油气田管道防蜡、减阻、防腐技术的发展及现状.docVIP

装 订 线 中国石油大学（北京）研究生考试答题纸 姓名：_____________ 学号：_____________ 所属专业：___________________________ 考试课程：_________________________ __ 题号 分数 阅卷人 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 十一 十二 十三 十四 总分 注意事项 所有答案必须写在答题纸上，做在试题或草稿纸上一律无效。 答题时必须写清题号。 字迹要清楚、保持卷面清洁。一律使用兰色或黑色钢笔或签字笔。 答完试题后，在“共 页”处填写答卷的总共页数（包括第1页）。 油气田管道防蜡、减阻、防腐技术的发展及现状 摘要 随着新油、气田的不断开发利用, 长距离管道输送时, 管道防蜡、减阻及腐蚀防护技 术变得越来越重要。本文概述了几十年来国内外油气田输送埋地管道的防蜡、减阻和管道内外壁防腐技术发展情况, 并对各种方法的利弊作了分析介绍。 关键词 石油; 天然气; 管道; 防蜡; 减阻; 防腐 1　前言 随着石油及天然气工业的发展, 原油、天然气多采用管道输送, 由于受到温度及本身组成的影响, 原油在输送过程中会在管道内壁上发生蜡沉积随即导致管道输送阻力增大。此外, 由于原油(天然气) 中的某些成份(如硫化物等) 对管道的腐蚀不容忽视, 管道内壁的防蜡减阻、防腐显得极为必要。 与此同时, 埋地管道外壁由于受到土壤盐分、酸度、湿度、电场、有机质、微生物等因素的综合作用会发生腐蚀。土壤种类及不均匀性使金属管道外壁腐蚀情况异常复杂。随着石油、天然气的干线管道输运和强化开采的发展, 工作载荷和输运产物的腐蚀性质都增大了。由于近年来在气候条件恶劣地区使用大直径管道和环境保护要求, 管道防腐具有特别重要的意义。 本文对国内外油气田管道内外壁防腐和防蜡减阻技术的发展及现状作了综述。 2　油气田管道防蜡减阻技术 2．1　热处理输送 加热输送是世界上实施最早、应用最广的一种含蜡原油输送工艺。我国通常采用沿线逐站加热管道进行输送, 通过热处理可促成原油中蜡晶形态结构的相应变化, 从而达到改善原油低温流动性的目的。但加热输送能耗多、设备投资和管理费用高, 且存在停输再启动困难等问题。 2.2　添加化学添加剂 在原油中加入几十至几百ppm 的减阻剂可降低原油的流动阻力, 提高输量百分之几十。迄今为止, 国外已研制和生产出多种含蜡原油降凝减阻剂,并已在数十条输油管道上采用了添加降凝减阻剂处理的技术, 效果十分显著。80 年代初国内开始实验室内试验工作, 至今已合成几十种降凝减阻剂, 但在管道输送中使用尚处在起步阶段。在西部沙漠无人区长输管道等方面使用降凝减阻剂, 具有重大的科学和经济意义。降凝减阻剂的作用机理还有待于进 一步研究。 采用蜡晶改进剂能改善原油中蜡结晶, 降低蜡晶之间及蜡晶在管壁表面的粘附, 减少或消除蜡沉积; 同时使蜡晶在常温下不易形成网状结构, 降低原油凝固点。稠油开采和集输过程中采用降粘或降凝减阻剂, 能防止油包水型乳状液的形成, 在油水混输时利用线性高聚物抑制紊流粘滞层上形成的涡流,减少紊流能量消耗, 降低表观粘度、屈服值及摩擦阻力, 最终达到在环境温度下能有效地输送高含蜡原油的目的。 2.3　油田管道内壁防结蜡涂层 研究证明：蜡在管壁上的润湿性, 管壁表面温度、表面自由能、表面粗糙度等因素会影响蜡在管壁表面的沉积能力; 某种吸附膜的存在能减少蜡在管壁表面的沉积; 管壁表面温度对蜡在其上的沉积起着决定性作用。 在金属管道内壁上喷涂一层有机高分子物质,既能降低管壁表面自由能又能降低管壁表面的粗糙度, 削弱蜡在管壁上的成核作用, 减少蜡沉积; 同时,管壁涂层能改变固液相相互作用的性质, 减小管壁与原油之间的相互作用力, 使流动态原油在管壁表面形成部分滑移, 减少摩阻损失, 达到防蜡减阻目的。此外, 防蜡、减阻涂层兼可解决原油储存、输送设备内壁表面的腐蚀问题。 2.4　强磁场降粘减阻 原油中的反磁性物质石蜡等在磁场作用下被诱导极化, 产生诱导磁矩, 抑制石蜡晶核的形成, 阻止石蜡晶体的生长与聚集, 改善原油的流动性。同时,原油中的极性物质(如胶质等) 以及带电粒子, 通过磁场时产生感应磁场并因洛仑兹力而作螺旋运动,减弱油流内部结蜡物质之间聚集倾向和减少管壁结蜡, 并使凝油层松软, 易于清除。 3　国内外埋地管道防腐技术的发展及现状 3.1　外壁防护层技术 自1930 年以来美国埋地管道外壁防护一直沿用煤焦油沥青涂层。其外包扎为浸透稀释沥青或煤焦油的石棉带、玻璃纤维或牛皮纸等。自19