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1. 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,油井产物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。研 究对象:是油田内部原油及其伴生天然气的收集、加工处理、运输。设计总趋势:简化井 口;简化计量站;尽量采用二级布站;流程密闭;完善联合站、减少占地、方便管理。2. 油气集输在油田建设的地位:集输系统是油田建设中的主要生产设施,集输系统在油田生 产中起着主导作用。使油田生产平稳;生产合格的产品;集输系统的工艺流程、建设规模 对油田的可靠生产、建设水平和生产效益起着关键作用3. 油气集输的任务: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、混输、处理成原油、天然气、液化石油气,经储存、计量后输送给用户的过程。 内容:油气分离;原油净化;原油稳定;天然气净化;轻烃回收;水处理。4. 油田产品:商品原油;商品天然气;液化石油气;稳定轻烃;净化污水。5. 商品原有的质量指标:含水率(合格1%优质0.5%);饱和蒸汽压(储存温度下的不大 于当低气压)含盐量50g/m3商品天然气的质量指标:露点(最高输送温度下露点低于 输气管埋深处最低环境温度5C);硫化氢20mg/m3; C5+50g/m3;有机硫250mg液 化石油气的指标:C1+C23% C5+2%; 38C饱和蒸汽压15绝对大汽压,-1003;体积 含水率0.5%6. 油田生产对集输系统的要求:满足油田开发和开采的要求;反映油田开发的动态;节约能 源防止污染;安全可靠,灵活性;与辅助系统协调一致。经济效益等。7. 油气集输系统的压力:其回压是地面集输系统对油井的背压,是集输系统的起点压力。自 喷井回压应为油井油压的 0.4-0.5 倍,不低于 0.4mpa 否则工况的变化响油井产量的稳定8. 计量方式:集中、分散计量。9. 流程密闭措施:采用耐压卧式罐代替立式常压罐;采用油气混输泵;采用大罐抽气;利用 自喷井和抽油井的能量,减少转油环节。10. 布站方式:二级:计量站+联合站;三级:计量站+接转站+联合;一级半:井场阀组+联合。11. 管线:油、气、水单向管路,油气、油气水混输管路。出油、集油、输油、集气、输气 管线。站:计量、接转、计量接转、转油、联合、集中处理、增压集气、压气。12. 油气集输设计的评价标准:可靠性、适用、先进、经济。13. 原有分类方法:按组成、气油比、收缩性、相对密度和粘度、硫含量分类。14. 溶气原油物性:黑油模型:适用于压力、温度较高的油藏及油气两相流动条件下的溶气 原油物性的经验计算方法。天然气溶解度:单位体积脱气原油在某一压力、温度下能溶 解的天然气体积数。压力大,温度低,油气相对密度越接近,溶解气油比大。原油体积 系数:单位体积脱气原油溶入天然气后具有的体积数。温度高,气油密度接近,气油比 越大,体积系数越大。溶气原油密度:视密度、表观密度。融入气体密度减小。脱气原 油的相对密度愈大,溶解天然气的相对密度愈小。溶气原油粘度:变小。未溶解天然气 密度:溶的是较重组分,未溶解密度减小。溶气原油表面张力15. 脱气原油物性:倾点 5 秒内能流动的最低温度。凝点倾斜 45停留 1min 不流动的最高温度。密度;粘度;比热容;蒸气压。16. 气液相平衡:在一定温度、压力,组成一定的物系,当气液两相接触时,相间将发生物 质交换,直至各相的性质不再变化为止。油气分离即为相平衡分离。17. 一元体系的相特性:纯烃的饱和蒸气压是温度的单值函数,压力高,饱和蒸气压大。纯 烃气体温度高,难以液化。临界压力和温度是气液两相共存的最高压力和温度。18. 二元体系的相特性:相特性与组成有关,组成改变则相特性曲线和临界点亦随之而变。 