粘度計在石油儲運中的應用方案

石油的儲存和運輸簡稱石油儲運。主要指合格的原油及其它衍生產品，從油田的油庫、轉運碼頭或外輸首

站，通過長距離原油輸送管線、油罐列車或油輪等輸送到煉油廠、石油化工廠等用戶的過程。

原油流變性是儲存和管道運輸工藝設計的重要參數。原油儲存及輸送過程中，由于粘度過高，通常需要降

粘，改變其流變學特性，以方便儲存和運輸，同時也能控制輸油的能耗。目前，國內外一般采用加入分散

劑或降粘劑來降低稠油在開采和輸送過程中的流動阻力，提高輸送效率。

Brookfield 的粘度計和流變儀，為油品儲存和管道運輸過程中的粘度和流變性問題提供了全面系統的實驗

室應用研究以及在線粘度實時監控的解決方案。

管道輸油特點

l 運輸量大；能耗小、運費低

便于管理，易實現全面自動化，勞動生產率高；管線大部埋于地下，受地形地物限制小，能縮短運輸

l 距離；安全密閉，基本上不受惡劣氣候的影響，能長期穩定、安全運行。

l 運輸方式不靈活，鋼材耗量大，輔助設備多，適于定點、量大的單向輸送。

原油的粘度和流變性

概念及特性

石油的粘度：液體質點間流動的摩擦力，以 mPa.s 表示。粘度大小決定著石油在地下、管道中的流動性能。

一般與原油的化學組成、溫度和壓力的變化有密切關系。

通常原油中含烷烴多、顏色淺、溫度高、氣容量大時，粘度變小。而壓力增大粘度也隨之變大。地下原油

粘度一般比地面的原油粘度小。

原油是一種多組分烴類的復雜混合物。高溫下，蠟晶被溶解，瀝青質高度分散，原油可視為假均勻流體，

表現出牛頓流體特性。隨著溫度降低，蠟晶析出并長大，原油成為一種以液態烴為連續相、蠟顆粒和瀝青

質為分散相的細分散懸浮液，顯示出非牛頓流體特性。油溫更低時，蠟油連成網絡，出現屈服現象，顯示

出更復雜的非牛頓流體特性。非牛頓原油的流變特性與熱歷史、剪切歷史有關。

管道中，原油的流變特性

管道內，原油流變性呈現兩個階段：

較高溫度段：原油仍呈現牛頓流體特性，其流變性與剪切歷史、熱歷史無關；原油粘度較低，處于紊流光

滑區流動。

較低溫度段：通過長距離海底和陸地管道泵輸送含蠟原油，油溫逐漸降低，蠟結晶量增加，油溫已處在原

油的反常點以下，原油呈現非牛頓流體特性（假塑性、觸變性、屈服性等），其流變性與剪切歷史、熱歷

史密切相關。

Brookfield 儀器推薦

針對原油儲運過程中粘度和流變性的特性、國家標準要求以及儲運全程自動化的發展要求，BROOKFIELD

向您建議不同場合下所適用的*儀器。

管道運輸前：采用實驗室方法測定特定的模擬管輸條件下原油的流變性，是安全、經濟地儲存和運輸原油

的重要基礎工作。

管道運輸中：采用在線粘度計實時監測自動化輸送過程中原油的粘度變化狀況，是確保原油經濟、、

低能耗地持續輸送的重要手段。

實驗室儀器推薦：

QC 型 --- DV2T 旋轉粘度計

DV3T 旋轉流變儀

R&D 型 --- RST 系列旋轉流變儀

在線粘度計推薦：

旋轉法 --- TT-100 在線粘度計

實驗室應用研究

原油的粘度及流變分析

使用流變儀通過少量試驗確定油品流變特性數學模型的關鍵參數,利用數值模擬研究含蠟原油管道運行特

性和安全性評價，已成為油品流變特性工程應用研究的發展方向。

BROOKFIELD 旋轉粘度計/流變儀作為粘度測量領域的標準di造zhe，正在為石油領域的粘度標準測試提供

著獨到而成熟的解決方案。

適用標準

SH/T 0739-2003 --- 瀝青粘度測定法(布如克菲爾德旋轉粘度儀法)

