油品减阻剂减阻机理及其效果预测研究现状
浅析减阻剂在输油管道运行中的减阻节能作用
浅析减阻剂在输油管道运行中的减阻节能作用在原油和成品油管道中添加减阻剂，是输油系统降低管道能力消耗，提升特定地段管道流通能力的重要措施之一。
文章介绍了减阻剂的减阻机理，并通过国外输油管道应用实例阐述了减阻剂在输油管道中减阻和增输的用途，分析了在输油管道上应用减阻剂的优势。
标签：减阻剂；输油管道；减阻；增输引言流体在管道中流动与管壁产生摩擦阻力，导致系统能量消耗，降低管道输送量。
通过在输送的流体中添加高分子聚合物，在紊流状态下减小流动阻力从而降低能量消耗的方法称之为高聚物减阻法。
用于降低流体流动阻力的高聚物化合物称为减阻剂（drag reducing agent），简称DRA。
减阻剂是油品管道输送系统中的重要组成，在提高管道输送能力和降低能量消耗方面发挥着重要作用。
1 减阻剂的减阻机理减阻剂通过改变管道中流体的流动状态，具体通过影响湍流场的宏观表现来实现减阻作用。
减阻作用只是单纯的物理作用，减阻剂不与油品物质发生化学反应，所以不影响油品的化学性质，只对其流动特性产生影响。
减阻剂进入流体中后，由于其具有粘弹性，分子链沿流体流向方向自然伸展，从而对流体分子的运动产生影响。
减阻剂分子受到流体分子径向作用力，发生扭曲变形的同时，因其分子间引力而对流体分子产生反作用力。
受到该反作用力的影响，流体分子作用力方向和大小发生改变，一部分径向作用力转变为顺流向的轴向作用力，无用功的消耗降低，宏观上起到减少摩阻损失的作用。
2 输油管道应用减阻剂后的减阻与增输2.1 减阻剂减阻与增输的含义在管道输油过程中加入减阻剂，产生的影响有两个方面：（1）降低能量损耗。
在原定输量一定的情况下，流体摩擦阻力降低，减少管道沿程压力损失，输送泵能耗降低，不仅节约了能量，还可以改换成扬程较低的泵输油。
（2）增加输送量。
在原定压力一定的情况下，流体摩擦阻力降低，从而使得管道输送量得以增加。
一般情况下，在管道中使用减阻剂的主要原因是为了增加管道的输送量。
原油减阻机理
原油减阻机理1. 引言原油减阻是指通过添加特定的化学物质或使用物理手段，降低原油在管道中的粘度，从而减少管道输送过程中的摩擦损失和能量消耗。
原油减阻技术在石油工业中具有重要的意义，可以提高管道输送效率、降低能耗、延长设备寿命，对于保障石油供应和节约能源具有重要作用。
本文将介绍原油减阻的机理，主要包括添加剂减阻和物理手段减阻两个方面。
2. 添加剂减阻2.1 聚合物添加剂聚合物添加剂是一种常用的原油减阻剂。
聚合物在原油中形成一层薄膜，并与原油分子发生相互作用，从而改变原油的流动性质。
聚合物添加剂可以通过以下方式实现原油减阻：•降低摩擦系数：聚合物与管壁之间形成一层保护膜，降低了摩擦系数，使得原油在管道中的流动更加顺畅。
•改善流变性：聚合物可以改变原油的流变性质，使得其表现出较低的粘度和较高的流动性。
•抑制结垢：聚合物添加剂可以抑制原油中的结垢物质的生成，减少管道堵塞的风险。
•提高泵送能力：聚合物添加剂可以增加原油的泵送能力，提高管道输送效率。
2.2 表面活性剂表面活性剂是另一种常用的原油减阻剂。
表面活性剂能够降低原油与管道壁之间的摩擦力，并形成一层薄膜来改善原油的流动性。
表面活性剂添加剂可以通过以下方式实现原油减阻：•降低界面张力：表面活性剂能够降低原油与管道壁之间的界面张力，使得原油在管道中更容易流动。
•增加润滑性：表面活性剂能够增加原油与管道壁之间的润滑性，减少摩擦损失。
•抗氧化作用：表面活性剂可以抑制原油中的氧化反应，减少管道内部的腐蚀和沉积物的生成。
3. 物理手段减阻除了添加剂减阻外，物理手段也可以用于原油减阻。
3.1 超声波技术超声波技术是一种应用广泛的物理手段减阻技术。
超声波通过振动作用，可以改变原油分子之间的相互作用力，从而降低原油的粘度和摩擦阻力。
超声波技术可以通过以下方式实现原油减阻：•破坏分子结构：超声波振动可以破坏原油分子之间的结构，使得其流动性更好。
•提高传热效率：超声波振动可以提高原油内部的传热效率，使得温度更加均匀，进一步降低粘度。
原油管道减阻技术研究进展
原油管道减阻技术研究进展作者：王瑜来源：《中国科技博览》2014年第35期[摘要]添加减阻剂是输油生产中提升管道输送能力常用的一种输送工艺，添加减阻剂后一定程度上提升了管道输送能力，能够满足炼化企业原油加工量的需求，方便了生产运行的调节和管理。
文章介绍了减阻剂减阻效果的影响因素、减阻效果分析以及减阻剂的开发与应用。
[关键词]原油；管道；减阻中图分类号：TE869 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）35-0095-01近20年来，减阻剂在国外管道输送方面得到了广泛应用。
先后研制出了聚氯乙烯、乙烯-丙烯共聚物、聚甲基丙烯酸等一系列油溶性减阻剂。