饱和蒸气压不是温度的单值函数,饱汽化率小,饱和蒸气压大。二元临界温度在构成体 系组分临界温度之间,临界压力高于纯组分的临界压力。临界冷凝温度压力是气液两相 共存的最高温度和压力。温度高于轻组分临界温度时,仍能使轻组分部分或全部液化。 临界点附近存在反常区,当压力在临界压力和临界冷凝压力之间并保持不变,物系温度 变化时,可出现等压反常冷凝和汽化现象。多元特征:具备二元全部特征,但多组分混 合物的临界压力更高、包络线所围面积更大。影响相平衡因素:温度、压力、组成。19. 流速表观流速H丁混合流速均质流速滑移速度滑动比石漂移速度20. 质量寒气率体积含气率截面含气率“流动密度pf=BMpg+ (1 -B)pI 真实密度P=faiPg+ (l-fai)pl 均质密度p H= p = pf21. 气液混输管路特点:流型变化多(分层,波浪,环状,气团,段塞,气泡,弥散流。前 三分离,间歇,分散);存在时间能量交换和能量损失;存在相间物质;流动不稳定;非 牛顿流体和水合物问题。22. 气液两相管路处理办法:均相流模型(把气液混合物看成一种均匀介质,把气液两相管 路看作单相管路);分相流模型(气液两相的流动看作是气液各自分别的流动,把气相和 液相都按单相管路处理,计入相间作用);流型模型(前提是划分流型,然后根据流型特 点,分析流动特性并建立关系式)。23. B-B 法实验结论:管段倾角大于 3 时,未发现分层流;下坡段观察到的流型几乎都是分 层流;管路上倾时,有一最大的截面含液率;管路下倾时,有一最小的截面含液率。24. M-B法:时为环状流,RL -氏时为弥散流; 不管倾角多小,没有观察到分层流现象;管路下倾时常遇到分层流或气泡流; = Var液相粘度对流型的转变 都有较大的影响。倾管,在0-30度范围内下倾角越大分层流范围越大,超过30度下 倾角越大分层流范围越小;液体流量为定值时, 0时气泡流转变为冲击流的气体流 量比时要大得多;液体流量为定值时,上倾角愈小,由气泡流转变为冲击流的气体流量愈小。上倾管路易段塞,下倾易分层或气泡。25. 管路起伏对两相管流的影响:对流型的影;上坡段举升气液混合物所消耗的能量在下坡 段不能完全回收,有摩擦损失、滑脱损失。弗莱尼根的结论:管路下坡段回收的能量比 上坡段举升流体所消耗的能量小得多,可以忽略;上坡段由高差所消耗的压能与两相管 路的气相表观流速呈反比,表观流速趋于零时,高程附加压力损失最大;由爬坡所引起的高程附加压力损失与线路爬坡高度之总和成正比,和管路爬坡的倾角起终点高差无关26. 段塞流分类:水动力段塞流(波峰处,气体流速增大,局部压力比上、下游的压力低。 压差的作用下,波浪有增高的趋势);地形起伏段塞流(下坡管段为分层流。下坡段的液 体流向管路低洼处,低洼处下游上坡段的液体因重力而倒流,使管道低洼处液体积聚。 在局部堵塞的管道低洼处,气体流通面积减小,气体流速增大,气体带液能力增强,使 上坡段的含液率大幅增加);27. 强烈段塞流:具有周期性,一个周期有四个过程。立管底部堵塞、立管排液、液塞加 速、立管排气;之后,气体流速减小,出油管压力快速下降,下降到一定程度又开始新 一轮循环。出油管下倾、管内气体流量很小和气液呈分层流动是产生前提。抑制:减小 立管直径,增加出油管压力和立管内的气液流速;增加附加设备,立管底部注气,采用 海底气液分离器,在海底或平台利用多相泵增压,立管顶部节流。28. 清管:正常生产中;竣工阶段;投产前(液氮干燥、干空气干燥、甲醇干燥)29. 气液分离的内容:平衡分离;机械分离。分离方式:一次分离(最少),连续分离(水最 多),多极分离。分离效果的衡量标准:储罐中原油的收率、密度、组成是否合理;天然 气的组成是否合理、输送压力。多级分离与一次分离的比较:原油收率高、密度小、组 成合理;天然气组成合理,输送压力高。为什么多级分离优于一次分离?效果分析携带 效应;压力愈高,重组分分子在气相中的浓度愈低;气体排出越及时,以后携带蒸发的 机会越少,重组分分子进入气相的机率越小。