SY/T 0520-1993 --- 原油粘度測定 - 旋轉粘度計平衡法

SY/T 0522-1993 --- 原油析蠟點測定 - 旋轉粘度計法

SY/T 6316-1997 --- 稠油油藏流體物性分析方法 - 原油粘度測定

SY/T 7547-1996 --- 原油屈服值測定 - 旋轉粘度計法

SY/T 7549-2000 --- 原油粘溫曲線的確定 - 轉粘度計法

QC 型：DV2T 粘度計 & DV3T 流變儀

DV2T 粘度計 & DV3T 流變儀配合 ULA 超低粘度適配器 或 SSA 小量樣品適配器，可以測量油品在

剪切率下的粘度。還可以通過軟件對粘度計進行程控、保存和分析數據，極大地方便了客戶。

R&D 型：RST 系列流變儀

RST 系列流變儀具有控制剪切力和剪切率雙重控制模式，可以對油品進行全面的剪切率掃描分析、原油粘

度和析蠟點、屈服應力、觸變性以及原油粘溫曲線等流變分析。

用于系統地研究油品低溫(低于反常點溫度)流變特性隨管輸條件熱歷史、剪切歷史變化的規律，建立原油

凝點、粘度(表觀粘度)、觸變性、屈服應力與管輸條件下熱歷史、剪切歷史關系的數學模型，為指導石油

管網的安全運行提供理論依據。

大量實驗證明，當油溫高于凝點 TZ＋10℃以上時，原油呈現牛頓流體特性。

中低溫度下，原油的流變特性逐漸變為假塑性，需要更高流速或更大的泵送力來確保繼續暢通流動。

更低溫度下（凝點 TZ 附近），原油的流變特性逐漸變為屈服-假塑性，需要更高流速或更大的泵送力來使

其“屈服”后再繼續流動。

原油粘溫曲線反映了原油粘度隨溫度變化的規律，因此正確確定原油粘溫曲線，對原油集輸儲運設計、生

產、科研具有重要意義。

隨著溫度降低，粘度也隨之增大。這樣在管道運輸中，到達管線未站的原油粘度大大高于不含蠟的原油。

需要我們設計管道時，應考慮是否在中間站或大管徑管線上進行原油粘度檢測和化學處

在線粘度實時監控

實驗室測量方法的局限性

本質屬于離線(off-line)測量

即：從管線上取樣品，送入實驗室后再進行測量。

這種過程的后果：

l 耗時長

l 花費大

l 經常引入誤差 (人為性/時間性/測量環境等)

實際的管道運輸中，離線測量是油品質量波動和引起冗余過程的原因。

l 引入在線粘度測量和控制，通常可以使產品的品質更加一致并使流程更經濟，快速調整可以使產品保

持連續的高品質。

在線粘度測量的引入契機

隨著我國經濟的飛速發展，工業科技水平的提升，國內三大石油公司對原油開采、輸送、處理等技術

高，Brookfield 在原油行業在線檢測的技術優勢得以充分展示。

Brookfield和三大油服公司（Baker Hughes、Halliburton、Schlumberger）等合作密切。僅美洲 區域每年配套數達超百臺之巨，行業應用廣泛，TT-100在美國的石油行業幾乎是行業使用標準。

在線監控的目的和用途 l 不同來源的原油，在同樣條件下粘度差異會很大，可以利用在線粘度數據，來判斷原油的來源并對油 品作相應的下道工序處理（存儲、煉油工藝參數確定等）。 l 在原油輸送過程中，需要添加不同的降粘劑，利用在線粘度數據，可以快速確定添加劑的種類和加入 量，并迅速掌握加入后的效果。 l 根據原油的情況，控制相應的溫度，利用在線粘度數據，可以按實時情況調整溫度，節約能源并保證 原油的順利輸送。 l 利用在線粘度數據，可以掌握不同原油的流變特性，為節能、節約、、安全的原油輸送加以實時 監測和保障。

TT-100在線粘度計 l 液體受轉子和容器內壁兩個表面的剪切，能計算剪切率；改變轉速可評價油品的流變特性。 l TT-100 在線粘度計以撬裝的形式，安裝在原油主管道旁邊上，實時監控在線原油粘度值，就地顯示 實時粘度值，并可將數據遠傳至站控室系統實時監控粘度，無需人員往返xun視。 l 系統配置電伴熱及保溫，防止冬天溫度過低導致管道堵塞問題；配置過濾器防止雜質顆粒堵塞或卡在 粘度計內。 l TT-100 在線粘度計撬裝系統自帶遠程控制及反饋信號，可從站控室直接控制現場粘度計、循環泵的 啟停動作。 l 在線測量數據可與實驗室數據做好的相關性比對。

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