美国应用减阻技术处理突发输油管路事故，成功实现了越站输送，并大大提高了输油能力。
当油田产量增加后，采用减阻技术和更换大排量离心输油泵的方法，可以省去修建复线工程，节约时间和投资。
我国从70年代开始进行这一方面研究，小试取得了一定成绩。
引进的减阻添加剂，在东黄输油管线和铁-大输油管线上得到了很好的试验结果。
一、概述随着石油工业的发展，原油及各种燃料油的管道输送量日益增加，降低管路系统的摩擦阻力，提高输送量，对节约能源和投资，加速原油的开发利用，都具有重要意义。
原油管道减阻主要有两种途径：减阻剂减阻和管道涂层减阻。
其中，管道涂层减阻技术，需要对管道进行内涂敷，减阻工艺复杂，减阻效果不佳。
所以，原油管道减阻主要采用减阻剂减阻。
减阻剂减阻是向流体注人减阻剂，通过减阻剂在管壁上形成的化学剂涂层，使接近管壁的流体紊流减弱，从而降低流体流动阻力。
该方法与管道涂层减阻相比除了具有工艺简便、有效的特点外，还可以在管道达到最大输量后不进行设备增输改造的条件下增加输量，具有显著的经济效益。
笔者综述了减阻剂的种类、研制概况、合成、在原油管道的应用以及它的发展前景。
二、减阻剂减阻效果的影响因素1.添加浓度。
减阻剂的添加浓度影响其在管道内形成弹性底层的厚度，浓度越大，弹性底层越厚，减阻效果越好。
减阻剂研究概述
人工智能、大数据等智能化技术有望在减阻剂性 能预测、优化设计等方面发挥重要作用，提高研 究效率和应用水平。
06
结论与建议
研究成果总结
01
减阻剂能有效降低流体在管道中的摩擦阻力，提高流体的输送效率。
02
不同类型的减阻剂在不同流体和管道条件下具有不同的减阻效果，需 要根据实际情况进行选择。
复合型减阻剂
将不同类型减阻剂进行复合，发挥各自优势，提高综 合减阻效果。
03
减阻机理与方法
边界层控制理论
边界层概念
在流体与固体壁面之间形成的薄层，其中流体速度从零逐渐增加 到主流速度。
边界层分离
当边界层内的流体受到逆压梯度作用时，流体会从壁面分离，形成 涡旋和阻力。
减阻方法
通过改变边界层内的流动状态，如增加壁面粗糙度、引入吹气或吸 气等方式，可以延缓边界层分离，从而降低阻力。
数值模拟精度有待提高
数值模拟方法虽然具有成本低、周期短等优点，但目前数值模拟精度仍有待提高，特别 是对于复杂流动和新型减阻剂的模拟预测。
未来发展趋势预测
1 2 3
新型减阻剂研发
随着材料科学和纳米技术的发展，未来有望研发 出性能更优、环境友好的新型减阻剂。
多学科交叉融合
减阻剂研究涉及流体力学、化学、材料科学等多 个学科领域，未来多学科交叉融合将成为推动减 阻剂研究发展的重要趋势。
表面活性剂减阻剂
界面活性
01
表面活性剂能降低流体与固体壁面间的界面张力，减少流动阻
力，提高流体的流动性。
吸附作用
02
表面活性剂在固体壁面上形成吸附层，改变壁面润湿性，降低
摩擦阻力。
泡沫与乳状液
03
部分表面活性剂可形成泡沫或乳状液，进一步降低流动阻力。
减阻剂
(1)大幅度节省新建管线建设投资。新 管线设计中一个重要的依据就是管道的 年 输量，但对管道年输量影响因素有许 多是 不确定的。如对油田储量的估测不 可能做 到十分精确，市场条件要求管道 输量的变 化及油品种类的改变等等。这 一些不确定 的因素，可根据相对经济的 数据作为设计 依据，留下一部分设计余 量，用减阻剂来平 衡这部分余量。减小 管径、压缩泵站建设规 模可大大节省新 管线的建设投资。
2 输油管道应用减阻剂后的减阻与 增输
2 ．1 减阻剂减阻与增输的含义 在管道输油过 程中加入减阻剂，可以 有两个方面的作用： (1)在原定输量不变的条件下，降低油 流摩阻， 减少管道沿程压头损失，从而降低了泵的动力消 耗，节约了能量,可以改换成 扬程较低的泵输油。 (2)在原定压力不变的条件下，由于油 流摩阻降 低，而输量增加；在多数情况下， 使用减阻剂 是为了增加管道的输量，增输 是由于减阻的作 用而实现的。
2．3 减阻剂的应用和减阻增输效果 2．3．1 输油管道适于应用减阻剂的 情况 减阻剂发展到目前阶段，多在下列情 况下， 作为一种短期的、权宜性的或特殊处 理手段 而采用： ①季节性输油任务的波动； ②暂时性的输油任务的高峰； ③根据市场需求时增加输量(这种情况 在国外 尤为多见)； ④管道超过额定输油能力，暂时来不 及扩建， 或在一定的超额范围内不准备扩 建；
1 减阻剂的减阻机理
减阻作用是—种特殊的湍流现象，减 阻 效应是减阻影响湍流场的宏观表现。它 是 一个纯物理作用。减阻剂分子与油品的 分 子不发生作用，也不影响油品的化学性 质， 而只与其流动特性密切相关。减阻剂加入到 管道以后，靠本身的粘 弹性，分子长链顺 流向自然拉伸，其微元直 接影响流体微元 的运动。来自流体微元的 径向作用力作用 在减阻剂微元上，使其发 生扭曲，旋转变 形。减阻剂分子间引力抵抗 上述作用力反 作用于流体微元，改变了流体微元作用力的 大小和方向， 使一部分径向力转变为顺流 向的轴向力， 从而减少无用功的消耗，宏 观上起到减少 摩阻损失的作用。
