油气集输工艺简介

1、储运工程系 梁法春2013.6何为油气集输？何为油气集输？油藏勘探油藏勘探油田开发油田开发油气集输油气集输寻找石油资源寻找石油资源提供原料提供原料将分散的原料集中、净将分散的原料集中、净化处理，使之成为油田化处理，使之成为油田产品产品采油工程采油工程概括讲：概括讲：工作范围工作范围是以油井是以油井为起点，为起点，矿场原油矿场原油库或输油库或输油输气首站输气首站为终点的为终点的矿场业务矿场业务41、油气集输系统、油气集输系统油井油井计量站计量站联合站联合站合格原油合格原油合格天然气合格天然气达到排放或回注达到排放或回注标准的水或砂标准的水或砂气井气井气体处理气体处理设施设施压气站压气站输气管输气

2、管道系统道系统用户用户油气收集系统油气收集系统油气处理系统油气处理系统562、管道输送系统、管道输送系统: 原油、成品油、天然气原油、成品油、天然气首站首站中间站中间站末站末站储存设施或储存设施或用户管网用户管网3、油气储存与销售系统、油气储存与销售系统炼油厂炼油厂各级储备各级储备与分配库与分配库加油站加油站汽车汽车火车火车飞机飞机轮船轮船码头码头汽车汽车火车火车轮船轮船油井油井油田油田原油库原油库炼厂炼厂原油库原油库炼油装置炼油装置炼厂炼厂成品油库成品油库用户用户894、城市燃配气系统、城市燃配气系统长距离输气管末长距离输气管末站（储配站）站（储配站）城市燃城市燃气管网气管网调压调压站站建筑

3、物供建筑物供气系统气系统用户用户10油井计量油井计量集油、集气集油、集气油气水分离油气水分离原油脱水原油脱水原油稳定原油稳定原油储存原油储存天然气脱水天然气脱水天然气凝液回天然气凝液回收和储存收和储存含油污水处理含油污水处理11u油气收集工艺油气收集工艺-油井至联合站油井至联合站u油气处理工艺油气处理工艺-联合站内流程联合站内流程u油气输送工艺油气输送工艺-联合站至原油库联合站至原油库u油气储存工艺油气储存工艺 根据井口到集中处理站间站场的级数区分：根据井口到集中处理站间站场的级数区分： 集中处理站集中处理站井口井口计量计量( (计量接转计量接转) )站站集中处理站集中处理站矿场油库矿场油库井

4、口井口计量站计量站接转站接转站集中处理站集中处理站矿场油库矿场油库 布站方式13油井产物直接加压混输到站场，可采用二级或一级油井产物直接加压混输到站场，可采用二级或一级布站。适合边际油田开发。布站。适合边际油田开发。油井计量站中心处理站14 按管路内流动介质的相数，集输管路可分为单按管路内流动介质的相数，集输管路可分为单相、两相和多相管路。相、两相和多相管路。 矿场集输管路中大约有矿场集输管路中大约有70属于两相或多相属于两相或多相混混输管路输管路；油田范围内主要存在油气水三相，用一；油田范围内主要存在油气水三相，用一条管路输送一口或多口油井所产油气水的管路。条管路输送一口或多口油井所产油气水

5、的管路。n 混输技术广泛应用于：混输技术广泛应用于： 沙漠油田沙漠油田 陆地上的边际油田陆地上的边际油田 滩海油田及海上油田滩海油田及海上油田151、流型复杂多变、流型复杂多变 气泡流气泡流 气团流气团流16 分层流分层流 波浪流波浪流17 冲击流冲击流 不完全环状流不完全环状流18 环状流环状流 弥散流弥散流水平管内流型竖直管内流型212、存在相间能量交换和能量损失、存在相间能量交换和能量损失在气液两相流动中，由于两相的速度常常不在气液两相流动中，由于两相的速度常常不同，使气液相间产生能量交换和能量损失。同，使气液相间产生能量交换和能量损失。3、存在传质现象、存在传质现象油气混输管路中，随着

6、管线的延长，压力越油气混输管路中，随着管线的延长，压力越来越低，有气体析出，此时气体的质量流量来越低，有气体析出，此时气体的质量流量增加；而液体的质量流量减少，密度增加。增加；而液体的质量流量减少，密度增加。4、流动不稳定、流动不稳定在气液两相管路中，气液两相各占一部分管在气液两相管路中，气液两相各占一部分管路体积，当气液输量发生变化时，各相所占路体积，当气液输量发生变化时，各相所占管路体积的比例也将发生变化，这就会引起管路体积的比例也将发生变化，这就会引起管路的不稳定工作。在滩海油气混输管路中管路的不稳定工作。在滩海油气混输管路中甚至出现严重段塞流，影响油田生产。甚至出现严重段塞流，影响油田

