油气田地面工程

1、油气田地面工程 石油大学（北京） 储运工程系 一、概述 二、原油集输系统 三、油气分离与计量 四、原油与天然气净化 五、原油稳定及轻烃回收 六、油田集气系统 七、注水系统 一、概论 4油气田开发方案与油气田地面工程 4油气田地面工程的任务及组成 4油气田地面工程设计及建设的特点 一、概论 （1）区块开发设计方案，开发方式、规模、 开采速度、井网布置、单井配产、采油方式、 机型选择、稳产年限和开发规划预测。另外， 气象资料、水文地质和原油物性资料等。地 面工程就是根据上述条件建设的生产设施。 （2）任务：利用上述生产设施按计划进行 生产作业，生产合格的原油和天然气。 组成：原油集输系统、集气系统

2、、注水系统 污水系统、输配电系统等。 （3）设计：总体室作规划，选择流程、确 定各级井站的隶属关系。工艺室根据规划室 的资料进行详细的施工图设计。 特点：区域广阔、设施分散、系统多。 一、概论 油气集输就是将分散于各井中的原油及天然 气进行收集和运输。在石油生产过程中，油气 集输是继油藏勘探、油田开发、采油工程之后 的重要生产阶段。油、气井的产物主要是原油、 天然气、水和某些杂质的混合物。原油和天然 气是油矿的主要产品，在它们被外输销售之前 还必须经过净化处理使之符合质量标准。 在油田，从井口采油到原油和天然气外输 之间所有的石油生产过程均属油气集输工作范 畴。 二、原油集输系统 油气集输 将

3、分散于各矿井的原油及 天然气收集、处理及运输 的生产过程 1、油气收集与计量 2、油气的分离与净化 主要生产环节 矿井与石油地面 生产设施的总合 油气集输系统 计 量油井气液分离 气 体 液 体 计 量 计 量 计 量 净 化 净 化 轻烃回收 原油稳定 污水处理 外输 外输 外输 1、建设规模、建设规模 2、能量利用（回压）、能量利用（回压） 3、分散、集中、密闭（压力罐，抽气）、分散、集中、密闭（压力罐，抽气） 4、计量和自动化（、计量和自动化（LACT、SCADA） 5、典型流程、典型流程 来自油井 分离器 集 油 管 集 气 管 流量计 图12 单井计量、分离流程 流量计 图13 集中

4、计量、分离流程 分 离 器 集 油 管 集 气 管 流量计 分 离 器 井 场 来 油 油气分离器 沉降脱水器 电脱水器 缓冲罐 脱水泵 气体处理 原油稳定 污水处理 加热炉 图117 典型的脱水流程 图14 单管流程 井 场 计量站 转油站 去脱水站 分 离 器 分 离 器 缓冲罐 井 场 去脱水站 图15 双管流程 计量转油站 分 离 器 分离缓冲罐 热水炉 加热，不加热，掺稀油加热，不加热，掺稀油 掺活性水，掺热油（液）掺活性水，掺热油（液） 蒸汽伴随蒸汽伴随 1、射状管网，、射状管网，2、支状管网，、支状管网， 3、环状管网、环状管网 1、二级管理（大二级，小二、二级管理（大二级，小二

5、 级），级），2、三级管理，、三级管理，3、一级半管理、一级半管理 三级管理 二级管理 规模优化 布局优化 运行优化 1、单管，井口加药降粘、单管，井口加药降粘 2、管线保温、投球清蜡、管线保温、投球清蜡 3、双管掺活性水、双管掺活性水 4、简化流程，一级、一级半流程、简化流程，一级、一级半流程 5、提高回压（回压、提高回压（回压/油压，大庆：油压，大庆：0.40.5 胜利：胜利：0.6） 新规范，自喷井新规范，自喷井1.0MPa，抽油机井，抽油机井1.5MPa。 三、油气分离与计量 一次分离 连续分离 多级分离 分离级数与压力 1 1 n n p p R 1 1 n pR 三、油气分离与计量