结论:连续分离所得的液体量最多,一次 平衡分离所得的液体量最小。在多级分离中,级数越多,液体的收率越大,液体的密度 越小。分离器基本组成:入口分流器、重力沉降区、捕雾器、集液区、压力液位控制部 件、安全防护部件。影响分离器分离平衡气液相比例和组成的因素是分离压力温度石油 组成。分离器质检指标:相平衡程度(原油脱气程度,天然气后质量增加率)机械分离 效果(气体带液率,液体带气率)分离器尺寸(气体允许流速,原油所需停留时间)。 卧式1/2D-2/3D。油气分离中起小油滴和气体分离作用的部件称除雾器,除雾器应能除 去气体中携带的粒经为150500 U m微米的油雾。 游离水和乳化水30. 原有处理(原有脱水):进行脱水、脱盐、脱除泥沙等机械杂质,使之成为合格商品原 油。目的:满足水含量、盐含量的标准;交易需要;减少燃料消耗,减少原油的生产成 本;减少原油粘度和管输费用;含盐引起管路或设备的结垢和腐蚀,降低寿命;影响炼 制工作。常用方法:化学破乳剂;重力沉降;加热;机械;离心;电脱水;蒸发脱水31. 原油乳状液类型:油包水;水包油(o/w)。生成条件:存在2+互不相溶的液体;强烈搅 动;乳化剂存在。影响乳状液稳定的因素:分散相颗粒;外相原油粘度;油水密度差; 界面膜和界面张力;老化;内相颗粒表面带点;温度;原油类型;相体积比;水相盐含 量; PH 值。温度对稳定性的影响:降低外相原油粘度;提高乳化剂溶解度,削弱界面膜 强度;加剧内相布朗运动。影响粘度因素:外相粘度;内相体积浓度;温度;分散相颗 粒;乳化剂及界面膜性质;内相颗粒表面带点。防止生成措施:减少搅拌;管径不宜太 小减少弯头、三通等局部阻力;利用地形输送;避免反复减压增亚;分出伴生气;阀门 严密性;尽早脱水。乳化剂是能够改善乳浊液中各种构成相之间的表面张力,使之形成 均匀稳定的分散体系或乳浊液的物质32. 破乳剂作用(表面活性剂):降低乳化水滴的界面张力和界面膜强度;消除水滴间的静电 斥力;聚结作用;润湿固体。类型:离子型;非离子型(用量小,不产生沉淀,脱出水 含油少,成本低)(水溶型,油溶,部分溶水部分溶油)评价:脱水率;出水速度;油水 界面状态;脱出水含油率;最佳用量;低温脱水性33.重力沉降脱水影响因素:破乳剂的选择和用量,油水混合物性质;配液管工艺设计;溶 解气的析出。优点:无需加热;操作简单;原油轻质组分损失少。缺点:不适用气油比 大的乳状液;不适用于海洋原有处理;投资、检查费用高;热损失大;存在截面流动不 均、短路流及流动死区。沉降罐主要依靠水洗作用和重力沉降作用使油水分离。沉降罐 效率衡量标准:沉降时间、操作温度、原油中剩余含水率、脱出水含油率。34. 加热脱水:提高温度加速破乳和油水分离。机械脱水:优点:无需加热。缺点:处理较 脏或含腊原油时容易堵塞通道。离心脱水35. 静电脱水:电场对水滴作用,削弱水滴界面膜强度,水滴碰撞,较大属地,沉降分离。 聚结方式:电泳(高压直流电场中)、偶极、振荡聚结。静电使用条件:油包水型;含水 率小于 30。静电特点:较低温度下破乳,节能减少损失;处理量大适用于海洋;净化原 油含水率低,结垢腐蚀小;投资费用高。交流脱水特点:净化油含水率较高;脱水效率 低;易短路;水中含油率低;电路简单。静电脱水主要在电极区进行,直流在整个;直 流以电泳偶极为主,交流以偶极震荡为主。交直流脱水:中上部直流,下部交流。 在电脱水中,如果油水界面张力增大,可以使产生电分散的电场强度增加。 电泳聚结:电泳过程中水滴的碰撞、合并。偶极聚结:电的吸引力及水滴在电场内的震 动,使水滴相互碰撞,合并成大水滴,从原油中沉降分离出来。振荡聚结:交流电场中 电场方向不断改变,水滴内的各种正负粒子不断做周期性王府运动,使水滴两端的电荷 极性发生改变,界面膜受到冲击,强度受到冲击,水滴聚结。 电场强度施加过大是电脱水产生电分散现象的主要原因。
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