7、生产。5、出现流动保障问题、出现流动保障问题存在油水乳化、结蜡、水合物堵塞、腐蚀等存在油水乳化、结蜡、水合物堵塞、腐蚀等流动保障问题。流动保障问题。（1 1）分离式多相流量计）分离式多相流量计分离式多相流量计分离式多相流量计工作工作原理原理 分离式多相流量计通常将多相流体只分为气相分离式多相流量计通常将多相流体只分为气相和液相，使用一台单相气体流量计测量气体流量，和液相，使用一台单相气体流量计测量气体流量，使用一台单相液体流量计测量液体流量，液相含水使用一台单相液体流量计测量液体流量，液相含水率可用一台在线水组分测量仪完成。率可用一台在线水组分测量仪完成。完全分离式多相流量计量原理图 GLCC

8、GLCC多相流量计工作原理多相流量计工作原理完全分离方法特点：优点：当气液相能实现完全分离，测量不受多相流波动的影响，精度高。缺点：（1）分离设备体积庞大，价格昂贵，并需要建立专门的计量站和测试管线，这在很大程度上增加了油田的开发成本。（2）测量周期长，需要对各口油井进行轮流计量。非分离式多相流量计非分离式多相流量计非分离式多相流量计的工作原理：非分离式多相流量计的工作原理： 不分离式多相流量计是在不对井液作任何分离不分离式多相流量计是在不对井液作任何分离的情况下实现油的情况下实现油、气气、水三相计量水三相计量, , 其技术难度主其技术难度主要体现在油、气、水三相组分含量及各相流速的测要体现在

9、油、气、水三相组分含量及各相流速的测定。定。Agar 多相流量计测量原理：采用正排量（测量原理：采用正排量（PDPD）流量计测定总体积流量；流量计测定总体积流量；由由2 2个文丘里管组成的双动个文丘里管组成的双动量流量计测定含气量；量流量计测定含气量；微波原油含水分析仪测定含微波原油含水分析仪测定含水率。水率。结构复杂，压力损失较结构复杂，压力损失较大，而且包括可动部件大，而且包括可动部件和电控阀门。和电控阀门。特点：优点：不需分离设备，体积小；缺点：测量受流体波动的影响，精度低多相增压技术多相泵的分类多相泵的分类旋转动力泵螺旋轴流泵旋转动力泵螺旋轴流泵容积式泵双螺杆泵容积式泵双螺杆泵双螺杆泵

10、对多相介质具有良好的增压效果、可靠性高，是双螺杆泵对多相介质具有良好的增压效果、可靠性高，是世界各国研发的重点。世界各国研发的重点。31质量含水率：质量含水率： 合格合格 1 优质优质 0.5 凝析油和稠油有不同的质量含水率要求凝析油和稠油有不同的质量含水率要求饱和蒸汽压：饱和蒸汽压： 最高储存温度最高储存温度(或或60)下原油的饱和蒸下原油的饱和蒸汽压不大于当地气压汽压不大于当地气压含盐量：含盐量： 不大于不大于50g/m332拔出的气拔出的气体，经过体，经过冷却、分冷却、分离。最后离。最后的干气与的干气与分离器出分离器出口气体同口气体同时外输时外输井排来油井排来油外输罐外输罐分离器分离器脱

11、水泵脱水泵缓冲罐缓冲罐换热器换热器稳定塔稳定塔外输泵外输泵加热炉加热炉加热炉加热炉加热炉加热炉电脱水器电脱水器冷凝分出的轻冷凝分出的轻油送到轻油罐油送到轻油罐储存外输储存外输联合站油气处理工艺流程33进站阀组进站阀组34油气分离器油气分离器35外外形形立式（占地面积小，适于处理含固体杂质较多的油气混合立式（占地面积小，适于处理含固体杂质较多的油气混合物）物）卧式（处理能力大，易于安装、检查、保养）卧式（处理能力大，易于安装、检查、保养）功功能能油、气两相分离器油、气两相分离器油、气、水三相分离器油、气、水三相分离器计量分离器计量分离器生产分离器生产分离器液塞捕集器液塞捕集器卧式分离器的结构 入

12、口分流器入口分流器: 油、气流向和流速突油、气流向和流速突然改变，使油气得以初步分离然改变，使油气得以初步分离集液区集液区:分离与缓冲分离与缓冲捕雾器捕雾器:聚结、合并成大油滴，在重聚结、合并成大油滴，在重力作用下流入集液区力作用下流入集液区分离器工作压力分离器工作压力:气体出口管线上的气体出口管线上的控制阀控制控制阀控制液位液位:液体排出管上的控制阀控制液体排出管上的控制阀控制 入口分流器类型 捕雾器 网垫除雾器网垫除雾器 拱板除雾器拱板除雾器 波纹板除雾器波纹板除雾器 除雾器碰撞分离工作原理 碰撞、凝聚：碰撞、凝聚：折板式，金属丝网折板式，金属丝网40414243444546存在形式存在形

