西部原油管道实现常温顺序输送的可行性分析报告.doc

(北京)
CHINA UNIVERSITY OF PETROLEUM

毕 业 论 文

西部原油管道
实现常温顺序输送的可行性分析

院系名称：石油天然气工程学院
专业名称：油气储运工程
学生姓名：
学 号：
指导教师：

完成日期 2016 年 6 月 19 日

中国石油大学（北京）本科毕业论文 第 Ⅰ 页
西部原油管道实现常温顺序输送的可行性分析

摘要

通过实验测量了新疆境内出产的北疆、吐哈、塔里木等三种混合原油的流变特性参数，结合西部原油管道配置及管道埋深处不同月份的地温情况，对西部原油管道能否实现对三种原油的直接常温顺序输送进行了可行性研究。实验结果表明：塔里木原油的凝点为-10℃，具有很好的低温流动性，可实现全年直接常温输送；吐哈原油和北疆原油凝点比较高，分别是11℃和12℃。分别以①“原油凝点低于管道埋深处最低地温”、②“原油凝点比管道埋深处最低地温低2℃”和③“原油凝点比最低进站油温低3℃”三个条件作为判据对西部原油管道能否实现常温输送进行了可行性分析。结果表明，在7～10月，管道能够实现对三种混合原油的直接常温顺序输送；在地温较低的11月至次年5月，需对北疆及吐哈两种混合原油进行改性处理或采用加热输送工艺，才能确保管道的安全运行；6月份处于能实现常温混输的临界状态，仅由于北疆混合原油的凝点（12℃）高于判据③（11.8℃），管道无法实现常温输送。

关键词：西部原油管道，原油流变性，可行性分析

中国石油大学（北京）本科毕业论文 第 Ⅱ 页
The Batch Transportation feasibility of West Crude Oil Pipeline at Normal temperature
Abstract
Three crude blends from Xinjiang, including Beijiang, Tuha and Tarim should be pipelined by West Crude Oil Pipeline, which form Urumchi to Lanzhou of in Northwest of China. To determine the feasibility of the pipeline transporting these 3 oils in batch without heating, the flow characters including gel point and viscosity of these 3 crudes were experimentally measured. Three criterions were used to judge the feasibility, which are “whether the gel point of crud is higher than soil temperature or not”, “whether the gel point of crud is of 2 ℃ lower than soil temperature or not” and “whether the gel point of crud is of 3℃ lower than inlet temperature or not”. It is found, Tarim crude oil blend has the best flow ability, whose gel point is -10℃ and abnormal point is 8℃. However, flowability of Tuha and Beijiang crude is worse, whose gel point is 11℃ and 12℃ respectively. Based on this data, it is impossible to transport 3 crudes in batch without heating by this pipeline in November to May of next year. In July to October, this pipeline could transport crude oil without heating. June is a critical month, just for Beijiang crude blend doesn’t satisfy criterion ③, to transport crude without heating by this pipeline was in danger.
Keywords: West Crude Oil Pipeline, Rheological Property of Crude Oil, Feasibility Analysis

中国石油大学（北京）本科毕业论文 第 III 页
目 录
第1章 前言 1
1.1 研究背景 1
1.2 西部原油管道概况 2
第2章 新疆三大油田原油的基础物性和流变性 6
2.1 北疆、吐哈、塔里木三种混合原油的组成 6
2.2 混合原油的基础物性 6
2.3 出疆原油的流动性流动性测试结果 7
2.31 凝点 7
2.3.2 粘温曲线 10
第3章 西部原油管道实现直接常温输送的可行性分析 25
3.1 管道常温输送可行性分析的三个约束条件 25
3.2 以“凝点低于管道埋深处最低地温”为判据进行可行性分析 25
3.3 以“凝点低于管道埋深处最低地温2℃”为判据进行可行性分析 27
3.4 以“凝点比最低进站油温低3℃”为判据进行可行性分析 28
第4章 结论和建议 31
4.1 结论 31
4.2 建议 32
致谢 33
参考文献 34

