油 气 集 输

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1、职工培训中心 胡金国,油 气 集 输,一、课程学习的基本目的与收获1.明确油气集输系统的任务，掌握各主要工艺环节的设计原则和计算方法；2.掌握油气集输过程中涉及的设备的基本原理和基本参数的计算方法；3.提高提出问题、分析问题和解决问题的能力。,课程介绍（续1）,二、课程的主要内容1.油气集输任务及油气集输流程油气集输系统的任务、地位及主要工艺环节；主要石油产品及其质量指标；油气集输流程；海上油气集输特点。2.油田开发及开采石油地层内流动状态；油气水在井筒中的流动；自喷井和深井泵采油。3.原油和天然气的分离(重点）原油和天然气的相平衡；油气分离方式和操作条件；油气分离器分类、选型及工艺参数计算。

2、,课程介绍（续2）,4.油气水混输管道(重点）混输管道的流动参数和技术术语；混输管路的特点和处理方法；水平气液两相管路的压降计算；倾斜气液两相管路的压降计算。 5.原油净化原油乳状液的类型、生成机理、物性；原油脱水的基本方法；化学破乳、重力沉降和电脱水；原油电动态脱盐技术。,课程介绍（续3）,6.原油稳定原油稳定基本原理；原油稳定工艺；原油稳定工艺的选择及工艺参数的选择；原油稳定设备。7.水处理系统含油污水水质及处理标准； 污水处理工艺与流程；开式排放系统 。,课程介绍（续4）,第一章 油气集输概述 第二章 油田开发及开采 第三章 原油和天然气的分离 第四章 油气水混输 第五章 原油净化 第六

3、章 原油稳定 第七章 水处理系统 课堂讨论,第一章 油气集输概述,1-1 油气集输系统的任务、地位 1-2 油气集输系统工艺流程 1-3 主要石油产品及其质量指标 1-4 海上油气集输特点,1-1 油气集输系统的任务、地位,一、油气集输工程在油田建设中的地位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，使油田平稳生产，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产品的质量合格。,1-1 油气集输系统的任务、地位（续1）,1-1 油气集输系统的

4、任务、地位（续2）,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、生产效益起着关键性的作用。,二、油气集输工程的任务为了满足油气开采和储运的要求，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油田生产过程称为油气集输过程。,1-1 油气集输系统的任务、地位（续3）,对于海洋石油开采过程中的油气集输过程，主要是在海上平台将海底开采出来的原油和天然气，经过采集、初步加工处理、短期储存，再经单点系泊等设施装船外运或经海底管道外输。 三、油气集输工程的内容1.分井计量

5、测出单井产物中的原油、天然气、采出水的产量值，作为监测油藏开发动态的依据之一。,1-1 油气集输系统的任务、地位（续4）,2.集油、集气将分井计量后的油气水混合物汇集送到油气水分离站场。,1-1 油气集输系统的任务、地位（续5）,3.油气水分离将油气水混合物在一定压力条件下，经几次分离成液体和不同压力等级、不同组分的天然气；将液体分离成含水原油及游离水；必要时分离出固体杂质，以便进一步处理。,1-1 油气集输系统的任务、地位（续6）,4.原油脱水将乳化原油破乳、沉降、分离，使原油含水率符合出矿原油标准。,1-1 油气集输系统的任务、地位（续7）,5.原油稳定将原油中的易挥发组分脱出，使原油饱和

6、蒸气压符合出矿原油标准。,1-1 油气集输系统的任务、地位（续8）,6.原油储存将出矿原油盛装在常压油罐中，保持原油生产与销售的平衡。,1-1 油气集输系统的任务、地位（续9）,7.天然气脱水脱除天然气中的饱和水，使其在管线输送或冷却处理时，不生成水合物。对含CO2及H2S天然气可减缓对管线及容器的腐蚀。8.天然气轻烃回收脱除天然气中烃液，使其在管线输送时烃液不被析出；或专门回收天然气中烃液后再进一步分离成单一或混合组分作为产品。,1-1 油气集输系统的任务、地位（续10）,天然气和伴生气的组分都是C1C4和C5，只是含量不同。C5是直馏粗汽油的主要成分，把它分出以后作以下用途：（1）掺回原油

