生产管理知识-油气集输工艺简介(ppt 43页)

中国石油大学（华东） 储运与建筑工程学院储运工程系 李琦瑰 油气集输工艺简介油气集输工艺简介 *1 主要内容 概述 油气分离 原油净化 原油稳定 天然气净化和加工 污水处理 *2 1、油气集输的研究对象 勘探开发和采油油气集输 一、概述 外输销售 油气集输的研究对象，即油田内部原油及其伴生气的收 集、加工处理和运输等问题。 概括来讲，油气集输的工作范围是以油井为起点，矿场 原油库或输油输气首站为终点的矿场业务。 *3 2、油气集输的工作内容 油气分离：分离的目的是便于各自的计量以及之后的加 工处理。 原油净化：脱除原油中所含的水、盐、泥砂等杂质。 原油稳定：拔出原油中的C1C4轻组分，降低原油的蒸 气压，以减少蒸发损耗。 天然气净化：脱除天然气中所含的H2O、H2S和CO2等杂 质气体。 天然气轻油回收：分出天然气中所含的C2+， C2+的烃类 是极其重要的化工原料，轻烃的价值十分显著，因此有必 要回收并切割成单一或混合组分产品。 水处理: 脱除油田生产污水中所含的污油，将净化污水 回注油层以保持油层压力。 *4 *5 3、油气集输工艺 油气收集工艺：油井至联合站 油气处理工艺：联合站工艺 油气输送工艺：联合站至原油库或输油输气首站 油气储存工艺 *6 联合站联合站 *7 8 进站阀组 *8 进站阀组 外输罐 分离器 脱水泵 缓冲罐 换热器 稳定塔 外输泵 加热炉加热炉加热炉 电脱水器 稳定拔出的气 体，经过冷却 、分离。最后 的干气与分离 器出口气体同 时外输。 冷却分出的轻油到轻油罐，通过轻油泵 可以进行外销。 *9 三脱： 原油脱水、脱气 伴生天然气脱轻油 三回收： 从伴生天然气中回收液化石油气或轻油 从污水中回收原油 回收污水 液化石油气或轻油 商品原油 商品天然气 净化污水 4、油田产品 *10 一、油气分离 组成一定的油气混合物，在一定的压力、温度条件下 ，充分接触足够长的时间就会形成一定比例和组成的气 液两相。 实现分离的设备：分离器。 *11 1、分离器类型 按外型分：立式，卧式 按功能分：两相、三相、计量、缓冲分离器，涤气器，闪 蒸罐，液塞捕集器等 按工作压力分：真空（6MPa）分离器 按工作温度分：常温、低温分离器 按实现分离主要利用的能量分：重力式、离心式和混合式 *12 2、卧式油气分离器 *13 3、立式油气分离器 与卧式分离器的不同： （1）气液界面的大小 （2）气体流向和气体中液 滴的沉降方向 （3）出油口位置 *14 4、卧式三相分离器 *15 5、立式三相分离器 *16 三、原油净化 1、原油中所含水的分类 一类是游离水，在常温下用简单的沉降法短时间内就能 从原油中分离出来； 另一类是乳化水，需要采用特殊的工艺（化学破乳、电 脱水）才能从原油中脱除。 乳化水与原油混合在一起形成原油乳状液（两种或两种 以上互不相溶或微溶的液体，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）。稳定乳状 液的形成条件是充分搅拌及乳化剂的存在。 *17 原油和水构成乳状液主要有两种类型。 一种是水以极微小的颗粒分散于原油中，称油包水型乳 状液，用符号W/O表示，此时水是内相或称分散相，油 是外相或称连续相，W/O型乳状液是油田最常见的原油 乳状液。 另一种是油以极微小颗粒分散于水中，称为：水包油型 乳状液，用符号O/W表示，此时油是内相，水是外相。 采出水中常存在O/W型乳状液。 此外，还有复合乳状液，即油包水包油型和水包油包水 型，分别以O/W/O和W/O/W表示。 *18 油水混合物进入底部水层 ，向上通过水层时，由于水 的表面张力较大，原油中的 游离水、粒径较大的水滴、 盐类和亲水固体杂质等并入 水层，这一过程称为水洗。 大罐脱水的原理是水洗和 沉降。 2、常压立式沉降罐 *19 3、电脱水器 将原油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，促进水滴的碰撞，使水滴 聚结成粒径较大的水滴，在原油中沉降分离出来。 适用于处理含水率小于30%油包水型乳状液。 *20 电脱水器 *21 四、原油稳定 稳定方法 闪蒸稳定 分馏稳定 经分离、脱水后的净化原油进行稳定处理。所谓稳定是将 原油中易挥发的轻质组分C1C4变成气体，与原油分开， 使经稳定后的原油蒸气压降低，减少储存和运输中的蒸发 损耗。稳定装置和油气分离器中分出的气体一并送往气体 处理厂进行净化和轻油回收作业。 其中闪蒸稳定又包括负压闪蒸和正压闪蒸，负压闪蒸在我 国应用最为广泛。 多级分离 *22 1电脱水器； 2稳定塔； 3负压压缩机；4冷凝器；5三相分离器； 6泵。 