第1章前言 第 5 页
第1章 前 言
1.1 研究背景
根据《出疆石油管道工程可行性研究》[1]的初步研究结果，针对新疆三大油区的原油特点，如果采用目前较为成熟的加热输送工艺，可以保证管道安全运行，但加热所需燃料费用较高。按设计输量2000×104 t/a测算，全部采用加热输送工艺的耗油量约为11.4×104t/a；采用冷热交替顺序输送的耗油量约3.5×104t/a；采用常温输送每年可节约大量的燃料费用，效益非常可观，而且由于其不需要建加热站、没有启输量的限制等特点可减少基建投资和运行管理费用，尤其是一旦管线停输后凝管的危险性小。
能否实现常温输送取决于管输原油的物性，而其中最主要的参数是凝点、粘度、屈服值等诸多条件性指标[2]。在输送过程中原油能够保持流动性和停输一段时间后管道能够重新启动是判断管道是否能够安全运行的必要条件，即有之未必然，无之必不然。凝点是表征原油低温流动性的一个重要指标，它是指原油在一定条件下失去流动性的最高温度，因此凝点是判断管道能否安全输送原油的最重要指标之一。我国现行的技术规范SY/T 5536-2004《原油管道运行规程》[3]中就明确规定“输油管道所输原油或改性处理的原油进站最低温度应高于其原油凝点以上3℃”。
本文详细考察了西部管道所输送的北疆、吐哈和塔里木等三种混合原油在2~50℃温度范围内的流变性质，结合西部管道自身的地温情况，对其能否实现三种原油的常温顺序输送进行了可行性研究。
1.2 西部原油管道概况
西部原油管道包括鄯兰输油干线、乌鄯进油支线、吐哈进油支线以及已经建成的库鄯线支线。如图1.2.1所示。西部原油管道主要油源来自新疆三大油区，塔里木油田、北疆油田和吐哈油田，以及远期进口的哈萨克斯坦原油。

图1.2.1 西部原油管道示意图
西部原油管道中的鄯兰输油干线全长1562km，设计输量为2000×104 t/a，鄯善－新堡段管径为813mm，新堡－兰州段管径变为711mm，管壁最大承受压力为8.0MPa。乌鄯进油支线设计输量1000×104 t/a，全长296km，管径610mm，输送来自新疆油田的北疆混合油；吐哈进油支线设计输量200×104 t/a，全长4.95km，管径273mm，输送来自吐哈油田的吐哈混合油；库鄯线（已建成），全长476km，管径610mm，输送来自塔里木油田的塔里木混合油。
乌鄯进油支线离开乌鲁木齐首站后，穿越我国海拔最低的吐鲁番盆地（图上距乌鲁木齐200km处），经过达坂城原油中间热泵站、吐鲁番中间加热站后达到鄯善（鄯兰干线首站）。管线离开新疆（四堡站，毗邻著名的星星峡百里风沙区）后，沿祁连山麓河西走廊经翠岭、河西、安西、玉门、张掖、山丹、西靖、新堡等8个泵站后到达兰州。乌鲁木齐至兰州段共有14个泵站。西部原油管道的沿线布站方案见表1.2.1，其纵断面图见图1.2.2。
表1.2.1 西部原油管道站场设置情况
序号
站 场 名 称
高 程
（m）
里 程
（km）
与上站间距
（km）
1
乌鲁木齐首站
751
0
/
2
达坂城热泵站
1090
110
110
3
吐鲁番加热站
518
240
130
4
鄯善站
798
296
56
5
四堡原油中间泵站
705
536
240
6
翠岭原油中间泵站
960
664
128
7
河西原油中间泵站
1535
730
66
8
安西原油中间泵站
1360
948
218
9
玉门原油分输泵站
1734
1052
104
10
张掖原油中间泵站
1456.5
1337
285
11
山丹原油中间泵站
1921
1418
81
12
西靖原油中间泵站
1783
1637
219
13
新堡原油中间泵站
2277
1709
72
14
兰州原油末站
1544
1858
149

