與管道運(yùn)行之間的相互影響,劃分小管段,通過(guò)編程的手段以迭代求解的方法計(jì)算沉積層的厚度。通過(guò)對(duì)蠟沉積預(yù)測(cè)的算例的分析,得到低輸量含蠟原油管道蠟沉積冬季和夏季沉積層在管道分布規(guī)律不同的結(jié)果。然后針對(duì)以上結(jié)果,分別提出冬季以結(jié)蠟最厚處沉積層厚度大于2mm,夏季管道沉積層厚度超過(guò)5.1mm的比例大于30%為安全清蠟界限。接著計(jì)算管道經(jīng)濟(jì)清蠟周期,與安全清蠟周期相比,選取周期較小的作為管道最優(yōu)的清蠟周期。最后通過(guò)分析管道清蠟工藝,針對(duì)低輸量含蠟原油管道清蠟易卡堵的問(wèn)題,設(shè)計(jì)改進(jìn)了圓柱形清蠟器。
【學(xué)位授予單位】：西安石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TE832
【圖文】：

圖 2-1 原油比熱容與溫度的關(guān)系曲線部分構(gòu)成[13][14]。maxct時(shí)，比熱容的變化關(guān)系在圖 2-1 的第 1 區(qū)，在這一區(qū)域內(nèi)，含油品溫度的升高而逐漸增大。其原因是在這個(gè)區(qū)域內(nèi)，油品溫度遠(yuǎn)晶析出，所以溫度升高時(shí)，比熱容c也會(huì)增加。該區(qū)域的原油油品系可用式 2-9 擬合：mTTcBe = 4 .186 B, m根據(jù)油品的性質(zhì)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲得；Tc ——含蠟原油在 t ℃時(shí)的比熱容， J / (k g ℃)。sl<t<t時(shí)，比熱容變化關(guān)系在圖 2-1 的第 2 區(qū)，在這個(gè)區(qū)域內(nèi)，當(dāng)容會(huì)快速減少，其主要原因是由于此時(shí)的溫度處于析蠟點(diǎn)，油流中并放出大量的潛熱。比熱容隨溫度的變化關(guān)系可用式 2-10 表示：nTtc = 4 .186 Ae中 A, n——由實(shí)驗(yàn)獲得，無(wú)量綱；Tc ——含蠟原油在 T ℃時(shí)的比熱容， J / (k g ℃)。

圖 2-2 含蠟原油管道工作特性曲線圖在管道工作特性曲線的Ⅰ區(qū)，隨著流量的增大，沿程壓降逐漸增大。在管道運(yùn)輸接點(diǎn)的部分，油品管內(nèi)油溫接近地溫，管道的平均粘度較大，含蠟原油在低溫狀態(tài)下由晶析出現(xiàn)象較為嚴(yán)重，使原油的流動(dòng)性減弱，沿程摩阻隨流量的增加逐漸增加，沿程逐漸增加。管道特性曲線的Ⅱ區(qū)被稱(chēng)作管道在中等流量區(qū)。在該區(qū)域內(nèi)，隨著流量的增大，沿降逐漸減小，這是因?yàn)殡S著流量的增加，管道的沿程溫降隨著流量增加逐漸減少，在運(yùn)輸?shù)暮蟀攵卧蜏囟入S著流量的增加逐漸升高，原油的粘度逐漸降低，管道內(nèi)部的在后半段仍然呈現(xiàn)牛頓流體的特性。隨著流量的增大，沿程壓降逐漸減小。在管道特性曲線的Ⅲ區(qū)，隨著流量的增大，管道的沿程壓降也增大[20]。Ⅱ區(qū)與Ⅲ區(qū)的分界點(diǎn)是管道最低輸量[21][22]。.2.2 通過(guò)能量守恒計(jì)算最低安全輸量管道在穩(wěn)定傳熱運(yùn)行過(guò)程中，以能量守恒定律為依據(jù)，油流向管道外散失的熱量等油降低的熱量可以得到：

圖 2-3 剪切作用示意圖管輸過(guò)程中，當(dāng)油流帶著蠟晶在管道內(nèi)流動(dòng)，蠟晶在剪切作用下旋壁。蠟沉積速率可以表示為：dwwdrduW KC()**1= d1W ——蠟沉積速率，kg / (m 2 s)；*K ——沉積速率常數(shù)，無(wú)量綱；*wC ——管壁處蠟晶的體積濃度， mol / L；wdrdu( )——管壁處速度梯度， 1s 。散對(duì)蠟沉積影響較小，可以忽略不計(jì)。朗擴(kuò)散擴(kuò)散機(jī)理中認(rèn)為，油流中的蠟晶存在無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)[27]，當(dāng)油流中的蠟由于布朗運(yùn)動(dòng)的作用，蠟晶粒子會(huì)順濃度差流動(dòng)。用此機(jī)理描述含

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本文編號(hào)：2758880