杨志远-中国石油化工标准与质量-减阻剂在输油管道运行中的减阻节能与增输作用研究
减阻剂在输油管道运行中的减阻节能与增输作用研究西南石油大学邮编：610500摘要：原油本身就是一个黏度较高的物质，其在输油管道中的流动状态被摩擦阻力严重受到限制，造成能量消耗增加、管道输量降低。
在这种情况下，采用少量的化学添加剂来有效降低管道系统的摩阻，对于加速原油开发利用、安全输送、节约投资、节约能源消耗、提高输送量具有极为重要的作用和意义。
本文首先阐述了减阻剂的减阻增输机理，其次，分析了影响减阻剂减阻增输效果的因素，同时，就减阻剂在国内外输油管道中的应用进行了深入的探讨，具有一定的参考价值。
关键词：减阻剂；输油管道；应用1.前言随着我国国民经济的快速发展，社会对于石油产品的需求越来越旺盛，从而也导致利用输油管道来输送原油的输量也得到了大幅度上升。
而原油本身就是一个黏度较高的物质，其在输油管道中的流动状态被摩擦阻力严重受到限制，造成能量消耗增加、管道输量降低。
在这种情况下，采用少量的化学添加剂来有效降低管道系统的摩阻，对于加速原油开发利用、安全输送、节约投资、节约能源消耗、提高输送量具有极为重要的作用和意义，而这种能够有效降低流体流动阻力的化学添加剂被称为减阻剂，本文就减阻剂在输油管道运行中的减阻节能与增输作用进行探讨。
2.减阻剂的减阻增输机理减阻作用是一个纯物理作用，也是—种特殊的湍流现象。
减阻剂分子一般只与流动特性息息相关，而对于油品的化学性质不会造成影响，也不会与油品分子发生作用。
输油管道运行中加入减阻剂，减阻剂利用本身的粘弹性来对流体微元运动造成影响。
在减阻剂微元上作用来自流体微元的径向作用力，使减阻剂微元发生扭曲变形。
减阻剂分子间引力抵抗上述作用力反作用于流体微元，改变了流体微元作用力的大小和方向，使一部分径向力转变为顺流向的轴向力，从而减少无用功的消耗，宏观上起到减少摩阻损失的作用。
使用减阻剂在很大程度上是为了增输，这是由于在既定压力保持不变的前提下，输油管道的油品输量会随着油流摩阻降低而大幅度增加。
管道减阻剂在原油管道运输中的应用
管道减阻剂在原油管道运输中的应用摘要：在原油的管道运输中，减阻剂的加入可以有效降低原油的流动摩阻，增加输送量。
本文结合延长石油管道运输中减阻剂的应用实例，阐述了管道减阻剂在原油输送中的减阻增输效果。
关键词：减阻剂延长石油减阻增输原油在进行管道运输时，管道中的原油由于摩擦阻力的存在而限制了其在管道中的流动，造成了管道运输效率的降低，增加了能量消耗。
减阻剂的注入可以在不改变管道运行方式的条件下，有效的降低管道中流体的摩擦阻力，提高管道的输送能力。
管道减阻剂是一种可以降低流体流动摩阻，增加输送量的高分子添加剂，对输送管道的增输、节能、提高经济效益有非常重要的作用。
一、管道减阻剂减阻机理原油在管道运输过程中，随着管道摩阻的增加，原油的层流部分将会逐渐减少，紊流部分将会增加。
处于紊流状态的原油中有很多漩涡，而这些旋涡是逐级变小的，旋涡的尺度越小，能量的粘滞损耗越大，旋涡的能量最终将被流体的粘滞力损耗掉，变成热能，因此处于紊流状态的原油需要消耗大量的管输能量[1]。
管道的中心区是紊流核心区，管内大部分流体处于这一区，只有靠近管壁的很少部分的液体运动为层流，这两者之间有一过渡区。
减阻剂就是通过改变管壁附近（过渡区）油分子的运动状态，使其向同一方向运动，以扩大已有的层流区，减少能量消耗，降低摩阻损失，以达到减阻增输的目的[2]。
同时，处于紊流状态下的原油中各级旋涡将能量传递给减阻剂分子，使其发生弹性变形，将能量储存起来，之后，减阻剂分子又将获得的能量还给油分子，以维持原油正常运输所必需的能量，达到减阻的目的[3]。
值得注意的是只有当原油处于紊流状态时，减阻剂才起减阻作用。
二、原油管道应用阻剂后的减阻增输效果减阻剂的减阻与增输即为：减阻：在原定输量不变的情况下，降低原油流动摩阻，减少管道沿程压力损失，从而减低泵的动力消耗，节约了能量，可以改换成扬程较低的泵输油。
增输：在原定压力不变的条件下，由于原油流动摩阻降低，而输量增加；在多数情况下，使用减阻剂是为了增加管道的输量，增输是由于减阻的作用而实现的。
原油减阻剂的研究概况
原油减阻剂的研究概况
宋昭峥;张雪君;葛际江
【期刊名称】《油气田地面工程》
【年(卷),期】2000(019)006
【摘要】减阻剂是一种高分子聚合物的化学制品,能减少液体在管道内流动的摩阻.减阻剂的使用,对输油管道的增输、节能降耗、提高经济效益和社会效益起到重要的作用.减阻剂的研究热点仍是开发新产品及新合成方法.通过改变单体种类、结构单元连接方式、序列分布和单体组分组成,可以合成品种众多的聚合物,为制备具有指定结构和预期性能的高分子聚合物减阻剂提供了可能性和可行性.
