[發明專利]一種利用交變磁場調控含蠟原油屈服應力的方法

在審

• 申請號: 201810315270.X
• 申請日: 2018-04-10
• 公開（公告）號: CN108591831A
• 公開（公告）日: 2018-09-28
• 發明（設計）人: 王瑋;甘東英;黃輝榮;彭澤恒;吳海浩;宮敬
• 申請（專利權）人: 中國石油大學(北京)
• 主分類號: F17D1/20
• 分類號: F17D1/20
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 姚亮

本發明提供了一種利用交變磁場調控含蠟原油屈服應力的方法。該方法包括以下步驟：對膠凝的含蠟原油施加交變磁場進行處理。本發明還提供了一種原油管道停輸再啟動過程中降低含蠟原油屈服應力的方法，其包括以下步驟：在原油管道啟動的同時，利用交變磁場對膠凝的含蠟原油進行處理。本發明利用交變磁場影響原油中相關成分的相互作用，在顯著降低含蠟原油屈服應力，降低停輸再啟動難度的同時，并未改變原油的成分，因此不會影響原油的品質，更不會增加原油的危險性。

技術領域

本發明涉及一種利用交變磁場調控含蠟原油屈服應力的方法，屬于原油輸送技術領域。

背景技術

我國陸上油田、海上油田所產出的原油中含蠟原油占比80％以上。含蠟原油是一種由烴類和非烴類組成的復雜混合物體系，其成分包括石蠟、膠質、瀝青質和溶解氣等。含蠟原油本身的性質和其所處的環境直接影響到石蠟在原油中的溶解狀態。在含蠟原油管道輸送的過程中，為了保證含蠟原油具有足夠的流動性，需要控制其溫度至少在凝點以上。但是管道在投產或運行時，難免會由于定期檢修或者突發事故而出現停輸的情況。一般情況下，管道所處的環境溫度低于原油溫度，停輸后隨著原油溫度的降低，當溫度降至析蠟點以后，溶解于原油中的蠟逐漸析出，形成蠟晶，隨著溫度進一步降低，蠟晶相互交聯形成連續的三維網絡結構，導致原油膠凝，該狀態下的原油屈服應力非常大，管道再啟動時需要較大的再啟動壓力，如果停輸時間過長，會造成嚴重的凝管事故。屈服應力從宏觀現象上表征原油膠凝結構的強度，是含蠟原油管道流動安全的重要參數，直接反映了含蠟原油管道再啟動的難易程度。

目前，可通過控制停輸時間，在原油失去流動性之前啟動管道，避免凝管事故。另外，在含蠟原油中添加化學添加劑(降凝劑)的化學改性方法已經受到廣泛關注，由極性基團和非極性長鏈烷基組成的高分子聚合物能夠與石蠟相互作用，從而降低含蠟原油的凝點和屈服應力并改善其低溫流動性。但是，降凝劑技術仍存在一些問題，比如降凝劑具有合成困難、針對性不強、具有溫度回升惡化區、穩定時效短、導致蠟沉積量增大等。因此，提出更加高效的降低含蠟原油屈服應力的方法在實際生產中具有重要意義。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明的目的在于提供一種交變磁場調控含蠟原油屈服應力的方法，該方法不需要復雜的操作工藝就能有效降低含蠟原油屈服應力、降低管道停輸再啟動難度，從而降低原油生產成本。

為了達到上述目的，本發明提供了利用交變磁場調控含蠟原油屈服應力的方法，其包括以下步驟：對膠凝的含蠟原油施加交變磁場進行處理。

本發明還提供了一種原油管道停輸再啟動過程中降低含蠟原油屈服應力的方法，其包括以下步驟：在原油管道啟動的同時，利用交變磁場對膠凝的含蠟原油進行處理。原油管道停輸一段時間后需要再次啟動，在開泵啟動管道的同時施加交變磁場處理，即讓原油處于交變磁場中，使原油與交變磁場發生相互作用從而改變原油的宏觀流變性質。

根據本發明的具體實施方案，優選地，上述交變磁場的磁感應強度可以控制為0-0.6T，磁場頻率可以控制為0-60Hz，可根據不同的原油優選出合適的磁感應強度與磁場頻率。

根據本發明的具體實施方案，優選地，當交變磁場處理所采用的磁感應強度為0.1-0.6T，磁場頻率為5-60Hz時，降低含蠟原油的屈服應力效果非常明顯，磁感應強度過小時，屈服應力降低不明顯，磁感應強度過大時，綜合成本增加，不利于生產。對于含蠟量為10％的含蠟原油，當交變磁場的磁感應強度為0.3-0.4T，交變磁場的磁場頻率為30-40Hz時，效果最佳。

屈服現象是指當應力達到一定值時，應力有微小的增加，而應變卻急劇增長的現象，使材料發生屈服的應力即為屈服應力。在本發明中，屈服應力反映了靜態條件下含蠟原油的蠟晶結構強度，屈服應力是膠凝含蠟原油結構強度(物料沒有流動)的宏觀體現，具有“微觀結構”的物質才有屈服應力。本發明的核心在于利用交變磁場破壞含蠟原油中的蠟晶結構，降低其靜態結構強度，對黏度并無影響。

與現有技術對比，本發明的優點在于：