图1.2.2 西部原油管道纵断面图
西北地区恶劣的地表条件决定了其建站密度不能像东部管道这么高（东北管网站间约60km）。西部原油管道有4个站间距超过200km的管段，分别是鄯善－四堡管段（240km），河西－安西管段（218km），玉门－张掖管段（285km，是西部原油管道站间距最长的管段），以及山丹－西靖管段（219km）。
管道埋深处的平均地温是判断所采取的输送工艺能否实现安全输送的重要依据之一。表1.2.2列出了西部管道沿线地表以下1.6m（管道埋深）处月平均地温，图1.2.3则为管道沿线地表以下1.6m处各月的最低地温图。从中可以看出，全年之中2月的地温最低，其中山丹是管段沿线地温最低的地方，其2月地温仅为2.1℃。
表1.2.2 管道沿线地表以下1.6m处月平均地温（单位：℃）
月份
地名
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
乌鲁木齐
4.9
3.3
2.8
4.6
8.5
122
15.3
17.3
17.2
15.1
11.5
7.9
吐鲁番
8.0
6.1
8.0
9.3
13.6
17.2
22.0
21.0
20.3
19.0
15.0
10.7
鄯善
9.9
8.9
11.0
13.6
15.6
19.0
22.8
24.0
23.8
22.2
17.5
12.3
哈密
5.8
4.3
3.8
6.6
12.1
16.1
19.5
21.1
20.5
17.9
13.5
9.1
酒泉
4.1
2.5
2.5
5.3
9.1
13.1
15.8
175
17.2
15.0
11.3
7.2
张掖
4.8
3.2
3.7
6.6
10.2
13.5
16.2
17.6
17.4
15.3
12.0
8.1
山丹
3.4
2.1
2.8
5.8
9.2
12.3
14.8
16.1
16.0
13.9
10.5
6.5
兰州
5.7
4.2
4.9
8.0
11.2
14.0
16.3
17.8
17.6
15.8
12.7
8.9

图1.2.3 管道沿线地表以下1.6m处月最低地温

第2章新疆三大油田的基础物性和流变性 第 24 页
第2章 新疆三大油田原油的基础物性和流变性
新疆维吾尔民族自治区境内共有三个大油田分布在新疆的三大盆地，分别是：位于准格尔盆地的北疆油田，其中主要有克拉玛依、陆梁、火烧山和北十六等主要产油区块，年产量已超过1000万吨；位于吐鲁番盆地的吐哈油田，其中主要有丘陵、温米、鄯善和吐鲁番等主要产油区块；以及位于塔里木盆地的塔里木油田。乌鄯线、吐哈进油支线和库鄯线三条进油支线所输送的原油是各油田主要区块所产原油的混合原油。
2.1 北疆、吐哈、塔里木三种混合原油的组成
实验所用油样于2005年5月取自新疆三大油田，其中塔里木混合原油为库鄯线管输原油。吐哈混合原油和北疆混合原油的组成及比例由西部管道公司及有关部门根据各油田未来几年的产能趋势确定。
吐哈混合原油的组成及质量比例为：
丘陵∶温米∶鄯善∶吐鲁番＝20∶23∶18∶39
北疆混合原油的组成及质量比例为：
采油二厂∶火烧山和北十六∶陆梁＝71∶10∶19
2.2 混合原油的基础物性
三种混合原油的基础物性测试结果见表2.2.1。
在表2.2.1中列出的数据中，密度和析蜡点在本实验室（中国石油大学（北京）油气储运工程系流变实验室）测试完成；含蜡量、胶质含量、沥青质含量由中国石油大学（北京）重质油国家重点实验室测试；初馏点和开口闪点由中国石油管道科技中心实验室测试。测试混合原油基础物性所采用的方法如下：
l 密度测试：执行中华人民共和国国家标准GB 1884-83《石油和液体石油产品密度测定法（密度计法）》。
l 原油析蜡特性测试：执行中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T 0545－1995《原油析蜡热特性参数的测定：差示扫描量热法》。
l 原油中蜡、胶质、沥青质含量的测定：执行中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T7550-2000《原油中蜡、胶质、沥青质含量测定法》。
l 含硫量测试：执行ASTM D5453－93《Standard Test Method for Determination of Total Sulfur in Light Hydrocarbons, Motor Fuels and Oils by Ultraviolet Fluorescence》。
表2.2.1 三种混合油样的基础物性
原油
项目
塔里木原油
吐哈原油
北疆原油
密度（20℃，kg/m3）
870.1
822.2
853.2
含蜡量（m%）
1.79
11.05
13.12
沥青质含量（m%）
3.27
0.14
0.30
胶质含量（m%）
5.95
3.64
6.09
含硫量（m%）
0.794
0.049
0.051
含盐量（ppm）
16
27
16
初馏点（℃）
55
60
65
开口闪点（℃）
28
35
32
析蜡点（℃）
19.5
22.9
23.1