6、 单井计量：生产统计、油井状态监测， 预测油井的生产能力和寿命。 转油站、脱水站进油计量：生产单位间 的产量统计。 交油计量：贸易结算。 单井计量、单井分离 这种情况是指计量和 分离作业都在井场上进行。分离后气液分别 进入各自的管线，见图12。此种流程最为 分散。 集中计量、集中分离 这是将几口井的产物 集中到计量站上利用阀组轮流计量、分离或 在计量站上计量后再送到分离站上分离，见 图13。这种流程集中程度最高。 单井计量、集中分离 计量作业在井场上进 行，然后将气液混输至集中分离站。这种流 程的分散程度居前两者之间。 来自油井 分离器 集 油 管 集 气 管 流量计 图1 2 单 井 计量、

7、分离流程 流量计 图1 3 集 中 计量、分离流程 分 离 器 集 油 管 集 气 管 流量计 分 离 器 井 场 来 油 单井计量：连续作业。 多井计量：轮换作业。 自动化计量装置：LACT系统（SCADA系统）。 新式计量仪表：超声波、伽玛射线、差压、 电容、电导等。 四、原油与天然气净化 油气分离器 沉降脱水器 电脱水器 缓冲罐 脱水泵 气体处理 原油稳定 污水处理 加热炉 图1 1 7 典 型 的脱水流程 五、原油稳定及轻烃回收 原油是复杂烃类混合物，其中低碳烃 （C1C4）在常温、常压下是气体。这些轻 烃从原油中挥发出来时会带走大量戊烷、己 烷等组分，造成原油在储运过程中损失，并 污

8、染环境。脱出原油中的轻组分，降低原油 的蒸汽压，减少原油的蒸发损耗。 利用原油中轻重组分挥发程度不同，从原油中分离 出C1C4组分，从而达到降低原油蒸汽压的目的。实现 的方法主要有闪蒸法和分馏法。 负压闪蒸适用于密度大的原油，因其轻组分少；轻组 分多的原油宜采用加热闪蒸，此时汽化量大，若采用负 压闪蒸会使压缩机功耗过高。 负压闪蒸流程负压闪蒸流程 加热闪蒸流程加热闪蒸流程 在天然气中含有大量的C2C7组分，在 油田称之为轻烃，它们是石油化工的宝贵原 料。含有轻烃的天然气叫湿天然气，湿天然 气在管道输送过程中会析出液态烃，形成气 液两相的流动，给管道的运行管理带来困难。 因此，需要把轻烃从天然气

9、中分离出来。 1、吸附法、吸附法 2、油吸收法、油吸收法 3、冷凝分离法、冷凝分离法 在以上几种方法中，冷凝分离法因其对原料气适 应性强、投资低、效率高、操作方便等突出优点被 广泛采用，其它方法应用较少。 六、集气系统 系统管网。一般多与油系统同沟敷设， 起点多在转油站。气体处理厂多建在联 合站上，个别情况单独建站。油田的气 网分中压气网和低压气网和反输气网， 需要在规划时考虑。 气体的处理。净化、轻烃回收。 单独建站时可作为独立系统考虑，多数 情况下与集油系统统筹考虑。 （1）反盗油是现阶段的重点。盗油的信号 相对比较容易监测到。 （2）我国的管道在技术上相对比较落后， 许多管道没有泄漏监测系统，增加泄漏监测 系统受到SCADA系统的限制。 （3）我国地域广阔、气候复杂，原油物性 变化大，输油管道的运行参数差异明显，管 道上的输油设备种类多，技术水平参差不齐。 通用的监测系统不易推广。 四、捡漏技术与中国国情 七、注水系统 大多数油田天然能量不足，油井自喷时 间短，产量下降快，采油速度低。采用注水 方式补充地层能量，保持油田产量。 （1）边缘注水。注水井分布在油区的边缘， 油井在边缘的内测。有分缘上注水、缘内注 水和缘外注水。 （2）内部切割注水。对大面积油田，利用 注水井排