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1、油气集输工艺,概述及油气集输工艺流程 油气分离 原油处理 原油稳定 油气长距离管线输送 油气储存(自学),本章内容,1 绪论及油气集输流程,油气集输研究对象是油气田内部原油、伴生天然气的收集、加工和运输。,油井,油气混输管道,干线集气管道,支线集气管道,计量站,原油处理站,集油管道,输油管道,油库,输气总站,外输,外输(运),油田的工业开采价值被确定后，在油田地面上需要建设各种生产设施、辅助生产设施和附属设施，以满足油气开采和储运的要求。油气集输是油田建设中的主要生产设施，在油田生产中起着主导作用，使油田生产平稳，保持原油开采及销售之间的平衡，并使原油、天然气、液化石油气和天然汽油等产品的质量
2、合格。采用的油气集输工艺流程、确定的工程建设规模及总体布局，将对油田的可靠生产、建设水平和生产效益起着关键性的作用。,油气集输的定位,油气集输的工作任务是将分散的油井产物、分别测得各单井的原油、天然气和采出水的产量值后，汇集、处理成出矿原油、天然气、液化石油气及天然汽油，经储存、计量后输送给用户的的油田生产过程。 油气集输的工作范围是指以油井为起点，矿场原油库或输油、输气管线首站为终点的矿场业务。,油气集输工作任务与范围,油气集输工作内容,油气计量：包括单井产物油、气、水的计量以及油气在处理过程中、外输至用户前的计算。 集油、集气：将分井计量后的油气水混合物汇集送到处理站，或者将含水原油、天然
3、气分别汇集送至原油处理及天然气集气厂站。 油气水分离：将油气水混合物分离成液体和气体，将液体分离成含水原油及含油污水，必要时分离出固体杂质。 原油脱水：将含水原油破乳、沉降、分离，使原油含水率符合要求 原油稳定：将原油中的C1-C4等轻组分脱出，使原油饱和蒸汽压符合标准。 原油储存：将合格原油储存于油罐中，维持原有生产与销售的平衡 天然气脱水：脱出天然气中的水分，保证其输送和冷却时的安全 轻烃回收：脱出天然气中部分C2-C5,保证其输送和冷却时不析出液烃 液烃储存：将液化石油气、液化天然气分别装在压力罐中，维持其生产与销售的平衡,油气集输工作内容,油田生产对集输系统的要求,1、满足油田开发和开
4、采的要求 由地质和油藏工程师提出合理的开发设计，由采油工程师制定开发方案，确定相应的采油措施，由此确定相应的集输系统（生产规模、工艺流程、总体布局）以及相应的工程内容，从而保证采输协调、生产平稳，促进油田的开发和开采。油田生产的特点是连续的、又是不均衡的，主要原因在于： a.油井数量增加，含水量上升，产液量增加； b.自喷井间歇自喷或改抽； c.个别抽油井改为注水井； d.生产层系调整，油品物性发生变化。,油田生产对集输系统的要求,2、集输系统能够反映油田开发和开采的动态 油田开发和开采的变化，反映到地面集输系统中就是：油、气、水产量、出砂量、汽油比、温度、压力等的变化。 油田的这一生产特点要
5、求油气集输系统的工程设施随之作出相应的调整，要考虑能以地面设施的少量变化去适用油田开发不同时期，不同阶段的要求。,油田生产对集输系统的要求,3、节约能源、防止污染、保护环境 a.充分利用自喷井、抽油井的能量，减少转油环节，在有条件的油田提高第一级的分离压力，减少动力消耗； b.流程密闭，降低损耗； c.充分收集和利用油气资源，生产稳定原油、干气、液化石油气、天然汽油等产品，减少油田生产的自耗气量； d.采用先进高效的处理设备，如高效分水设备、高效注水泵等。,油田生产对集输系统的要求,3、节约能源、防止污染、保护环境 在油田生产过程中必然要产生： 废液（含油污水、污油）； 废渣（含油泥砂、污垢）
