多油源掺混输送可显著提高原油管道的输量和运行效率。然而,这也带来了一系列问题,例如当新混入原油为重质、劣质原油时,可能会影响原油的流动性,同时还可能引起原油的浊点升高、固相沉积增加,带来管道堵塞的风险。南阳输油管道在混入脱蜡油后就出现固相沉积物堵塞过滤器、储罐等设备的问题。针对这一问题,本文采用实验测试、理论分析和数值模型相结合的方法,研究南阳混合原油固相沉积规律,提出了防堵与安全运行措施。主要研究内容如下:(1)以脱蜡油、双江油及二者掺混原油为对象,测试了各原油样品及掺混原油的黏度,建立了各油样的黏温曲线模型;应用气相质谱色谱仪开展了全组分测试,应用棒状薄层色谱仪开展了饱和烃、芳香烃、胶质和沥青质四组分含量测试,分析了各油品的组成分布,并基于组分实验结果,应用Whitson方法对脱蜡油、双江油进行了重馏分拆分;采用了差示扫描量热法(DSC)对脱蜡油、双江油及三种不同掺混比下的混合原油开展了热分析实验,基于实验结果计算了各油品的浊点和沉积量。(2)基于简化的微扰硬链统计流体缔合(sPC-SAFT)状态方程,建立了包含气相,液相,富蜡相和富沥青质相的原油固相沉积热力学预测模型,描述了混合原油的液固相平衡条件,预测了原油中蜡和沥青质沉积规律。在该模型中,提出了应用sPC-SAFT状态方程进行含沥青质和蜡的原油的特征化方法,结合二元系统固体的溶解度的实验数据建立了预测二元交互系数的关联式,同时采用通用似化学活度系数法(UNIQUAC)描述富蜡相的非理想性。计算了南阳混合原油在不同掺混比下的浊点和固相沉积量,浊点预测值与实测值之间的平均相对误差仅为0.12%,沉积量的平均相对误差为15.04%。(3)考虑了原油流动过程中分子扩散、剪切剥离和沉积层老化等因素,建立了原油固相沉积动力学预测模型,采用OLGA多相流仿真软件进行数值模拟。根据实际管道的运行参数对管道的热、泵站工艺参数、土壤物性参数进行调整,使水力、热力仿真结果与实际运行参数相符合。在此基础上,分析了冬季和夏季在不同掺混比下的固相沉积速率,结果表明,脱蜡油和双江油掺混比为1:1.5的混合原油在冬季的最大沉积速率为0.15mm/月,夏季为0.09mm/月,掺混比为1:1.75和掺混比为1:2的混合原油比掺混比为1:1.5的混合原油的最大沉积速率分别低19.64%和29.98%。(4)针对南阳输油管道设备固相堵塞的问题,提出了添加石脑油、添加沥青质分散剂和工艺改造三种措施,对添加石脑油和分散剂的混合原油开展了 DSC实验,添加10%石脑油和0.1%分散剂后,浊点从58.82℃分别降为58.11℃和52.45℃。考虑了投资成本、运行成本、防堵效果、工艺复杂度、环境影响这五个方面对上述工艺措施进行了综合经济比选,结果表明,对南阳输油管道而言,添加分散剂及工艺改造均是可行的。