7、，提高原油的质量和炼油厂的汽油收率；（2）轻油直接对外销售。轻油的密度一般小于0.7，如果直接由发动机使用，可产生爆震，损坏气缸。,C3、C4是液化石油气的主要组分。,C4即丁烷气，也即为气体打火机所用的气体。,C2即乙烯，是最廉价的原料。,C1为主的干气作为商品天然气外输。,由此可见，轻烃回收对提高油田产品的质量和提高经济效益有重要的意义。,9.烃液储存将液化石油气、天然气分别盛装在压力油罐中，保持烃液生产与销售平衡。,1-1 油气集输系统的任务、地位（续11）,1-1 油气集输系统的任务、地位（续12）,10.输油、输气将出矿原油、天然气、液化石油气、天然汽油经计量后，用管线配送给用户。1

8、1.水处理系统（污水处理注入水处理）水处理系统包括含油污水处理系统和注水系统。常规的含油污水处理流程为：从分离器分离出来的含油污水首先进入斜板隔油器中进行油水分离，然后进入气浮选器进行分离，如果二级处理后仍达不到规定的含油指标时，可增设砂滤器进行三级处理，处理合格后的污水排放。,1-1 油气集输系统的任务、地位（续13）,近年来发展了水力旋流器处理含油污水。水力旋流器处理量大，占地面积小而得到广泛使用，但对于高密度稠油油田的含油污水处理效果不好。注水系统从注水的来源不同而分为三类：注地层水、污水回注和注海水 。海水注水系统是海洋石油生产的一大特色。海水通过海水提升泵抽到平台甲板上，经粗、细过滤

9、器过滤掉悬浮固体，再进入脱氧塔中脱去海水中的氧，脱氧后的海水经增压泵，注水泵注入到地层中去。,1-1 油气集输系统的任务、地位（续14）,近年来由于环境保护的要求，经处理后的含油污水也回注到地层中去。水源井注水是从采水地层，利用深井泵将地层水抽出，经粗、细过滤器滤掉悬浮颗粒达要求后，经注水泵将地层水注入到油层中。,1-2 油气集输系统工艺流程,一、油气集输单元工艺流程内容油气集输工艺流程是根据各油田的地质特点、采油工艺、原油、天然气物性和自然条件、建设条件制定的，没有固定的模式。但是油气集输工艺流程的单元内容基本是相同的，但实现这些单元内容工艺方法是可以根据实际情况进行选择。,1-2 油气集输

10、系统工艺流程（续1）,单元内容包括：分井计量集油、集气、输油、输气油气水分离原油脱水原油稳定原油、天然气及烃液产品的储存天然气脱水天然气及烃液回收交接计量水处理,1-2 油气集输系统工艺流程（续2）,二、油气集输系统工艺流程将油气集输各单元工艺流程合理组合，即成为油气集输系统工艺流程。组合的原则是：1.油气密闭输送、处理，各接点处的压力、温度、流量相一致。2.井产物是自然流入油气集输系统，流量、压力、温度瞬间都有变化，流程中必须设有缓冲、调控设施，以保证操作平稳，产品质量稳定。,1-2 油气集输系统工艺流程（续3）,3.油气集输单项工程所用化学助剂，要互相配伍，与水处理过程中的杀菌、缓蚀等药剂

11、要配伍。 4.自然能量与外加能量的利用要平衡。,三、现行典型的矿场油气集输工艺1.单井进站、集中计量、油气分输流程井产物经出油管线到分井计量站，经气液分离后，分别测出单井油、气、水的产量值，在油气水分离器出口之后油气分别输送。（见图1-1）,1-2 油气集输系统工艺流程（续4）,图11 油气分输流程框图,1-2 油气集输系统工艺流程（续5）,油气分输流程特点：优点简化井场、分井集中周期性计量、油气水分别处理。出油集油集气管线分别采用不同的输送工艺，对不同压力、不同产量的油井都能适应，对油田中后期井网的调整比较灵活，操作方便可靠，且易于集中控制管理。缺点油气分输、集气系统复杂，需要多处分散进行露