6、； 废气（加热设备排放气、特殊情况下的放空天然气）。 如果不加以处理，随意排放，必然对环境造成污染，甚至破坏生态平衡。因此在制定集输方案时，应该考虑到环境保护方面，使方案附合国家环保制度的要求。,油田生产对集输系统的要求,4、集输系统应安全可靠，并有一定的灵活性 集输系统的生产运行是连续的，无论哪一个环节发生故障都会或多或少地对全局生产产生影响； 另外，油田地域大，点多、面广、线长，抢修困难，要求集输系统简单、可靠、安全。一旦发生异常情况，要有调整的余地。,油田生产对集输系统的要求,5、与辅助系统协调一致，并有经济性 集输系统要满足提高经济效益的原则。具有经济性，满足国家标准或有关规定，并且与
7、供排水、供电、道路、通讯、土建等密切配合，协调一致。 海上油气田生产辅助设施有别于陆上油田，考虑到海上设施远离陆地，海上运输的困难，需要设置相应生产辅助系统。 海上生产辅助系统包括：安全系统；中央控制系统；发电配电系统；仪表风工厂风系统；柴油、海水和淡水系统；供热系统；空调与通风系统；起重设备；生活住房系统；排放系统；放空系统；通信系统；化学药剂系统。,油气集输流程,油气集输流程是油、气在油田内部流向的总说明，即从生产油井井口起到外输、外运的矿场站库，油井产品经过若干个工艺环节，最后成为合格油、气产品全过程的总说明。,油气集输系统的组成,油田地面集输系统有各种站和管线组成。 管线按所输送的介质
8、分为气、油、水单相管和油气混输管以及油气水混输管。出油管线、集油管线 、矿场输油管线、集气管线、输气管线 。 至于站，名称不算统一，大致有：分井计量站 、交接计量站 、接转站 、原油脱水站 、矿场油库 、增压集气站 、压气站 、集中处理站 。,油气集输工艺流程,油气集输工艺流程是油气等物质在集输管网中的流向和生产过程，是根据各油田的地质特点、采油工艺、原油和天然气物性、自然条件、建设条件等制定。,2 油气分离,从井口采油树出来的井液主要是水和烃类混合物.在油藏的温、高压条件下,天然气溶解在原油中,在井液从地下沿井筒向上流动和沿集输管道流动过程中,随着压力的降低,溶解在液相中的气体不断析出,形成
9、气液混合物。为了满足产品计量、处理、储存、运输和使用的需要必须将它们分开，这就是油气分离。 油气分离在油气分离器内进行。其按形状分为卧式和立式两种，按功能分为气液两相和油气水三相分离器，按分离方式分为离心式和过滤式,分离器基本组成,入口分流器 重力沉降区 集液区 捕雾器 压力、液位控制 安全防护部件,卧式分离器工作原理,入口分流器: 油、气流向和流速突然改变，使油气得以初步分离 集液区:分离与缓冲 捕雾器:聚结、合并成大油滴，在重力作用下流入集液区 重力沉降部分：气体通过重力沉降部分，被气流携带的油滴在此部分靠重力降至气液界面，未沉降至液面的粒径更小的油滴随气体流经捕雾器除去,立式分离器,基本
10、结构与卧式分离器相同，与卧式分离器不同的地方是：（1）气液界面较小（2）气体流向和气体中液滴的沉降方向相反。,立、卧式分离器比较,卧式优点： 气中油滴易沉降，气体处理量大，处理成本低，适于气油比较高的混合物 气液界面大，有较好的油气分离效果 安装、制造、维修方便，可以作成撬装式 立式优点： 占地少，适用于海洋采油 适合于处理含固体杂质较多的油气混合物，可以在底部设置排污口定期排放和清除固体杂质 液位控制灵敏,综合型卧式三相分离器,离心式分离器,优点：占空间小，效率高 缺点：油气混合物流速对分离效果很敏感，有较大的压力降，油田上用的不多，但常用其原理作重力式分离器的入口分流器。,3 原油处理,目
11、前全国各油田绝大部分开发井都采用注水开发方式开采石油。从油井产出的油气混合物内含有大量的采出水和泥砂等机械杂质。世界上所产原油的90%以上需进行脱水。 对原油进行脱水、脱盐、脱除泥砂等机械杂质，使之成为合格商品原油的过程原油处理，国内常称原油脱水。,原油处理的目的,满足商品原油水含量、盐含量的行业或国家标准 含水要求： 我国 0.52.0 国际上 0.13.0，多数为0.2 原油允许含水量与原油密度有关：密度大脱水难度高的 原油，允许水含量略高。 含盐量的要求：我国绝大部分油田原油含盐量不高，商 品原油含盐量无明确要求，一般不进行专门的脱盐处理。,原油处理的目的,商品原油交易的需要 交易时要扣