2.3出疆原油的流动性测试结果
凝点和粘度是描述原油流动性的重要参数[4]，也是进行管道实现常温输送可行性分析的重要判据。论文重点对三种混合原油的凝点和粘温关系进行了测试分析。
2.3.1凝点
凝点是以温度表示原油低温流动性的条件性指标，是原油物理状态发生转变的温度分界点。它是指在规定的热力条件和剪切条件下，被测油样刚刚失去流动性的最高温度，我国一直以凝点作为原油管输过程中控制油温的一个重要参数。
凝点测试标准主要有：中华人民共和国国家标准GB/T 510-83《石油产品凝点测定法》[5](GB/T 2538-88《原油试验法》[6]规定原油凝点测定也采用GB/T 510-83)；中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T 0541-94《原油凝点测定法》[7]。它们均以试管倾斜时液面是否移动作为油样失去流动性的判据。SY/T 0541-94是将试管水平放置5s而试样不流动时的最高温度作为凝点，而GB/T 510是将试管倾斜45°并保持1min后试样不流动时的最高温度作为凝点。
论文采用SY/T 0541－94《原油凝点测定法》测量原油的凝点。所用的实验仪器为上海昌吉地学仪器厂生产的SYD-510型凝点测量仪。
所测凝点都是室温（约25℃）装样后，直接静置冷却测量得到的凝点。通过凝点测量仪，可以保证降温速率保持在0.5～1℃/min。详细的凝点测量流程见图2.3.1。
组成北疆混合原油、吐哈混合油各区块油样的凝点测试结果见表2.3.1。三种混合原油的凝点测试结果见表2.3.2。由表2.3.1可知，除温米原油的凝点为-3℃，其它各区块原油的凝点均高于10℃。由表2.3.2可知，塔里木原油的凝点为-10℃，北疆混合原油和吐哈混合原油的凝点较高，约11℃左右。仅由凝点可以判断，在较低温度（<15℃）下，塔里木混合原油的可流动性要比另两种混合原油好得多。

图2.3.1 SY/T 0541－94《原油凝点测定法》测量流程
表2.3.1 吐哈、北疆各油田（区块）油样的凝点
油田
原油名称
凝点（℃）
吐哈油田
丘陵
12
温米
-3
鄯善
14
吐鲁番
12
北疆油田
采油二厂
10
火烧山和北十六
15
陆梁
18

表2.3.2 三种混合原油凝点测试结果
原油
北疆混合原油
吐哈混合原油
塔里木混合油
凝点（℃）
12
11
-10

2.3.2粘温曲线
原油粘度的测定执行中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T 0520－93《原油粘度测定——旋转粘度计平衡法》[8]。原油粘温关系的确定执行中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T 7549-2000《原油粘温曲线的确定－旋转粘度计法》[9]。
用于粘度测量的实验仪器为配有HAAKE C25P循环水浴的HAAKE VT550同轴圆筒旋转粘度计。
（1）同轴圆筒旋转粘度计测量原理
如图2.3.2所示，同轴转筒式粘度计的测量原理是由已知旋转速率（n，单位r·min-1）的马达驱动转子转动，靠扭矩测量装置的Md（Ncm）数据，再根据式2.3.1，换算得到粘度数值。

