復合場能在稠油輸送中的研究

陳健

摘 要：我國稠油開采技術近20年得到了充分發展，形成了勝利、遼河、新疆、河南、大港等稠油生產基地其產量逐年提高，我國目前已成為世界主要稠油開采國。隨著高粘、高含蠟原油的開采，油氣集輸及管道輸送系統暴露出的流動性惡化結蠟結垢問題突出，現象嚴重。該文分析了油田輸送稠油的現狀及稠油輸送技術發展趨勢，提出了稠油輸送中應用復合場能的可行性，詳細介紹了復合場能在降粘方面的智能化復合作用分析了其作用機理。通過試驗驗證了復合場能的降粘效果，并介紹了復合場能設備。

關鍵詞：復合場能 稠油 降粘 智能化

中圖分類號：TE8 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）03（b）-0247-02

1 稠油輸送現狀

我國稠油開采歷程較短，但發展很快，目前年產油量已超過千萬噸。它不僅彌補了稀油的嚴重遞減，而且還使全國的原油產量保持持續增長的勢頭，為我國石油工業的發展做出了重大貢獻。但從稠油生產發展的趨勢看“八五”期間及以前動用稠油的儲量，一般都是品位高，資源條件較好的普通稠油。但隨著稀油的大量減少，高凝油和超稠油的開采受到重視，給其開采工藝技術提出了許多新課題。從加熱輸送工藝，到摻水保溫輸送工藝，再到添加化學劑輸送工藝，提高管道輸油流動性，防止管道結蠟結垢及原油凝管，低耗節能，安全輸油，是所有輸送工藝技術要求的基本形態。

然而，隨著高粘、高含蠟原油的開采，油氣集輸及管道輸送系統暴露出的流動性惡化結蠟結垢問題突出，現象嚴重。由此引起系統運行負荷加大，管線堵塞，影響油田正常生產。特別是高凝油和超稠油原油的輸送含蠟高粘度高等原因，開采輸送難度大，高凝油、超稠油在輸油管道的流動能力差，常規加熱降低粘度提高流動性的方法難以適應高凝油和超稠油的管道輸送。粘度高、流動性差，是原油的開采輸送轉運過程困難，影響了油井的正常生產。

2 稠油輸送技術發展趨勢

當原油從油層內采出流到地面，原油的溫度會以油層溫度下降到介于油層溫度與環境溫度之間的某個值，這種溫降在高凝油的情況下，會導致蠟沉積在油管和輸油管線上，增加了輸油系統的壓力降，致使原油產量下降。原油降凝技術是國內外研究的熱門課題，亦有很多方式。如添加降凝劑、鍋爐加熱、換熱器加熱，電爐絲加熱，伴熱帶加熱，用輕質原油護管，輸送高凝點原油之前管線預熱等降低輸油技術。

傳統的輸送工藝技術正面臨沖擊和挑戰，以創新的高新科技為指導，不斷促進輸送工藝技術思路的發展與變革。先進的降粘清防蠟垢技術思想和理論孕育著先進的管道輸送技術及裝備的研發。為此必須依靠先進的科學技術，引申發展降低管道內的原油粘度，增加流動的新技術，為高凝油和超稠油的輸送開發利用研發全新的復合場能能降低輸油管道原油粘度技術。結合目前高凝油、超稠油開采的現狀和高科技研究的最新發展前沿技術，研究復合場能降低輸油管道原油降低輸油油管原油粘度新技術。該技術是針對目前高凝油、超稠油生產的特點研發的一種全新理念的新技術。改用多種場能量智能化復合技術，復合場能管道釋放技術，計算機智能控制技術，降低原油的粘度，提高流動性，使高凝油、超稠油稀釋，保證原油在輸油管道內的流動性。

3 復合場能的作用機理

對于線性介質來說，由于極化強度與場力成正比，使場力做功與極化位移平方成正比。這些特點與彈性力、彈性位能的基本特征十分相似。極化場能是線性介質體內的一種彈性電位能，與介質形變相應的彈性位能可以轉化為動能，與介質極化相聯系的彈性電位能在外場撤除以后可以釋放出來轉化為外電路的焦耳熱能。

電極化場能的體密度表示為：

為極化倔強系數

高強度復合場能作用于稠油時，復合場能對線性介質（水、高凝油、超稠油）做功產生焦耳熱能，可使稠油的粘度降低。

4 復合場能降粘效果

圖1中的試驗過程如下：取100克的超稠油試樣2份，分別放于加滿水的燒杯中。分別用復合場能150w和電加熱150w把水加熱到80℃。效果對比如表1。

從表1可以看出復合場能加熱比電加熱節能四分之一，降粘效果更好。

5 復合場能的設備

將復合能量場通過專用電極安裝在輸油管道上，場能直接作用于輸油管道內的原油，加熱管道內的原油，降低粘度。該方法可以實現集中控制，多端加熱，有利于控制操作。控制精確，對輸油管道原油釋放能量大小可實行自動檢測、精確控制、調整。降低能耗，通過精確的控制能量場來達到恒溫的作用，在保證原油順利流動的前提下，使能耗最小。占地面積小，安裝維護方便。

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