13、式乳化水乳化水形成稳定乳状液形成稳定乳状液游离水游离水不相容，常温下可以沉降分离出不相容，常温下可以沉降分离出乳状液乳状液内相（分散相）内相（分散相）液滴液滴外相（连续相）外相（连续相）两种或两种以上不互溶或微量互溶的液体，其中一种以极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，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。乳状液都有一定的稳定性。47“油包水型乳状液油包水型乳状液W/O”：水以极微小颗粒分水以极微小颗粒分散在原油中，水是分散相（内相），油是连散在原油中，水是分散相（内相），油是连续相（外相

14、）续相（外相） 。“水包油型乳状液水包油型乳状液O/W”：油以极小颗粒分散油以极小颗粒分散在水中，油是内相、水是外相。在水中，油是内相、水是外相。形成条件为：形成条件为：剧烈混合、乳化剂（天然乳化剧烈混合、乳化剂（天然乳化剂）存在。剂）存在。48这副照片是油包水型的乳化油，较亮的是水珠这副照片是油包水型的乳化油，较亮的是水珠(放大放大400倍倍)。关键是破坏油水界面膜，促使水滴合并，沉降关键是破坏油水界面膜，促使水滴合并，沉降通过不同的方法，采取不同的工艺措施通过不同的方法，采取不同的工艺措施49将原油置于高压直流或交流电场中，由于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

15、滴界面膜的电场对水滴的作用，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。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适用于处理含水率小于30%油包水型乳状油包水型乳状液。液。聚结方式：电泳聚结、偶极聚结、震荡聚聚结方式：电泳聚结、偶极聚结、震荡聚结。结。50把原油乳状液置于通电的两个平行电极把原油乳状液置于通电的两个平行电极中，中，水滴将向同自身所带电荷极性相反水滴将向同自身所带电荷极性相反的电极运动的电极运动，即带负电荷的水滴向正电，即带负电荷的水滴向正电极运动，带正电荷的水滴向负极运动，极运动，带

16、正电荷的水滴向负极运动，这种现象称为电泳。因水滴的大小不等、这种现象称为电泳。因水滴的大小不等、带电量不同，运动速度也不同，水滴会带电量不同，运动速度也不同，水滴会发生碰撞聚结。发生碰撞聚结。电泳聚结主要发生在高压直流电场中。电泳聚结主要发生在高压直流电场中。诱导偶极：在高压直流或交流诱导偶极：在高压直流或交流电场中，原油乳状液中的水电场中，原油乳状液中的水滴受电场的极化和静电感应，滴受电场的极化和静电感应，使水滴两端带上不同极性的使水滴两端带上不同极性的电荷，形成诱电荷，形成诱 导偶极。导偶极。偶极聚结：电的吸引力及水滴在电场内偶极聚结：电的吸引力及水滴在电场内的振动，使水滴相互碰撞，合并成

17、大的振动，使水滴相互碰撞，合并成大水滴，从原油中沉降分离出来。水滴，从原油中沉降分离出来。52l交流电场中电场方向不断改交流电场中电场方向不断改变，水滴内的各种正负离子变，水滴内的各种正负离子不断做周期性往复运动，使不断做周期性往复运动，使水滴两端的电荷极性发生变水滴两端的电荷极性发生变化，界面膜受到冲击，强度化，界面膜受到冲击，强度降低，水滴聚结沉降。降低，水滴聚结沉降。n交流电场中，偶极聚结、振交流电场中，偶极聚结、振荡聚结为主荡聚结为主;n直流电场中，电泳聚结为主，直流电场中，电泳聚结为主，偶极聚结为辅。偶极聚结为辅。53 未加电场时液滴的分布未加电场时液滴的分布电场作用下电场作用下液滴

18、链的形成液滴链的形成54555657原油稳定原油稳定:将原油中挥发性强的轻组分脱出，降将原油中挥发性强的轻组分脱出，降低原油蒸汽压，这一工艺过程称低原油蒸汽压，这一工艺过程称原油稳定原油稳定。稳定脱出气体变成天然气、液化石油气和轻烃。稳定脱出气体变成天然气、液化石油气和轻烃。原油稳定方法：负压闪蒸、正压闪蒸和分馏。原油稳定方法：负压闪蒸、正压闪蒸和分馏。58 原油稳定的闪蒸压力（绝对压力）比当地大原油稳定的闪蒸压力（绝对压力）比当地大气压低即在负压条件下闪蒸，以脱除其中易挥气压低即在负压条件下闪蒸，以脱除其中易挥发的轻烃组分，这种方法称为原油发的轻烃组分，这种方法称为原油负压稳定法负压稳定法，又称为又称为负压闪蒸法负压闪蒸法。负压稳定的操作压力一般比当地大气压低负压稳定的操作压力一般比当地大气压低0.030.030.05MPa0.05MPa；操作温度一般为操作温度一般为50508080。该法适用于含轻烃较少的原油，当每吨原油的该法适用于含轻烃较少的原油，当每吨原油的预测脱气量在预测脱气量在5m5m3 3左右时，适合采