图2.3.2 同轴转筒式粘度计示意图
（2.3.1）
式中，f和M都是对应不同测量转子和转筒的数据，由仪器厂商[10]提供。
通过对无限长同轴圆筒夹缝中流体做层流运动时夹缝内剪切速率的分布以及流体所受到的剪切应力的分布的计算，可以得到旋转式同轴圆筒粘度计的测量原理。当然，这一理想化的模型实际上忽略了端面效应的影响。
设同轴圆筒的旋转方式为内筒转，外筒不转，内筒半径为Rb，外筒半径为Rc。则内筒外壁处流体的速度为转速n，外筒内壁出流体的转速为0。如果假设测量得到的扭矩为Md，那么距中轴线为r的某一层流体所受到的剪切应力应该是[11]：
（2.3.2）
采用平均值原理计算夹缝内液体所受剪切应力的平均值为：
（2.3.3）
考虑到仪器对扭矩采用的单位是Ncm，不同于SI制的Nm，所以仪器参数：
（2.3.4）
易知，在这种状态下的，夹缝内的剪切率分布为：
（2.3.5）
而
（2.3.6）
那么
（2.3.7）
代入，得
（2.3.8）
由边界条件得
（2.3.9）
（2.3.10）
即
（2.3.11）
代入（2.3.5）式，可得
（2.3.12）
采用平均值原理：
（2.3.13）
考虑考虑到仪器对扭矩采用的单位是r/min，不同于SI制的1/s，所以仪器参数：
（2.3.14）
此外，为了屏蔽转子的端面效应给原油测粘带来的影响，仪器厂商对仪器参数f和M在计算值的基础上进行了微调。
（2）原油粘度及粘温曲线的测量步骤
原油粘度的测定步骤执行中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T 0520－93《原油粘度测定——旋转粘度计平衡法》。
和凝点测试一样，须注意装样前应把油样和粘度计预热到相同的温度，以避免油品经历骤热或骤冷影响其测试结果。装样温度一般比测试温度高5～10℃，那么要求控制恒温循环水浴以（0.5～1℃）/min的速度降至测试温度后，在此温度下恒温10min以上，才能进行油品的测试。
当预先无法判定所测油品是牛顿体还是非牛顿体时，按剪切率从低到高的方法，采用多个剪切速率（50s-1，100s-1，150s-1，250s-1，300s-1）进行测定。而且，考虑到非牛顿流体一般具有触变性，对每一个测量段，都给了2min以上的剪切测量时间。
在得到了5组对应的和数据以后，对不具有屈服值的非牛顿流体采用Power-Law本构方程（）进行数据拟合，得到不同剪切率下原油的粘度。
原油粘度测试规范对实验结果重复性的要求为：“对同一操作者，在同一实验室使用同一仪器，按方法规定的步骤，在连续的时间里，对同一试样进行重复测定，对非牛顿流体，要求两个结果之差不得超过平均值的15％，对牛顿流体，要求两个结果之差不得超过平均值的6％”。
原油粘温关系的确定执行中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T 7549-2000《原油粘温曲线的确定－旋转粘度计法》，测试温度范围为凝点到50℃，如果原油的凝点低于2℃，测试温度范围为2℃～50℃。
（3）各区块原油的的流变参数测量结果
组成吐哈混合原油、北疆混合油各区块油样的流变参数测试结果见表2.3.3～表2.3.9，粘温曲线见图2.3.3～图2.3.9。
表2.3.3 丘陵原油流变参数
温度，
℃
稠度系数K，
mPa·sn
流动行为
指数，n
粘度，mPa·s
20 s-1
50 s-1
100 s-1
50
1.75
1
1.75
40
2.42
1
2.42
30
3.44
1
3.44
25
4.13
1
4.13
20
5.00
1
5.00
15
18.85
0.9606
16.75
16.16
15.72
14
57.31
0.7742
29.14
23.69
20.26
13
99.10
0.715
42.20
32.50
26.67
12
202.14
0.6254
65.81
46.69
36.01

图2.3.3 丘陵原油粘温曲线

表2.3.4 温米原油流变参数
温度，
℃
稠度系数K，
mPa·sn
流动行为
指数，n
粘度，mPa·s
50
1.19
1
1.19
40
1.29
1
1.29
30
1.55
1
1.55
25
1.70
1
1.70
20
1.91
1
1.91
15
2.21
1
2.21
10
2.73
1
2.73
8
3.19
1
3.19
5
4.06
1
4.06
2
5.95
1
5.95

图2.3.4 温米原油粘温曲线

表2.3.5 鄯善原油流变参数
温度，
℃
稠度系数K，
mPa·sn
流动行为
指数，n
粘度，mPa·s
20 s-1
50 s-1
100 s-1
50
2.19
1
2.19
40
2.66
1
2.66
30
3.29
1
3.29
25
3.88
1
3.88
20
4.69
1
4.69
19
6.78
0.9762
6.31
6.18
6.08
17
12.08
0.9407
10.11
9.58
9.19
15
29.58
0.8758
20.39
18.20
16.70

