Experimental Investigation of Viscosity Reduction for Transportation of Heavy and Extra-Heavy Crude Oils Using Transmission Pipelines

با افزايش تقاضاي جهاني براي انرژي و كاهش منابع نفت هاي خام معمولي، استفاده از تمامي منابع انرژي به خصوص نفت هاي خام سنگين و فوق سنگين ضروري به نظر مي رسد. انتقال چنين نفت هايي توسط خطوط لوله، به علت بالا بودن ويسكوزيته، مشكل و هزينه بر است. روشهاي متعددي براي كاهش ويسكوزيته نفت هاي خام سنگين و فوق سنگين از جمله گرمايش نفت خام، اختلاط با نفت ها يا برشهاي هيدروكربني سبك تر، تشكيل امولسيون هاي آب در نفت و ايجاد جريان حلقوي آب دور هسته نفت در خطوط لوله وجود دارد. هدف اين تحقيق، بررسي تجربي استفاده از برخي از اين روشها براي كاهش ويسكوزيته دو نوع نفت خام سنگين ايران مي باشد نتايج بدست آمده نشان مي دهند كه با گرم كردن هر دو نوع نفت خام، ويسكوزيته آنها به سرعت كاهش مي يابد و اينكه نفتا، بهترين برش براي اختلاط با نفت خام براي كاهش ويسكوزيته به كمتر از cp 200 ، كه ويسكوزيته مناسب براي انتقال نفت توسط خطوط لوله است،مي باشد. براي نفت خام سروش و نوروز به ترتيب 15 و 5 درصد حجمي نفتا براي رسيدن به اين ويسكوزيته لازم مي باشد. علاوه بر اين با تشكيل امولسيون آب در نفت توسط ماده فعال سطحي Triton X-100 با استفاده از 75-85 درصد حجمي نفت خام سروش، كاهش قابل ملاحظه اي در ويسكوزيته بدست آمده است.

Due to the increase in the world energy demand, it is required to use all hydrocarbon resources especially heavy and extra heavy crude oils. But transportation of these oils is very difficult due to their high viscosity and low mobility. There are many different methods to reduce heavy crude oils viscosity like heating, blending, water in oil emulsion formation, upgrading and core annular flow. The aim of this research is to investigate experimentally some of these methods for reduction of viscosity of two Iranian heavy crude oils. Naphtha, light crude and kerosene were used to be blended with the oils. Results showed that heating decreases the viscosity very rapidly and naphtha is the best blend type that can decrease the viscosity of Soroosh and Nowrooz crude oils to 200 cp ,which is the appropriate viscosity for pipeline transportation, by using 15 and 5% vol. of naphtha, respectively. Alternatively, emulsion formation was carried out using Triton X-100 as the emulsifying agent, and it was established that a practical level of reduction is achievable at 75–85% vol. oil content.