Энциклопедия технологий

Особенности перекачки вязкой нефти

Проблема

В зависимости от содержания высокомолекулярных соединений нефть может иметь как малую вязкость, по своему течению напоминающую дизельное топливо, так и очень вязкую форму, как густой сироп. Десятилетиями нефтяники предпочитали добывать маловязкую нефть. Однако к настоящему времени сложилась ситуация, когда в структуре запасов углеводородов резко возросла доля именно вязких сортов. 

Месторождения вязкой нефти расположены в Канаде, США, Венесуэле, Китае и других странах, а также в России. Вязкая нефть создаёт целый ряд проблем как на стадии её добычи, подготовки к транспортировке, так и при перекачке по трубопроводам. Самая главная — это рост её вязкости при снижении температур. Она загустевает и процесс её продвижения по трубам становится крайне сложным, энергозатратным, а иногда и вообще невозможным. Поэтому специалисты всего мира ищут способы более эффективной перекачки высоковязкой нефти. 

Решения

Самый логичный и понятный способ — это повышение температуры нефти. Считается, что содержащиеся в нефти парафины при понижении температуры формируют кристаллические структуры, которые и повышают её вязкость. В свою очередь, при повышении температуры эти структуры разрушаются и вязкость нефти падает, она становится более текучей. 

В такой термически подготовленной нефти при остывании может измениться процесс формирования кристаллов парафина. А именно, вместо массированного образования многих центров кристаллизации образуются более редкие крупные кристаллы. При этом процесс увеличения вязкости идёт медленнее, и термически обработанная нефть может приобрести более низкую температуру застывания. 

Данная технология используется уже много десятилетий, однако она имеет свои слабые стороны. Сам подогрев нефти забирает часть транспортируемого топлива, таким образом возрастает себестоимость конечного продукта. Чем ниже температура окружающей среды, тем больше потребуется потратить топлива на подогрев нефти. В случае нарушения технологии или экстремально низких температур возможно образование своеобразных «тромбов» в трубопроводе из-за сгустков застывающей нефти, что нарушит нормальную технологическую цепочку ее транспортировки. Горячие трубопроводы требуют особых условий прокладки в зонах распространения многолетнемёрзлых грунтов. 

Альтернативный способ перекачки вязкой нефти заключается в смешении вязких нефтей с более лёгкими углеводородами — невязкими нефтями или газоконденсатом. В результате значительно снижается вязкость полученной смеси и температура ее застывания. Вместе с тем для достижения наилучшего результата и в этом случае может потребоваться нагрев вязкой нефти, однако это делается только в процессе смешения вязкой нефти и ее растворителя. 

Ученые продолжают искать различные способы наиболее эффективной транспортировки вязкой нефти. Уже испытывались кавитационные методы снижения вязкости нефти, перекачка нефти в водяной оболочке, добавка специальных химических присадок. Нет сомнения, что рост доли вязких, тяжелых нефтей в структуре мировых запасов будет стимулировать научную мысль в поисках решений этой проблемы.