含蠟原油是指含蠟量在2.5%~10%之間的原油。在原油生產中有些區塊生產的原油含有較高的石蠟成分，稱之為含蠟原油。含蠟原油一般都含有很高的石蠟成分，在溫度低於傾點時會產生凝膠結構。在生產和運輸過程中，石蠟會隨著油溫下降而產生沉澱。儲存的原油會在後續操作中產生有害影響。因此，含蠟原油的流變學行為對溢油回收方案的選取有至關重要的影響。
基本介紹
- 中文名：含蠟原油
- 外文名：Waxy crude oil
- 含蠟量：2.5％~10％
- 反應：石蠟會隨著油溫下降而產生沉澱
- 特點：含蠟量較高、凝固點高
- 影響：含蠟原油組成的影響等
介紹,凝點特徵,輸送工藝,影響,歷史效應,
介紹
我同油田所產原油，大多屬含蠟原油。據統計，含蠟量高於10%的原油約占全國原油總產量的90%。原油特別是含蠟原油是一種複雜的多組分混合物。在常溫常壓下，它是以氣、液、固相共存的膠狀懸浮體系。當原油中的分散相（或稱膠凝物）的濃度增大時，原油的流變行為產生異常，即呈現非牛頓特性，流變學是近代發展起來的一門新興邊緣學科，其研究對象是力學特徵複雜的物料。原油特別是含蠟原油屬複雜物料，具有複雜的流變性質。日前，石油工業中常用凝點、黏度及屈服值三個指標來綜合衡量原油在一般工程套用溫度範圍內的流變性質。
凝點特徵
凝固點是原油低溫流變性的特徵表征參數之一。如下圖，大慶原油和中原原油是典型的高含蠟原油。
我國比較典型的幾種含蠟原油從表中可見，含蠟原油的顯著特點是含蠟量較高、凝固點高。
根據含蠟原油的流變特徵可以看出，含蠟原油原油具有高凝固點、高黏度的特點，這給儲運工作帶來以下幾個方面的問題。
1、由於原油的凝固點比較高，一般在環境溫度下就失去流動性或流動性很差，因而不能直接常溫輸送。
2、在環境溫度下，含蠟原油即使能夠流動，其視黏度也很高。因此常溫輸送時摩阻損失都很大，是很不經濟的。
3、高凝高黏原油給儲運系統的運行管理也帶來了某些特殊問題，主要有儲罐和管道系統的結蠟問題和管道停輸後的再啟動問題。
為了保證原油輸送管道安全的運行，我國一度普遍採用的工藝方法是加熱輸送。雖然行之有效，但它需要昂貴的投資，耗費大量燃料，經營費用高，而且管道內的原油受環境溫度的影響，容易造成事故，同時還存在停輸再啟動難的問題。據不完全統計，加熱管輸的燃料動力消耗約占輸油成本的1/3。所以，研究人員不斷探求著能夠改善含蠟原油流變性實現安全節能輸送的輸油工藝。日前，在含蠟原油k距離輸送中套用的流變性改善節能輸送工藝主要有熱處理輸送丁藝、添加降凝劑輸送工藝以及摻和輕油稀釋輸送工藝等。
輸送工藝
所謂含蠟原油的熱處理就是將含蠟原油加熱到一定溫度，使其中的蠟晶充分溶解，膠質、瀝青質充分游離，隨後以一定的冷卻速度和冷卻方式進行冷卻，以改善原油中的蠟晶結構，最終改善含蠟原油的低溫流變性，從而實現含蠟原油的常溫輸送或少加熱輸送。
通過對熱處理的描述可見，含蠟原油熱處理未添加任何藥劑，只是通過一些工序改變含蠟原油的低溫流變性而已、閱此，討論影響含蠟原油熱處理輸送的影響因素就是討論含蠟原油流變性的影響因素。其中最根本的是含蠟原油組成的影響，其次是含蠟原油的歷史效應。
影響
使原油產生異常流動性的主要物質如下。
1、蠟