【总页数】3页(P7-9)
【作者】宋昭峥;张雪君;葛际江
【作者单位】石油大学,山东省东营市,257062;石油大学,山东省东营市,257062;石油大学,山东省东营市,257062
【正文语种】中文
【中图分类】TE4
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1.自旋探针法对原油减阻剂的研究 [J], 王立
2.缔合高分子型原油管输减阻剂的研究进展 [J], 岳为超;李孟;刘丽;徐吉展;王娜;叶天旭
3.姬惠原油管道添加减阻剂的现场试验研究 [J], 刘亮;王立涛;常元昊;吴世宏
4.阿独原油管道添加康菲减阻剂现场试验研究 [J], 孙云峰;殷炳纲;王中良;于涛;丁
俊刚;魏亮
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油气田开发中湍流减阻剂及其应用研究进展
理， 重点综述了
在油气田开发 的应用研究 展，并展
了纳米材 在
中的应用前 ，+# 国
油气田开发
的研发与应用提供 。
1湍流减阻剂研究进展
1.4减阻剂类型
前，油气田开发中用的
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大类。
5要 I
收稿日期0024-09N0 修改稿日期：2O2OC4C3 基金项* ：国家自然科学基金(51874330)；山东省自然科学基金(ZR2018MEE014) 作者简介：司晓冬(590-),男，河南商丘人，在读博士生，师从李明忠教授，研究方向为油田化学和储层改造新材料。电
国非常规油气的开发
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稠油破乳降粘减阻剂机理及应用探讨
稠油破乳降粘减阻剂机理及应用探讨发布时间：2021-03-26T12:00:11.337Z 来源：《中国科技信息》2021年3月作者：仉莉[导读] 稠油乳化降粘开采法，是近几年一直延续应用的一种稠油开采技术。
为了实现有效降低原油在井筒和管线运移阻力和粘度、降低掺水量,可研发新型稠油破乳降粘减阻剂。
中石化胜利油田分公司勘探开发研究院山东东营仉莉 257015摘要：稠油乳化降粘开采法，是近几年一直延续应用的一种稠油开采技术。
为了实现有效降低原油在井筒和管线运移阻力和粘度、降低掺水量,可研发新型稠油破乳降粘减阻剂。
本文主要是从稠油破乳降粘减阻剂作用机理出发进行降粘减阻效果测试和高温性能测试，探讨减阻剂的技术和应用情况。
关键词：稠油降粘；破乳减阻；降粘实践专家预测：本世纪上半叶石油开采的主要对象是稠油开采。
目前，我国辽河和胜利等油田的原油有相当部分属于稠油，储量有13亿吨。
这些稠油仅用热力学的方法开采难度非常大。
针对这种情况必须采取一些物理或化学的方法提高其流动性，才能进行开采。
稠油的流动性差是制约稠油生产的主要矛盾。
实践证明：采用蒸汽驱油与稠油破乳降粘减阻开采技术结合能更好的改善稠油的流动性，提高稠油采收率。
此法综合成本较低，经济效益较好。
稠油乳化降粘开采法，是近几年一直延续应用的一种稠油开采技术。
但此法在实际生产中尚存在一些技术和实用性问题。
如目前油田用的稠油乳化剂有些降粘减阻效果较差，有些不能适合低温，不能适应于正常添加其它药剂条件开采，不能耐高矿化度油井。
有些是使用剂量大，约在500～5000ppm左右，成本较高，经济效益低。
本项目研制的稠油破乳降粘减阻剂能适合低温、高温、高矿化度油井，又具有破乳、降粘、减阻性能且生产成本低，是稠油开采新技术。
1稠油破乳降粘减阻剂作用机理稠油破乳降粘减阻剂的作用机理是将制备好的稠油破乳降粘减阻剂按一定浓度加入到稠油中，由稠油破乳降粘减阻剂破坏稠油中的天然乳化膜，解开稠油中的油包水乳液（W/O）反相形成水包油（O/W）的稠油乳液，从而降低稠油粘度，减小流动阻力，使其易于采出。
论原油管道减阻技术研究进展
论原油管道减阻技术研究进展论原油管道减阻技术研究进展摘要：随着石油工业的不但发展，原油及各种油品的使用逐渐增多，然而我国的原油分布集中，大都通过管道实现原油运输。
但是较长的运输管道及原油粘度和含量问题，致使大量的原油管道运输不畅问题。
为解决之一问题，我国相关部门和机构进行了科学研究和严谨的科学实现分析，产生了一定的科技成果，如减阻剂减阻、降粘剂减阻、原油磁处理减阻等工艺用品或工艺。
但我国的原油管道减阻技术仍需进一步开发和前景。
关键词：原油管道运输减阻剂磁处理我国是世界第一人口大国，资源丰富，但是人均资源相对较少，远落后于世界其他国家。
而依据科学发展观理论，要实现社会的可持续发展，必须实现资源的可持续发展。
原油运输作为我国资源利用的一项重要环节，其有效性、高效性对于我国资源事业建设有着重要作用。
一、我国原油运输现状目前我国的原油大部分是通过管道运输实现资源分配。
管道运输速度快、运输便捷、安全性更高，由于我国所产原油大部分属于凝点较高的含腊原油或者粘稠的重质原油，运输过程中容易形成粘合和凝固现象，阻力大、能耗大，资源浪费现象较为严重。
而对于解决原油管道运输的消耗大问题，我国也从管道运输优化进行了相关的学术研究和科学实现。
