油气集输工艺 概述及概述及油气集输工艺流程油气集输工艺流程 油气分离油气分离 原油处理原油处理 原油稳定原油稳定 油气长距离管线输送油气长距离管线输送 油气储存油气储存( (自学自学) ) 本章内容 原油处理工艺 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 n n 油气计量油气计量：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。输至用户前的计算。 n n 集油、集气集油、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、天然气分别汇集送至原油处理及天然气集气厂站。水原油、天然气分别汇集送至原油处理及天然气集气厂站。 n n 油气水分离油气水分离：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。油及含油污水，必要时分离出固体杂质。 n n 原油脱水原油脱水：将含水原油破乳、沉降、分离，使原油含水率符合要求将含水原油破乳、沉降、分离，使原油含水率符合要求 n n 原油稳定原油稳定：将原油中的将原油中的C1-C4C1-C4等轻组分脱出，使原油饱和蒸汽压符合标准等轻组分脱出，使原油饱和蒸汽压符合标准 。 n n 原油储存原油储存：将合格原油储存于油罐中，维持原有生产与销售的平衡将合格原油储存于油罐中，维持原有生产与销售的平衡 n n 天然气脱水天然气脱水：脱出天然气中的水分，保证其输送和冷却时的安全脱出天然气中的水分，保证其输送和冷却时的安全 n n 轻烃回收轻烃回收：脱出天然气中部分脱出天然气中部分C2-C5,C2-C5,保证其输送和冷却时不析出液烃保证其输送和冷却时不析出液烃 n n 液烃储存液烃储存：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）； 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 n 油田地面集输系统有各种站和管线组成。 n 管线按所输送的介质分为气、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 。 n 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 n 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 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。 n 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 n 入口分流器 n 重力沉降区 n 集液区 n 捕雾器 n 压力、液位控制 n 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 n 目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。 n 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）：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 n 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。 n 单纯用热化学脱水方法使原油含