1引言
非金属管材是一种非均质工程材料，其材料、结构与钢管有很大的区别[1]。非金属管道相比于传统钢管，具有良好的耐腐性能和流体力学性能，具有强度大、韧性好、寿命长等特点，同时还不需要阴极保护，经济效益好，已被国内外石油化工行业广泛应用，为油田的安全、高效发展提供了有力保障[2]。新疆油田自1999年起在生产过程中开始使用玻璃钢管、塑料合金管、聚乙烯塑料复合管、柔性复合管这四种非金属管道。截至目前，新疆油田应用的非金属管道总长度为4794.68km，其中玻璃钢管共计228km，聚乙烯塑料复合管共计550km，柔性复合管共计383km，塑料合金管使用量最大，应用于油田注水、原油集输及外输，共计2813.68km [3]。塑料合金管在新疆油田的大量运用，有效的缓解了管道泄漏、腐蚀、结垢等问题。虽然塑料合金管道已经被广泛运用，但管材的行业标准和企业标准比较笼统，目前还没有针对新疆油田设计专用标准，在面对不同油品物性、使用环境等条件时无法得到合理的指导，所以塑料合金管道在油田实际生产工作中，还存在着诸多问题，如现场适应性欠佳，管道内壁常见结蜡、油层附着等现象[4]。为了能够充分发挥塑料合金管道低摩阻的特性，满足油田的生产需求，需要结合油田输送介质的特性，考虑被输送介质与塑料合金管材的润湿性，根据实际情况合理选择管材，以避免出现各类常见的问题，提高油田产量，减少维修费用。因此，研究塑料合金管的润湿性对保证油田的高效、安全生产，具有重要的实际意义。
2实验内容
实验使用仪器为JC2000C1界面张力测量仪，在常温常压条件下，测量自来水、新疆油田A油区原油和B油区原油的表面张力，以及三种介质和塑料合金管内表面、20#钢板表面的接触角。两种原油物性见表1。
表1 原油物性
3 实验结果及讨论
3.1 表面张力
实验介质的表面张力数据如表2。
表2 实验介质表面张力数据
根据测得的表面张力数据可知，三种实验介质中水的表面张力最大，且远大于两种原油。两种原油的表面张力相差不大，所以在对比两种原油的接触角数据时，可忽略原油介质表面张力不同对接触角的影响。
3.2表面润湿性实验
实验以水、A油区原油和B油区原油为介质，分别在塑料合金管内表面和20#钢板表面上进行静态润湿性实验，测得接触角数据如下表3。
表3 接触角实验数据
根据相同介质在不同材料上所表现的润湿性来看，A油区原油在两种材料上的接触角都比较小，且该区块原油在塑料合金管内衬上的接触角稍小于该区块原油在20#钢板表面上的接触角，这说明该区块原油在两种材料上的润湿性近似相同，所以在同种流动条件下，A油区原油在两种管道内受到的流动阻力都比较大，且差别较小。B油区原油在塑料合金管内衬上的接触角非常小，小于10°，远小于该区块原油在20#钢板上的接触角，说明该区块原油在相同流动条件下，在塑料合金管道内所受流动阻力远远大于20#钢管道。同理根据水在两种材料上的接触角比较可以得知，水在塑料合金管内所受流动阻力较小，同时水在塑料合金管内衬上的接触角非常大，大于90°，说明该管材具有憎水性。
根据不同介质在相同材料上所表现的润湿性来看，在塑料合金管内，B油区原油和材料间的润湿性最好，A油区原油次之，且二者都远大于水，即在相同流动条件下，水和内管壁的接触面积最小，产生的流动阻力也最小，A油区原油产生的阻力较大，B油区原油产生的阻力最大。综合管内介质的乳化类型考虑，塑料合金管在输送水包油型乳状液时产生的流动阻力很小，输送油包水型乳状液时产生的流动阻力较大，且介质都为油包水型乳状液时，输送A油区原油产生的流动阻力较小。同理在20#钢管内，A油区原油和材料间的润湿性最好，远大于水和B油区原油，且后两者的润湿性近似相同，在相同流动条件下，水和B油区原油在管在产生的阻力较小，远大于A油区原油产生的阻力，在输送A油区原油时，水包油型乳状液受到的流动阻力较小，在输送B油区原油时，乳化类型对流动阻力的影响很小。
尽管针对两种原油来说两种材料都在输送水包油型介质时，与油包水型介质相比产生的阻力较小，但由于塑料合金材料的憎水性，该材料更能在运送水包油型介质时减少因流动阻力导致的能量损失。
4 结论
（1） 运送经脱水处理和乳化类型为油包水型的A油区原油时，塑料合金管内产生的流动阻力与20#钢相比差别不大。
（2） 运送经脱水处理和乳化类型为油包水型的B油区原油时，20#钢管内产生的流动阻力远小于塑料合金管。
（3） 塑料合金管具有憎水性，在输送水和乳化类型为水包油的两区块原油时，相比20#钢管产生的流动阻力较小。
【参考文献】
[1] 张丽．大庆油田非金属管道应用技术现状及对策[J]．油气田地面工程，2012，31 （11）：14-16.
[2]左毅,董军.油田用塑料合金复合管破损原因分析及解决办法[J].新疆石油科技,2010,20(01):44-46.
[3]何冯清,吴燕,刘炜,胡远远.非金属管道在新疆油田的应用[J].油气田地面工程,2016,35(01):94-96.
[4]蔡卫军，非金属管道应用及适应性分析，油气田地面工程，2013，32（6）：103
作者简介：吴燕，1976年6月生，高级工程师，2006年毕业于西南石油大学油气储运工程专业，硕士，现在新疆油田工程技术研究院工作，主要从事油气田原油及天然气集输处理工艺方案研究。