目前我国原油管道运输减阻途径主要有管道图层减阻、减阻剂减阻和原油磁减减阻。
而涂层减阻技术需要对管道进行内涂敷，工艺复杂，效果不佳。
下面就原油管道运输减阻剂减阻技术和磁减减阻技术进行学术的研究和总结。
二、原油管道运输减阻剂减阻技术研究进展减阻剂是一种减少管道摩阻损失的化学添加剂，具有成本低、见效快、减阻效果明显和应用简便灵活的特点，通过减小原油流动阻力，可以达到增加输的目的。
1.减阻剂种类目前减阻剂按照亲水亲油科分为水溶性减阻剂和油溶性减阻剂。
水溶减阻剂主要用于循环水系统、循环冷却系统中得到了有效的应用。
而油溶性减阻剂，不仅可以应用于原油管道输送中，还可以用于石油产品输送中。
2.常见减阻剂合成工艺减阻聚合物的合成方法有两种：溶液聚合法和本体聚合法。
中国原油管道输送工艺介绍及降凝减阻剂的使用现状
•对现役管道进行完整性评价及管理。
学习改变命运,知 识创造未来
中国原油管道输送工艺介绍及降凝减阻剂的使用现状
•3.2 我国原油管道输送技术现状
•改造及新建管道采用密闭输油工艺 •大落差地段输油成功 •降凝剂、减阻剂性能达到国外同类产品水平 •管输综合能耗逐年下降，从 1995年的 556 kJ（t·km ）降到目前的 437 kJ/（t·km） •高凝高黏含蜡原油输送、低输量运行的加热及加剂综合 处理工艺达到世界领先水平 •90 年代后新建的管道，均采用 SCADA 系统，管道自动 化控制系统与管道同步投产。 •自行设计、制造的长输管道输油用高效泵效率可达84% •原油直接式加热炉效率达 91%
学习改变命运,知 识创造未来
中国原油管道输送工艺介绍及降凝减阻剂的使用现状
华中原油输送管道分布图
•总长约2500千米 年输油能力为1500万 吨
学习改变命运,知 识创造未来
中国原油管道输送工艺介绍及降凝减阻剂的使用现状
5.华北原油管网概况
• 华北地区有大港油田、华北油田，都敷设有外输原油管道，华北地区的炼化 企业，有地处北京燕山的东方红炼油厂和大港炼油厂、天津炼油厂、沧州炼油厂 、石家庄炼油厂、保定炼油厂、内蒙古呼和浩特炼油厂。 • 华北地区最早修建的原油主干线是秦皇岛至北京的秦京线，为北京东方红炼 厂供应原料油。大港至周李庄输油管线1968年建设，这条管道是大港油田惟一的 一条原油外输线。
学习改变命运,知 识创造未来
中国原油管道输送工艺介绍及降凝减阻剂的使用现状
•四、原油降凝剂的作用机理及发展历程
• 目前，国内主要干线以加热输送为主，每年我国仅用于加热输送而烧掉的原油 就 •达 70万吨左右，这是一个相当可观的数目，在我国原油资源十 分紧张的情况下， 必须尽快寻找出含蜡原油不加热输送方法。 •
减阻剂的应用及其研究进展
（ 西 理工 学 院化学 与环境 科学 学 院 ， 西 汉 中 ７３０ ） 陕 陕 ２ ０ １ 摘 要 ： 阻 剂 在 极 低 用 量 （ｍｏ 级 ） 情 况 下 能 降 低 流 体 流 动 的 阻 力 ， 石 油 化 工 、 防 、 溉 、 洪 等 减 ｎ ｌ 的 在 消 灌 泄
热／ 冷 系 统 。 供 表 面 活 性 剂 （ 胶 束 ） 有 减 阻 可 逆 性 并 且 或 具 能 耐一 定 的 高 温 而 不 降 解 。焦 利 芳 通 过 考 察 减
阻剂加入供热 系统后总流量 的变化情 况表 明 ， 在 减 阻 剂 持 续 加 入 该 供 热 系 统 时 ， 统 的减 阻 增 输 系 效 果 明显 ， 系 统 总 流 量 快 速 上 升 。但 停 止 加 入 即 减 阻 剂 ， 系 统 中的 Ｃ Ａ 十 六 烷 基 三 甲基 氯 化 使 Ｔ Ｃ（
铵 ） 溶 液 保 持 在 某 一 浓 度 时 ． 循 环 系 统 的 减 水 该
阻效 应 维 持 时 间较 短 ， 经过 一 段 时 间后 ， 阻效 应 减
基 本 消 失 ，即 系 统 总 流 量 降 到接 近 未 加 入 减 阻 剂
１ 减 阻剂 的减 阻机 理
当流 体 中含 有 某 些 特 定 物 质 时 ， 在 湍 流 状 其
降 低 能 耗 ． 少 输 送 时 间 ， 最 短 的 时 间 内增 加 减 在 排 量 是 最 经 济 、 现 实 的 ， 通 过 添 加 减 阻 剂 是 最 而 实 现 这 一 目的 的 有 效 途 径 之 一 。此 外 ， 阻 剂 还 减
可 以 降 低 管 道 系 统 的压 力 ， 高 管 道 运 行 的 安 全 提 性和可靠性。
新型高效抗磨减阻剂在东海油气田的应用
新型高效抗磨减阻剂在东海油气田的应用随着石油资源的日益枯竭，开采难度的增加，特别是钻完井之后开采过程中相关设备的磨损、堵塞和腐蚀等方面的问题越来越突出，研发新型高效抗磨减阻剂迫在眉睫。
本文主要介绍一种新型高效抗磨减阻剂在东海油气田的应用情况。
一、新型高效抗磨减阻剂的特点新型高效抗磨减阻剂是一种添加剂，具有优异的抗磨减阻性能，能够明显降低各种油井设备的磨损和摩擦，防止设备慢慢失效，延长设备的使用寿命。
新型高效抗磨减阻剂还具有很强的分散、清洗和防腐蚀作用，可以清除设备的油泥和污渍，提高设备的完整性，并且能够形成一层薄膜，在设备表面形成保护膜，防止氧化腐蚀。
二、应用情况在东海油田进行了新型高效抗磨减阻剂的试验，试验结果表明，添加新型高效抗磨减阻剂后，油井设备的磨损和堵塞情况发生了显著改善，五年以上的老井设备也重获新生。
