[发明专利]一种利用交变磁场调控含蜡原油屈服应力的方法

说明书

本发明提供了一种利用交变磁场调控含蜡原油屈服应力的方法。该方法包括以下步骤：对胶凝的含蜡原油施加交变磁场进行处理。本发明还提供了一种原油管道停输再启动过程中降低含蜡原油屈服应力的方法，其包括以下步骤：在原油管道启动的同时，利用交变磁场对胶凝的含蜡原油进行处理。本发明利用交变磁场影响原油中相关成分的相互作用，在显著降低含蜡原油屈服应力，降低停输再启动难度的同时，并未改变原油的成分，因此不会影响原油的品质，更不会增加原油的危险性。

技术领域

本发明涉及一种利用交变磁场调控含蜡原油屈服应力的方法，属于原油输送技术领域。

背景技术

我国陆上油田、海上油田所产出的原油中含蜡原油占比80％以上。含蜡原油是一种由烃类和非烃类组成的复杂混合物体系，其成分包括石蜡、胶质、沥青质和溶解气等。含蜡原油本身的性质和其所处的环境直接影响到石蜡在原油中的溶解状态。在含蜡原油管道输送的过程中，为了保证含蜡原油具有足够的流动性，需要控制其温度至少在凝点以上。但是管道在投产或运行时，难免会由于定期检修或者突发事故而出现停输的情况。一般情况下，管道所处的环境温度低于原油温度，停输后随着原油温度的降低，当温度降至析蜡点以后，溶解于原油中的蜡逐渐析出，形成蜡晶，随着温度进一步降低，蜡晶相互交联形成连续的三维网络结构，导致原油胶凝，该状态下的原油屈服应力非常大，管道再启动时需要较大的再启动压力，如果停输时间过长，会造成严重的凝管事故。屈服应力从宏观现象上表征原油胶凝结构的强度，是含蜡原油管道流动安全的重要参数，直接反映了含蜡原油管道再启动的难易程度。

目前，可通过控制停输时间，在原油失去流动性之前启动管道，避免凝管事故。另外，在含蜡原油中添加化学添加剂(降凝剂)的化学改性方法已经受到广泛关注，由极性基团和非极性长链烷基组成的高分子聚合物能够与石蜡相互作用，从而降低含蜡原油的凝点和屈服应力并改善其低温流动性。但是，降凝剂技术仍存在一些问题，比如降凝剂具有合成困难、针对性不强、具有温度回升恶化区、稳定时效短、导致蜡沉积量增大等。因此，提出更加高效的降低含蜡原油屈服应力的方法在实际生产中具有重要意义。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种交变磁场调控含蜡原油屈服应力的方法，该方法不需要复杂的操作工艺就能有效降低含蜡原油屈服应力、降低管道停输再启动难度，从而降低原油生产成本。

为了达到上述目的，本发明提供了利用交变磁场调控含蜡原油屈服应力的方法，其包括以下步骤：对胶凝的含蜡原油施加交变磁场进行处理。

本发明还提供了一种原油管道停输再启动过程中降低含蜡原油屈服应力的方法，其包括以下步骤：在原油管道启动的同时，利用交变磁场对胶凝的含蜡原油进行处理。原油管道停输一段时间后需要再次启动，在开泵启动管道的同时施加交变磁场处理，即让原油处于交变磁场中，使原油与交变磁场发生相互作用从而改变原油的宏观流变性质。

根据本发明的具体实施方案，优选地，上述交变磁场的磁感应强度可以控制为0-0.6T，磁场频率可以控制为0-60Hz，可根据不同的原油优选出合适的磁感应强度与磁场频率。

根据本发明的具体实施方案，优选地，当交变磁场处理所采用的磁感应强度为0.1-0.6T，磁场频率为5-60Hz时，降低含蜡原油的屈服应力效果非常明显，磁感应强度过小时，屈服应力降低不明显，磁感应强度过大时，综合成本增加，不利于生产。对于含蜡量为10％的含蜡原油，当交变磁场的磁感应强度为0.3-0.4T，交变磁场的磁场频率为30-40Hz时，效果最佳。

屈服现象是指当应力达到一定值时，应力有微小的增加，而应变却急剧增长的现象，使材料发生屈服的应力即为屈服应力。在本发明中，屈服应力反映了静态条件下含蜡原油的蜡晶结构强度，屈服应力是胶凝含蜡原油结构强度(物料没有流动)的宏观体现，具有“微观结构”的物质才有屈服应力。本发明的核心在于利用交变磁场破坏含蜡原油中的蜡晶结构，降低其静态结构强度，对黏度并无影响。

与现有技术对比，本发明的优点在于：