蠟分為石蠟和地蠟。當溫度降低時，原油中析出的白色片狀或帶狀結晶是石蠟。石蠟分子的碳原子數為16~35，即C16~C35，相對分子質量約為300~450。單個固態石蠟熔點約為30~70℃。固態石蠟的密度約為0.865~0.94g/cm3。其溶解度與溫度有關，當溫度降低時，石蠟在甲烷族中的溶解度急劇下降。
2、膠質和瀝青質
迄今為止，關於膠質、瀝青質，國際上並沒有統一的分析方法和明確的定義，人們對膠質特別是瀝青質的結構尚未完全了解。目前一般把石油中不溶於非極性低分子正構烷烴而溶於苯的物質稱為瀝青質，它是原油中相對分子質量最大、極性最強的非烴組分。膠質，作為瀝青質在原油中存在的穩定劑，是原油中相對分子質量和極性僅次於瀝青質的非烴組分，其相對分子質量在500~1000之間或更大。膠質、瀝青質是天然的原油降凝劑。
歷史效應
大量研究表明，含蠟原油的低溫流變性依賴於原油所經歷的各種歷史，如熱歷史、冷卻速率大小、剪下歷史、老化等等，因為這些外部因素能對含蠟原油的內部結構特別是蠟晶結構產生較大的影響，這一特點被稱為含蠟原油的歷史效應。
1、熱歷史的影響
熱歷史是指原油在某一特定流變性表現以前所經歷的各種溫度及其變化過程，包括加熱溫度、重複加熱和重複加熱次數等。
眾所周知，原油被加熱，油中存在的蠟晶顆粒會部分或全部溶解，具備了重新結晶的先決條件，並可以使瀝青質高度分散，膠質稀化，加速分子的熱運動。在其他條件相同的情況下，這種複雜的體系被冷卻，逐漸形成與之對應的流變體結構，將因加熱溫度的不同而呈現不同的流變性。
2、冷卻速度的影響
加熱溫度是原油中石蠟可能重新結晶的先決條件，冷卻速率的快慢則可改變原油中石蠟顆粒的形態，巨觀上呈現出不同的流變性。這是因為高溫下的原油在冷卻過程中，由於蠟的飽和度的下降，蠟將以結晶的形式析出長大，但這要經過兩個步驟：一是晶核的形成，二是在晶核上蠟析出長大；而冷卻速度的不同將影響到晶核的生成速度和蠟晶的生長速度的相對大小。一般急冷能使晶核的生成速度過大，使原油中產生大量的細小結晶，導致低溫下形成緻密的蠟晶結構，使原油的低溫流變性惡化。若蠟晶的生長速度較之晶核的生成速度較大，在一定的蠟晶濃度下，蠟晶的數目小而蠟晶的尺寸大，低溫流變性好。
另外，冷卻速率也會影響膠質、瀝青質對蠟晶的分散、抑制作用，因而存在一個最優冷卻速度。但冷卻速率對含蠟原油低溫流變性的影響還存在如下幾個特點：
(1)在高於蠟晶析出的溫度或析蠟點的溫度範圍內的冷卻速度對原油低溫流變性基本沒有影響；
(2)不同的含蠟原油其組成不同，流變性對冷卻速度的敏感程度也不同。
(3)同一種含蠟原油，由於蠟分子大小分布不同，蠟的溶解度也隨溫度變化，因此不同的溫度區間對冷卻速度的感受性不同。
3、剪下歷史的影響
剪下歷史是指含蠟原油在特定流變性表現以前所經受的各種剪下經歷。
管輸過程中的含蠟原油所經受的剪下歷史大體分為兩大類，一類為短時間的高速剪下，如過泵剪下；第二類為長時間的中低速剪下，如管流剪下。試驗表明，在析蠟高峰區範圍內，不僅過泵高速剪下，而且管流的持續中低速剪下也會使原油的低溫流變性變差，甚至緩慢中低速剪下的影響超過高速剪下影響；在高於析蠟點的溫度下，兩種剪下歷史對原油的低溫流變性均無影響或基本無影響；在原油中的蠟已基本析出或大部分析出的低溫下，高速剪下能極大地破壞蠟晶結構，反而使原油的低溫流變性變好。