同时，新型高效抗磨减阻剂的使用还能够极大地减少井下人工维护和设备更换的次数，降低了生产成本和维护成本，提高了生产效益和企业经济效益。
三、建议和展望在使用新型高效抗磨减阻剂时还需注意以下几点:1. 在添加新型高效抗磨减阻剂的同时，加强设备保养，及时透洗井下管道。
以充分发挥其抗磨减阻效果。
2. 选择合适的加药浓度和流量可以达到最佳效果。
需要针对不同用途进行合理的加药浓度和流量的调整。
未来，应继续针对新型高效抗磨减阻剂进行研究和开发，将其适用于更广泛的油气开采领域。
在实际应用中，应密切关注其对环境和健康的影响，确保生产过程的安全和可持续发展。
为汉东油田的开发作出更大贡献!四、潜在的应用领域和前景新型高效抗磨减阻剂在石油工业中的应用非常广泛，不仅可以用于油井采油和输送过程中的设备保护和维护，还可以用于管道输送、油储存设备以及船舶、飞机等磨损问题的解决。
此外，它还可以广泛应用于其他领域，如汽车、机械、电子电器等行业。
随着石油开采深度的不断加深、环境保护的严格要求，新型高效抗磨减阻剂的研究和应用前景非常广阔。
原油减阻剂的研究概况
原油减阻剂的研究概况宋昭峥 张雪君 葛际江(石油大学 山东省东营市 257062) 摘要 减阻剂是一种高分子聚合物的化学制品,能减少液体在管道内流动的摩阻。
减阻剂的使用,对输油管道的增输、节能降耗、提高经济效益和社会效益起到重要的作用。
减阻剂的研究热点仍是开发新产品及新合成方法。
通过改变单体种类、结构单元连接方式、序列分布和单体组分组成,可以合成品种众多的聚合物,为制备具有指定结构和预期性能的高分子聚合物减阻剂提供了可能性和可行性。
主题词 原油 降阻剂 聚合物长输管道 化学处理剂 合成 分子量 减阻剂是一种减少管道摩阻损失的化学制品,是高分子聚合物,属于碳氢化合物。
40年代后期,催化剂与添加剂的研究取得了巨大的进展,为石油炼制工业提供了有利条件,使炼制成品收率大大提高,产品质量也有了极大的改进。
接着添加剂又进入了油田,为油田开发做出了巨大的贡献。
到70年代,减阻剂才开始逐渐进入管道工业。
输油管道对铁路、公路、水路要有竞争力,采用的化学剂要求高效、低价,但减阻剂要在经济上可行,还需要做许多工作。
1979年横贯阿拉斯加的原油管道成功地应用了高分子聚合物减阻剂,为减阻剂在输油工业上的应用打开了局面,使输油工艺出现了一个飞跃。
1.减阻剂的发展概况20世纪30年代初,人们肯定了在液体中加入某些可溶添加物,有可能减少表面摩阻。
1945～1946年,国外才正式开展减阻剂的研究。
1948年, B1A1T oms首次发现高分子聚合物在紊流时的减阻现象,引起了化学界、物理学界、流体力学界和高分子学界的广泛注意。
1949年,注册了第一个减阻剂专利。
50年代发展了油田压裂技术,井场上使用某些高分子聚合物,如G uar胶稳定钻井泥浆,发现这些添加物质能使压裂过程中泵的功率有明显下降。
Savins捕捉到这些现象的实际意义,命名此种现象为“减阻”。
他定义“减阻”为“在流体中添加少量添加剂,流体可输性的增加”。
大量的实验研究表明,不溶的固体纤维、可溶性的长链聚合物和缔合胶体均有一定的减阻效应。
减阻涂料现状及发展趋势
减阻涂料现状及发展趋势(2)目前内减阻涂层技术处于领先地位的国家包括美国、德国、英国、意大利等欧美国家，在进入20世纪80年代以后，国外大口径长输天然气管道已普遍采用内涂层减阻技术来提高输气压力，增加输气量。
我国输气管道的建设和运行已有几十年的历史，在此期间，我国石油工程科研单位和油田进行了许多管道内涂层技术研究。
石油工程研究院对适合应用于大口径管道的减阻内涂层进行了专项调研。
管道局和工程院的技术专家对内涂层的减阻效果进行了定量的经济性分析。
1997年，石油工程建设施工专业标准化委员会制定了《钢质管道融结环氧粉末内涂层技术标准》和《液体环氧涂料内防腐涂层钢管技术条件》2个行业标准，使国内的内涂层技术逐步走向规范化。
但是与国外相比，在涂料生产、涂覆工艺、施工机具、施工标准规范和涂层质量检验等方面还存在一定的差距，需要加快相关技术的研究工作，以满足我国长输天然气管道建设的需要。
3 研究发展状况涂料是管道内涂层的物质基础，总的来说，可用作管道内减阻涂料的涂料品种很多，包括环氧树脂涂料、环氧聚氨酯涂料、环氧酚醛涂料以及煤焦油环氧涂料等，但是由于各种涂料的性能有所不同，因此，应针对管线的不同要求筛选最适合的内减阻涂料类型。
我们认为，长输天然气管道减阻内涂层用涂料应具备以下特点：(1)涂层表面光滑平整。
即涂层的表面粗糙度要小，这样涂层才具有良好的减阻效果。
"西气东输"要求涂层表面的平均粗糙度小于10Pm。
(2)耐磨性和硬度。
由于减阻类涂层较薄，一般仅为38-80μm，因此较好的耐磨性和硬度可以保证涂层能够承受管道内砂砾和清管器所造成的磨损。
(3)附着力。
良好的附着力可保证涂层在储运、弯管、敷设和清管、运行过程中不脱落(4)耐压性。
能够承受气压和水压的反复变化。
(5)易于涂装。
即可在常温常湿条件下，采用普通喷涂技术施工，(6)耐热性。
由于管道的环氧粉末外防腐层施工需要240℃左右的高温，因此若采用"先内后外"的施工方式，要求内涂层应能耐受短期高温。