图2.3.5 鄯善原油粘温曲线

表2.3.6 吐鲁番原油流变参数
温度，
℃
稠度系数K，
mPa·sn
流动行为
指数，n
粘度，mPa·s
20 s-1
50 s-1
100 s-1
50
5.49
1
5.49
40
5.81
1
5.81
30
6.32
1
6.32
25
6.61
1
6.61
20
7.01
1
8.40
19
14.70
0.9264
11.79
11.02
10.48
18
19.14
0.8985
14.12
12.87
12.00
17
26.56
0.8636
17.65
15.57
14.17
16
39.81
0.8189
23.14
19.60
17.29
15
83.89
0.7321
37.60
29.41
24.43

图2.3.6 吐鲁番原油粘温曲线

表2.3.7 克拉玛依采油二厂原油流变参数
温度，
℃
稠度系数K，
mPa·sn
流动行为
指数，n
粘度，mPa·s
20 s-1
50 s-1
100 s-1
50
7.45
1
7.45
40
10.50
1
10.50
30
15.47
1
15.47
25
18.80
1
18.80
20
22.75
1
22.75
15
43.34
1
43.34
14
93.36
0.8809
65.35
58.59
53.95
12
188.66
0.8121
107.45
90.46
79.41
10
363.33
0.7257
159.75
124.24
102.73

图2.3.7 克拉玛依采油二厂原油粘温曲线

表2.3.8 火烧山∶北十六原油流变参数
温度，
℃
稠度系数K，
mPa·sn
流动行为
指数，n
粘度mPa·s
20 s-1
50 s-1
100 s-1
50
15.03
1
15.03
40
25.9
1
25.90
30
46.255
1
46.26
28
58.176
0.9860
55.79
55.08
54.54
25
79.465
0.9690
72.42
70.39
68.89
22
129.76
0.9282
104.65
97.98
93.23
20
199.47
0.8879
142.57
128.65
119.04
16
1028.1
0.6772
390.90
290.81
232.51

图2.3.8 火烧山∶北十六原油粘温曲线

表2.3.9 陆梁原油流变参数
温度，
℃
稠度系数K，
mPa·sn
流动行为
指数，n
粘度，mPa·s
20 s-1
50 s-1
100 s-1
50
8.31
1
8.31
40
11.60
1
11.60
30
18.58
1
18.58
25
23.70
1
28.40
24
41.64
0.9275
33.51
31.36
29.82
22
61.99
0.8851
43.94
39.55

36.52
20
115.17
0.8122
65.62
55.24
48.50
18
245.32
0.7621
120.29
96.73
82.02

图2.3.9 陆梁原油粘温曲线
（4）混合原油的流变参数测量结果
三种混合原油的流变参数测试见表2.3.10～表2.3.12，粘温曲线见图2.3.10～图2.3.12。由粘温曲线数据，还可以判断出各混合原油的反常点，列于表2.3.13。

图2.3.10 北疆混合原油粘温曲线

表2.3.10 北疆混合原油流变参数
温度，℃
稠度系数K，mPa·sn
流动行为指数，n
粘度，mPa·s
20 s-1
50 s-1
100 s-1
50
9.76
1
9.76
40
12.20
1
12.20
30
18.46
1
18.46
25
21.52
1
21.52
20
27.14
1
27.14
19
48.95
0.9361
40.42
38.12
36.47
17
92.11
0.8716
62.70
55.74
50.99
15
206.84
0.7832
108.04
88.57
76.21
12
1373.10
0.5347
340.67
222.42
161.10

图2.3.11 吐哈混合原油粘温曲线

表2.3.11 吐哈混合原油流变参数
温度，℃
稠度系数K，mPa·sn
流动行为指数，n
粘度，mPa·s
20 s-1
50 s-1
100 s-1
50
3.04
1
3.04
40
3.66
1
3.66
30
4.18
1
4.18
25
4.98
1
4.98
20
5.95
1
5.95
17
10.84
0.9480
9.28
8.85
8.53
15
59.13
0.7212
25.65
19.87
16.37
12
254.14
0.5649
69.02
46.33
34.27

