蜡沉积是深水流动保障所要解决的主要难题之一。当所输送原油温度低于析蜡点时，蜡就在井筒、水下设施、海底管道及下游设施中开始析出，一般是C18～C30烃类，先是高分子量的蜡组分析出，而后是低分子量的蜡组分析出。含蜡原油蜡分子的析出过程受温度直接影响：一方面，在深海低温环境中，当海底管道的管壁温度低于油温，并且低于原油析蜡点温度时，在管壁附近溶解于含蜡原油中的蜡分子将会析出，形成固相小颗粒，并在温差等因素的驱使下移动到管壁，导致在管壁处发生沉积，蜡沉积的发生减小了管道的流通面积（图1-4）、增大了管输压力、降低了管道的输送能力，严重时甚至会造成堵塞管道的事故；另一方面，随着海底管道长度的增加，管道中低于原油析蜡点温度的管段更长，蜡沉积造成管道堵塞的风险加大（图1-5）。目前，海上含蜡原油的开采正在不断地向着深海和较冷的水域延伸，结蜡现象愈加严重，在世界范围内因结蜡问题已造成了巨大的经济损失。

图1-4　蜡沉积层导致管道有效流动面积减小

管流蜡沉积是原油组成、流体温度、液壁温差、流速、流型、管壁材质及沉积时间等多种因素共同作用的结果，是一个相当复杂的过程。国内外学者已对单相流动条件下的蜡沉积问题展开了多年的研究，对影响蜡沉积的因素及蜡沉积机理有了较为深刻的了解。目前，由于多相体系蜡沉积的复杂性，多相管流蜡沉积模型的预测精度还不理想，要提出未来能够用于准确预测多相流动条件下的蜡沉积模型，还有相当多的研究工作需要开展。

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图1-5　海底管道向深海延伸，离岸距离大幅增加

蜡沉积防控方法包括化学药剂法、机械法和保温加热，其中保温加热和化学药剂法使用较多。所用的化学药剂一般称为降凝剂（以下称“蜡抑制剂”），是一种油溶性高分子有机化合物或聚合物，在原油中加入蜡抑制剂可以改变原油中固体烃的结晶形态，如结晶尺寸、大小和形状等，使其不易形成空间网络结构，达到降凝、减黏、改善原油低温流动性的目的。在油品中加入少量蜡抑制剂就能改变油品中蜡的结晶过程、显著降低含蜡油品的凝固点，使油品在低温下也能保持正常流动。目前关于蜡抑制剂的作用机理尚无公认的结论，主要有以下几种理论：成核理论、吸附理论、共晶理论、改善蜡的溶解性理论、抑制蜡晶中三维网状结构生成的吸附共晶理论。

水合物和蜡的固相生成的预测及防堵技术，包括保温技术、注入化学药剂技术、清管技术和流动恢复技术，是研究关键所在。经过研究人员的努力探索和各大石油公司的积极支持，目前已经取得一些初步的研究成果，PIPEPHASE、OLGA2000等著名的多相流仿真模拟软件能够对水合物、蜡生成条件和典型的抑制剂注入量进行初步分析，但还没有软件能够预测油气水混输体系中水合物、蜡开始形成和开始分解的条件和时间。以水合物为例，其常规的抑制方法有降压、加热、脱水、注入抑制剂等，其中注入甲醇和乙二醇等热力学抑制剂是常用方法之一，存在用量大、费用高、需回收、不够环保等方面的问题，其防治费用占到油田总投资的8%～15%，因而蜡、水合物生成和分解动力学研究以及经济高效动力学抑制剂或多作用抑制剂研制将是今后一段时期内的主要研究方向。

停输启动是流动安全研究的另一主要问题。当含蜡原油或胶凝原油多相混输管道在进行计划检修和事故抢修时，管线要停输。停输后管内流体温度不断下降，原油黏度增大，形成结垢并胶凝，管道再启动时的阻力显著增加。为了保证管道运行的安全，必须在管道停输前进行处理或进行停输再启动处理。停输再启动过程中涉及两个关键问题，即停输过程的温降和管道再启动所需的压力。