油气田管道防蜡、减阻、防腐技术的发展及现状
油⽓⽥管道防蜡、减阻、防腐技术的发展及现状中国⽯油⼤学（北京）研究⽣考试答题纸姓名：_____________ 学号：_____________ 所属专业：___________________________考试课程：_________________________ __装订线油⽓⽥管道防蜡、减阻、防腐技术的发展及现状摘要随着新油、⽓⽥的不断开发利⽤, 长距离管道输送时, 管道防蜡、减阻及腐蚀防护技术变得越来越重要。
本⽂概述了⼏⼗年来国内外油⽓⽥输送埋地管道的防蜡、减阻和管道内外壁防腐技术发展情况, 并对各种⽅法的利弊作了分析介绍。
关键词⽯油; 天然⽓; 管道; 防蜡; 减阻; 防腐1 前⾔随着⽯油及天然⽓⼯业的发展, 原油、天然⽓多采⽤管道输送, 由于受到温度及本⾝组成的影响, 原油在输送过程中会在管道内壁上发⽣蜡沉积随即导致管道输送阻⼒增⼤。
此外, 由于原油(天然⽓) 中的某些成份(如硫化物等) 对管道的腐蚀不容忽视, 管道内壁的防蜡减阻、防腐显得极为必要。
与此同时, 埋地管道外壁由于受到⼟壤盐分、酸度、湿度、电场、有机质、微⽣物等因素的综合作⽤会发⽣腐蚀。
⼟壤种类及不均匀性使⾦属管道外壁腐蚀情况异常复杂。
随着⽯油、天然⽓的⼲线管道输运和强化开采的发展, ⼯作载荷和输运产物的腐蚀性质都增⼤了。
由于近年来在⽓候条件恶劣地区使⽤⼤直径管道和环境保护要求, 管道防腐具有特别重要的意义。
本⽂对国内外油⽓⽥管道内外壁防腐和防蜡减阻技术的发展及现状作了综述。
2 油⽓⽥管道防蜡减阻技术2．1 热处理输送加热输送是世界上实施最早、应⽤最⼴的⼀种含蜡原油输送⼯艺。
我国通常采⽤沿线逐站加热管道进⾏输送, 通过热处理可促成原油中蜡晶形态结构的相应变化, 从⽽达到改善原油低温流动性的⽬的。
但加热输送能耗多、设备投资和管理费⽤⾼, 且存在停输再启动困难等问题。
2.2 添加化学添加剂在原油中加⼊⼏⼗⾄⼏百ppm 的减阻剂可降低原油的流动阻⼒, 提⾼输量百分之⼏⼗。
浅析HG减阻剂在输油管线的应用效果
浅析HG减阻剂在输油管线的应用效果摘要：文章介绍了减阻剂的减阻机理，指出在一定范围内随着加剂量的增加，减阻剂的减阻增输效果增加。
分析了甬沪宁管线添加HG减阻剂增输试验的情况，并结合管输原油油品变化较频繁的实际情况，灵活调整加剂量，得到了较好的增输效果。
关键词：减阻剂；减阻机理；加剂效果；增输；加剂量1减阻剂介绍1.1减阻剂的使用特点HG减阻剂是徐州金桥石化管道输送技术有限公司（隶属于中石化管道储运公司）生产的一种液态化学添加剂，它的基本特点是添加量小、减阻效果明显、在管输原油和成品油中有良好的溶解性、对下游用户无不良影响、使用时注入方便、不需要特殊的设备、产品本身无毒副作用等。
HG减阻剂的聚合单体为C5至C18的α-烯烃，具有超高分子量，粘均平均分子量在200万以上。
HG减阻剂外观为白色的液体，具有可泵性，可溶解于有机溶剂中。
减阻剂为纯粹的碳氢化合物，对于炼油没有影响。
1.2减阻剂的减阻机理减阻作用是一种特殊的湍流现象，减阻效应是减阻影响湍流场的宏观表现。
它是一个纯物理作用。
减阻剂分子与油品的分子不发生作用，也不影响油品的化学性质，而只与其流动特性密切相关。
减阻剂加入到管道以后，靠本身的粘弹性，分子长链顺流向自然拉伸，其微元直接影响流体微元的运动。
来自流体微元的径向作用力作用在减阻剂微元上，使其发生扭曲，旋转变形。
减阻剂分子间引力抵抗上述作用力反作用于流体微元，改变了流体微元作用力的大小和方向，使一部分径向力转变为顺流向的轴向力，从而减少无用功的消耗，宏观上起到减少摩阻损失的作用。
在层流中，流体受到粘滞力作用，没有湍流那种涡流耗散，因此加入减阻剂没有效果。
随着雷诺数增大进入湍流，减阻剂就开始发挥减阻作用。
雷诺数越大，减阻效果越明显。
当雷诺数增大到一定程度，即流体剪切应力足以破坏减阻剂分子链结构时，减阻剂将降解而失去减阻效果。
1.3减阻剂的功能减阻剂的主要功能是：在输量不变的情况下，可以大幅降低管线的沿程摩阻损失，减少管线的阻力，具有减阻功能；在管线运行压力不变的情况下，可以提高管线的输量，具有增输功能；合理使用减阻剂，可以既实现减阻，又实现增输。
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选取的性能指标，并基于此指标，简化减阻剂的选
1 DＲ
=
A ppm
+
B
（1）
式（1） 仅考虑了减阻剂添加浓度，将流动等
其他因素的影响均归于常数项 A、B，且不同工况
减阻剂依据合成方法可分为水溶性和油溶性 两大类，其中油溶性的高分子聚合物减阻剂以其 用量小、无污染等特点广泛应用在现场管输中。 1． 1 高分子聚合物减阻剂减阻机理
对油品减阻剂减阻的研究始于 20 世纪 80 年 代初，目前提出的减阻剂机理有：Toms 伪塑性假 说、Virk 的有效滑移假说、粘弹性假说、湍流脉动 抑制假说和湍流脉动解耦假说。其中湍流脉动抑
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化工机械