图2.3.12 塔里木混合原油粘温曲线
表2.3.12 塔里木混合原油流变参数
温度
稠度系数K，mPa·sn
流动行为指数n
粘度，mPa·s
20 s-1
50 s-1
100 s-1
50
8.47
1
8.47
40
10.04
1
10.04
35
12.02
1
12.02
30
14.36
1
14.36
25
16.71
1
16.71
20
21.07
1
21.07
15
27.58
1
27.58
12
34.32
1
34.32

10
40.15
1
40.15
8
45.84
1
45.84
5
88.62
0.9417
74.42
70.55
67.75
2
139.99
0.9155
108.68
100.59
94.86
表2.3.13 三种混合原油的反常点
原油名称
北疆
吐哈
塔里木
反常点（℃）
19
17
8
由三种混合原油的粘温数据可以看出：
（1）塔里木混合原油在2~50℃温度范围内的流动性质最好，反常点为8℃。在50℃～8℃范围内，原油表现为牛顿流体，粘度由8.47mPa·s逐渐增长为45.84mPa·s。在低于8℃的5℃和2℃温度点，原油性质可用Power-Law本构方程描述，在2℃时，其n值为0.9155，非牛顿性质不是很强。
（2）由于其组成的特点（含蜡量较高，胶质沥青质含量低），尽管吐哈混合原油的反常点较高，为17℃，但在反常点以上，其粘度很低，不超过6mPa·s。但其凝点也比较高，为11℃，测量发现，在12℃，用Power-Law本构方程描述其流变性，n值为0.5649。
（3）在50℃～2℃温度范围内，北疆混合原油粘度变化比较大，反常点也比较高，为19℃。在反常点以上，原油粘度9.76～27.14mPa·s范围内变化；反常点以下各温度，原油性质可用Power-Law本构方程描述，在凝点附近的12℃，20s-1下其表观粘度达到340.67mPa·s，是三种混合原油中粘度最大的。
众所周知，含蜡原油的流动性参数（凝点、粘度等）与其经历的热历史、剪切历史密切相关[12~15]。与现场取得的新鲜油样相比，实验所用油样经历了公路运输、以及测试前在室内的存放近1年等过程。在这些过程中原油经历的复杂的热历史和剪切历史不可避免地对原油流动性参数造成影响。一般地，原油的凝点、粘度等会随存放时间的延长而逐渐升高[16]，因此与现场取得的新鲜油样相比，论文的凝点和粘度等流动性测试结果可能偏保守。

第3章 西部原油管道实现直接常温输送的可行性分析 第 30 页
第3章 西部原油管道实现直接常温输送的可行性分析
由于西部原油管道要输送的三种原油性质差异比较大，为了达到下游石化企业对原油品质的要求，所采用的管输工艺为三种原油的顺序输送。那么，三种原油各自的流动性质都对管道能否实现常温输送产生制约。
在输送过程中原油能够保持流动性和停输一段时间后管道能够重新启动是判断管道是否能够安全运行的两个必要条件，即“有之未必然，无之必不然”。
根据北疆、吐哈、塔里木三大油田原油的流动性参数测试结果，结合西部原油管道的地温资料，对第一个必要条件进行了详细的论述，并以此为判据来判断其能否实现常温输送。
3.1 管道常温输送可行性分析的三个约束条件
现行技术规范SY/T 5536-2004《原油管道运行规程》规定，“输油管道所输原油或改性处理的原油进站最低温度应高于其原油凝点以上3℃”。
在此基础上，分别按以下三个约束条件对管道实现常温输送的可行性进行分析：
① 原油凝点低于管道埋深处最低地温；
② 原油凝点比管道埋深处最低地温低2℃；
③ 原油凝点比最低进站油温低3℃。
3.2 以“凝点低于管道埋深处最低地温”为判据进行可行性分析
以“原油凝点低于管道埋深处最低地温”作为对管道能否常温输送可行性分析的判据，就是说，在某一月份，只要北疆、吐哈或塔里木三种混合原油中有一种原油其凝点高于管道埋深处的最低地温，管道就不能实现常温顺序输送，而必须采用改性常温输送或加