5070 0.050.07MPa（绝对压力） 0.30.4 MPa 2040左右 负压闪蒸典型工艺流程 *23 稳 定 塔 *24 五、天然气净化和加工 *25 1、天然气脱酸方法 按操作特点、脱酸原理，多种脱酸工艺可分类为六大类 ： 间歇法 化学吸收法 物理吸收法 混合溶剂吸收法 直接氧化法 膜分离法 *26 2、天然气脱水方法 天然气脱水可以采用的方法有：甘醇吸收脱水、固体干 燥剂吸附脱水、冷凝脱水以及国内外正在研发的膜分离 脱水等。 其中甘醇脱水和固体干燥剂脱水是油气田最常用的天然 气脱水方法。 能满足脱水要求的前提下，优先考虑选择甘醇吸收脱水 ，甘醇吸收脱水常用于管输天然气的处理。 但要求天然气深度脱水的情况需要采用分子筛脱水。 *27 轻油回收的方法 吸附法 油吸收法 冷凝分离法（应用广泛） 冷凝分离法是利用天然气中轻、重组分冷凝温度不同的 特点，在逐步降温的过程中将组分由重到轻依次分离出来 。 根据凝液回收目的的不同，冷凝温度不同，所采用的方 法分为浅冷法（-45以上）、中冷法（-45-100）和深 冷法（-100以下）。 3、凝液回收方法 *28 浅冷法主要用于控制天然气烃露点，防止输送管线内产 生气液两相；或以回收天然气内的C3+为目的。 节流膨胀制冷和冷剂制冷都可以实现浅冷。浅冷法只能 使天然气内C3的回收率达到中等至较大比例。 若要进一步提高C3收率并回收C2，必须进一步降低天然 气温度，需采用中冷或深冷法。 节流膨胀制冷、冷剂制冷和透平膨胀机制冷均可达到中 冷和深冷温度。其中透平膨胀机制冷在天然气凝液回收领 域内的使用占有主导地位。 *29 节约能源 保护环境 庞大的污水处理系统 回注地层 保持油层压力 提高油藏采收率 1、污水处理的常用方法 六、污水处理 重力沉降除油法重力沉降除油法 混凝沉降法混凝沉降法 气体浮选法气体浮选法 斜板除油法斜板除油法 过滤除油法过滤除油法 旋流分离法旋流分离法 *30 2、污水处理常用设备 压力式过滤罐 混凝除油罐 *31 3、污水处理工艺流程 集水管 配水管 分出浮油和分散油 分出乳化油 反冲洗 *32 END *33 商品原油的质量指标 质量含水率：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 。 饱和蒸汽压：最高储存温度(或60)下原油的饱和蒸气压 不大于当地大气压。 含盐量：不大于50g/m3。 * 净化污水的质量指标 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。 陆上排放污水的水质要求:排放污水含油低于5mg/L。 注水水质基本要求： 水质稳定，与油层水相混不产生明显沉淀； 水中不得携带大量悬浮物； 对注水设施腐蚀性小。 * 依靠油水密度差，在静止或流动状态下实现油水的 分离。这种除油法的效果与油滴直径有关，油滴愈大， 所受浮力愈大，愈易油水分离。 重力沉降除油法 * 混凝沉降法 污水中的污油一般呈三种状态存在：浮油、分散油和 乳化油。对于前两种靠重力沉降除油法一般就能获得较好 的除油效果。对于乳化油，因油颗粒太小，一般直径在10 微米以下，靠浮力上升至水面的速度太慢，再加上分子热 运动的影响，使得乳化油滴很难上升至液面。 混凝沉降法，就是向含油污水中加入一种化学混凝剂 ，让乳化油滴破乳，使油滴发生凝聚。颗粒变大，浮力增 加，以实现油水分离。 * 气体浮选法 由于气体密度较小，常把气体吹入污水底部，气 泡从水底向水面很快上升，上升过程由于气泡所受静 压减小，气泡逐渐变大，这样就可托带一些小油滴浮 到水面，加快油水分离速度，这就是气体浮选法除油 。 * 斜板除油法 在油水分离设备内加上许多并列的斜板，以此增大分 离设备的工作表面积，缩短油滴浮升的距离，改善水流的 稳定性，从而大大提高油水分离设备的分离效果。 重力分离除油设备的除油效率是其分离高度的函数， 减小除油设备的分离高度，可以提高除油效率。在其他条 件相同时，除油设备的分离高度越小，油滴上浮到表面所 需要的时间就越短，这就是所谓的“浅池理论”。 * 过滤除油法 含油污水通过一层石英砂、无烟煤或其它滤料后， 由于筛滤和吸附作用将污油截留并吸附在细小的砂粒滤 层或其它物质构成的过滤层中，使污水中的含油量大为 减少，这就是过滤除油法。截留在砂层中的原油，可通 过反向冲洗的办法，将砂层再生，重新恢复过滤能力， 继续使用。 * 旋流分离法 待分离的油水混合物在一定压 力下切向进入旋流器的圆筒段，在 器内形成强烈的旋转运动。进入锥 段高速旋转，由于离心沉降作用， 轻相（油）向旋流器轴心处运动，