2019 年
油品减阻剂减阻Leabharlann 理及其效果预测研究现状全 青 王寿喜 石 营 王 力 解 谨 王小丹
（ 西安石油大学石油工程学院）
摘 要 从减阻机理、减阻率预测和数值模拟 3 个方面介绍了目前主流的聚合物减阻机理、现场对减阻
率预测存在的问题与难点和数值模拟减阻过程的短板，总结了减阻剂的研究现状与存在的问题，为实现
图 1 湍流减阻机理示意图 1． 2 实验研究
减阻率的实验研究多数在室内利用平板或环 道进行，主要借助粒子成像速度仪（ Particle Imaging Velocimetry，PIV） 和相位多普勒测速仪测量
基金项目： 国家自然科学基金项目（51704236） 。 作者简介： 全青（1989-） ，讲师，从事多相管流及流动安全保障技术的研究，qingqing． lf@ 163． com。
第 46 卷 第 1 期
化工机械
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加入减阻剂前后速度场沿轴向和径向的分布变 化，进而分析减阻剂的作用机理。
Virk P S 等通过实验对高分子聚合物管流减 阻特性进行了研究，并认为减阻率存在最大值，不 同工况下的减阻率都接近于最大减阻率但达不到 最大减阻率，即存在最大减阻 渐 近 线 （ Maximum Drag Ｒeduction Asymptote，MDＲA） ，且 MDＲA 不随 聚合物浓度和管道直径的变化而变化［2，3］；此外， 他们还认为减阻流体的平均速度分布有 3 层：粘 性底层、弹性底层和牛顿流体插入层，其中减阻剂 作用区域在弹性底层，且此区域与牛顿流体区的 平均速度分布曲线是平行的 （ 三层理论） 。Warholic M D 等也开展了聚合物减阻的实验研究，利 用 PIV 测量了二维湍流流场内添加聚合物前后流 体流动的变化，结果发现加入聚合物后流体的散 热减少，且证实了 Virk P S 提出的最大渐近线的 存在以及零 雷 诺 剪 切 应 力 现 象［4］。 许 鹏 等 利 用 相位多普勒测速仪研究了低浓度表面活性剂减阻 剂对流体流动性能的影响，结果发现当流体处于 最大减阻状态时，其径向和轴向的速度脉动均明 显小于牛顿流体中的径向和轴向的速度脉动，且 径向和轴向 的 速 度 脉 动 相 关 性 减 弱［5］。 王 德 忠 等应用 PIV 和便携式激光测振仪研究了二维流场 中减阻剂对湍流流体结构的影响，实验发现加入 减阻剂后，近壁面处流体的漩涡波动消失，且近壁 面处的速度分布曲线趋近于层流速度曲线，但不 完全重合；此外，还发现减阻流体的摩擦系数随雷 诺数的增大先减小后增大最后趋于纯溶剂值，其 中最 小 值 对 应 过 渡 区 与 湍 流 区 的 分 界 处［6］。 Kawaguchi Y 等利用粒子成像速度仪发现，在清水 中很容易观察到壁面处强劲的涡量脉动在减阻流 体中消失了［7］。Li F C 等利用 PIV 通过实验对比 了加入表面活性剂前后湍流流体内近壁面处涡流 的频率和强度变化，发现表面活性剂的加入大幅 降低了湍流流体中近壁面处涡流的频率和强度， 相应的摩擦系数也降低了，即表现为湍流减阻现 象［1］。
取过程，为减阻剂在管输系统中的应用提供便利。
2 减阻率预测
目前，针对减阻剂减阻效果的预测主要是包
含减阻剂浓度参数的减阻率预测公式，且均为经
验公式，其中的参数需要通过现场实验或室内实
验进行模拟确定。
最早、最广泛应用的减阻率预测公式是关于
减阻率 DＲ 和减阻剂添加浓度 ppm 的导数方程，
其基本形式为：
制假说着眼于湍流结构，从减阻现象的本质入手， 明确了减阻剂改变了湍流流动的哪些方面，进而 分析为什么会发生这种现象，因此得到了诸多学 者的认可［1］。
湍流脉动抑制假说认为，高分子聚合物不仅 抑制了湍流中漩涡的产生使得脉动强度减小，而 且还抑制了轴向的湍流强度，从这两个方面使得 湍 流 中 的 能 量 损 失 减 少，从 而 达 到 减 阻 的 目 的。 如图 1 所示，在湍流管道中加入减阻剂主要是改 变了湍流流动结构中的过渡区和湍流核心区，降 低了各个方向上的湍流强度，相应的雷诺应力减 小，流体阻力减小。
减阻剂高效合理的利用指明了研究方向。
关键词 输油管道 油品减阻剂 减阻机理 减阻率预测 数值模拟研究
中图分类号 TQ055. 8 + 1
文献标识码 A
文章编号 0254-6094（2019）01-0016-05
油品管输过程中添加高分子聚合物即减阻 剂，可以明显降低管路系统摩阻、提高管道输送能 力，具有广阔的市场应用前景和巨大的商业价值。 但目前由于油品减阻剂减阻效果预测体系的缺 失，使得减阻剂在输油管道现场的应用只能通过 现场实验的方法来确定减阻剂的优选和添加浓 度，而且减阻剂的选取和使用没有明确的规定，仅 通过实验装置进行实验研究来确定该减阻剂是否 应用于达不到预期输量要求的管线中，这极大地 限制了减阻剂在设计阶段的工艺优化、运行阶段 的推广应用和管输系统的节能降耗。因此，笔者 从减阻机理、减阻率预测和数值模拟 3 个方向全 面探究油品减阻剂的研究进展，为后续减阻剂在 输油管道中的合理、高效应用提供指导，使减阻剂 在管输初期即起到节能减排的作用。 1 减阻机理