12、除原油含水量，原油密度则按含水原 油密度。 原油密度是原油质量和售价的的重要依据，原油 含水增大了原油密度，原油售价降低，不利于卖方。 增大了燃料的消耗，占用了部分集油、加热、加工资源，增加了原油的生产成本。,原油处理的目的,商品原油交易的需要 交易时要扣除原油含水量，原油密度则按含水原 油密度。 原油密度是原油质量和售价的的重要依据，原油 含水增大了原油密度，原油售价降低，不利于卖方。 增大了燃料的消耗，占用了部分集油、加热、加工资源，增加了原油的生产成本。,原油处理的目的,增加了原油粘度和管输费用。 相对密度0.876的原油，含水增加1，粘度增大2；相对密度0.996的原油，含水增加1，粘
13、度增大4； 原油内的含盐水引起金属管路和运输设备的结垢和腐蚀，泥砂等固体杂质使泵、管路、其它设备机械磨损，降低管路和设备的使用寿命。 影响炼制工作的正常进行,原油乳状液,游离水 常温下用静止沉降法短时间内能从油中分离 的水，常在沉降罐和三相分离器中脱除。 乳化水 用沉降法很难脱除的水，与原油的混合物称 为油水乳状液（原油乳状液）。 脱除游离水后，原油密度越大，乳化水含量 越高。,原油中水的类型：游离水和乳化水,原油乳状液,乳状液 两种或两种以上不互溶或微量互溶的液体，其 中一种以极小的液滴分散于另一种液体中，这种分 散物系称为乳状液，乳状液都有一定的稳定性。 原油乳状液的类型 油包水型（W/O
14、）：油田最常见的原油乳状液。 水包油型（O/W）：在采出水中常存在，原油处理中 很少见，又称反相乳状液。,原油中水的类型：游离水和乳化水 原油处理常用的方法 热化学脱水 重力沉降 电脱水 加热脱水 机械脱水 各种常见脱水方法的共同点：创造条件使油水依靠密度差和所受重力不同而分层,原油处理的基本方法,1、热化学脱水 将含水原油加热到一定温度，并在原油乳状液中加入少量的表面活性剂(破乳剂)，破坏其乳化状态，使油水分离。 单纯用热化学脱水方法使原油含水达到合格，多数情况下是不经济的,2、重力沉降脱水 含水原油经破乳后，需把原油同游离水、杂质等分开。在沉降罐中主要依靠油水密度差产生的下部水层的清洗作用
15、和上部原油中水滴的沉降作用使油水分离，此过程在油田常被称作一段脱水。,3、电脱水 将原油乳状液置于高压直流或交流电场中， 由于电场对水滴的作用，削弱了水滴界面膜的强 度，促使水滴碰撞，合并成粒径较大的水滴，在 原油中沉降分离出来。 水滴在电场中的三种聚结方式 电泳聚结，偶极聚结，振荡聚结 静电 可以采用高压直流和交流电场,4、加热脱水 脱水原理 提高加剂油水混合物的温度，加速乳状液破乳和油水分离。 加热脱水的原则 1、尽可能降低加热脱水温度； 2、加热前尽可能脱除游离水，减少无效热能消耗； 3、有废热可利用场合，优先利用废热加热乳状液； 4、尽可能一热多用，节省燃料。,5、机械脱水 脱水原理
16、利用聚结介质亲水憎油并提供很大表面积的性 质，促使水滴聚结沉降。,机械脱水的优缺点 优点：无需加热 缺点：处理较脏或含蜡原油时容易堵塞聚结 材料的通道。 注：机械脱水一般不作为独立的处理过程， 常与其它脱水方法配合使用。,6、离心脱水 脱水原理利用离心场内离 心加速度大于重力加 速度，促进水滴的沉 降和油水分层。,水力旋流器,原油处理的目的,总结,目前，油田多采用“二段脱水”（热化学脱水及电化学脱水）达到脱水合格。一段脱水到含水30%左右，二段脱水达到原油要求的含水率0.5%以下。,4 原油稳定,使净化原油中的溶解天然气组分汽化，与原油分离，较彻底地脱除原油中蒸气压高的溶解天然气组分，降低储存温度下原油蒸气压的过程称原油稳定。 原油稳定通常是原油矿场加工的最后工序，经稳定后的原油成为合格的商品原油。,采用有稳定装置的全密闭流程可使油气蒸发损耗由1.52%降低为0.290.5以下。若流程不密闭，即使原油稳定装置运