12、点处理，工程量、设备、钢材、投资消耗量大。,1-2 油气集输系统工艺流程（续6）,2.单井进站、集中计量、油气混输流程井产物在分井计量站分别计量油气水产量值后，气液再度混合经集油管线进入集中处理站集中进行油气分离、原油脱水、原油稳定、天然气脱水、回收天然气烃液。产品经储存、计量后，原油、天然气、液化石油气、天然汽油分别配送给用户，采出水集中处理,1-2 油气集输系统工艺流程（续7）,图1-2 油气混输流程框图,1-2 油气集输系统工艺流程（续8）,采出水集中处理后需要有处理合格采出水的油气混输流程特点：优点除了油气分输流程的优点外还简化了集气系统。缺点原油稳定及回收天然气凝液在处理量变化幅度大

13、时操作不适应，经济效益差。 管网，配给各注水站。,1-2 油气集输系统工艺流程（续9）,3.三级布站油气混输流程在油气集输流程的基础上，将油气分离、原油脱水与采出水处理和注水集中建站，使采出水就地利用。将脱水原油及天然气输到设有原油稳定、天然气脱水、回收天然气烃液、产品储存的站场，计量后配送给用户。,1-2 油气集输系统工艺流程（续10）,图1-3 三级布站油气混输流程框图,特点：避免了建设处理合格采出水的管网，可建设规模较大的原油稳定和回收天然气凝液的装置。,产品及其质量指标 1-3 主要石油,一、主要石油产品油田生产的商品有原油、天然气和液化石油气等。 二、产品质量指标1. 原油（1）质量

14、含水率合格原油含水率不大于1，优质原油含水率不大于0.5。对于凝析油和稠油有不同的质量含水率要求；,1-3 主要石油产品及其质量指标（续1）,（2）饱和蒸气压储存温度(或60)下原油的饱和蒸气压不大于当地气压；（3）含盐量不大于50g/m3。2.天然气（1）露点温度最高输送压力下天然气的露点应低于输气管埋深处最低环境温度5；,1-3 主要石油产品及其质量指标（续2）,（2）硫化氢含量不大于20mg/m3；（3）C5含量不大于10mg/m3；（4）有机硫(CS2和COS)含量不大于250mg/m3。3.液化石油气液化石油气主要由C3和C4组成，其组成要求为：,1-3 主要石油产品及其质量指标（续

15、3）,（1）C1C2含量不大于3(分子百分数)；（2）C5含量不大于2(分子百分数)；（3）饱和蒸气压 38时的饱和蒸气压不大于15个大气压（绝对）；10时的饱和蒸气压大于3个大气压（绝对）；（4）体积含水量不大于0.5。,1-3 主要石油产品及其质量指标（续4）,4. 净化污水对于净化污水有两个标准，分别为回注标准和排放标准，对其所含杂质的要求不同，这里不作介绍。 三、油田生产对集输系统的要求油田生产是由开发、开采和集输构成的。因此，油气集输是油田生产中很重要的生产阶段，无论新油田的开发建设，还是已开发油田的调整改造，油气集输必须适应油田生产全局的需要，满足以下几点要求：,1-3 主要石油产

16、品及其质量指标（续5）,1.满足油田开发和开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：（1）油井数量增加，含水量上升，产液量增加；（2）自喷井间歇自喷或改抽；（3）个别抽油井改为注水井；（4）生产层系调整，油品物性发生变化,1-3 主要石油产品及其质量指标（续6）,1-3 主要石油产品及其质量指标（续7）,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、气油比、温度、压力等的变化。油田的这一生产特点要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。,