原油集输流程工艺介绍教学课件

1、第二章 原油集输流程集输站场的类型和功能；原油集输流程；常用集油工艺；不加热集油工艺。第1页，共73页。第一节、集输站场的类型和功能 原油集输系统站场按基本集输流程的生产功能可分为：采油井场，分井计量站，转接站，集中处理站（联合站）等四种站场。采油井场，分井计量站和转接站作用是集油、集气的生产设施，将油、气收集起来，输往集中处理站进行处理。1.集输站场的类型第2页，共73页。一座分井计量站管辖8-16口井；转接站根据油井可利用剩余能量和集油的距离来确定；集输站场的类型第3页，共73页。2.集输站场的功能采油井场能完成功能：控制和调节从油层采出的油和气数量，满足油田开发的需要；提供完成油井井下作

2、业的条件；保证将油井采出油和气收集起来。1.采油井场第4页，共73页。采油井场第5页，共73页。采油井场根据油层能量的大小、产量的大小、油气物性、自然环境条件确定采油方式和集输流程。按不同采油方式，采油井分为：自喷井、抽油机井、电动潜油泵井、喷射泵井、气举井等。第6页，共73页。采油井场采油井场主要流程和工艺设施设置应要求完成的工作：油井产出物正常集输；井口清蜡，洗井，加药防蜡，加热保温等；井口取样，测试，井下作业，关井，更换油嘴、测温、测压等；投产试运：油井建成后首先要进行投产试运，在投产试运满足要求后正式投入使用，应保证在不同环境、不同季节都能完成试运、预热、投产等要求；停产、事故处理：在

3、突发事故或停电造成油井停产的状态下，能保证油井集油管线进行吹扫或进行热水循环，确保集油管线不冻结。 第7页，共73页。2.分井计量站 任务：进行分井计量，测量管辖油井的油、气、水产量。分井计量站功能：油井采出的油、气的集中计量和集中管理；为完成油、气集输提供实施各种工艺措施，在采用掺热水（油）的油气集输方式时，可提供掺热水（油）分配阀组，以便向所管辖的油井分配和输送热水（油）。第8页，共73页。分井计量站计量站工矿复杂，其特点是：被测量的介质是油、水、气量的混合物，混合不均匀，混合比是经常变化的；油、水、气混合物的流量波动大，流态变化大，会出现段塞流；被测介质一般都不同程度地含有泥砂等杂质；测

4、量工况条件随油井的生产条件一起，经常变化。第9页，共73页。第10页，共73页。分井计量站油井来液进站阀组接转站或集中处理站两相计量分离器液体计量含水分析仪气体计量图2-1 两相计量站工艺原理流程框图第11页，共73页。分井计量站油井来液进站阀组接转站或集中处理站三相计量分离器原油计量含水分析仪气体计量图2-2 三相计量站工艺原理流程框图水计量第12页，共73页。分井计量站油井计量系统，基本要求是：连续自动计量和提高精度，可根据油田实际情况选用两相或三相分离计量装置。一般油田常用的是两相分离，三组分计量技术（包括密度法自动计量装置、含水分析法自动计量装置等）。但含水超过90%时，误差超过-+5

5、%，可采用三相分离计量技术。第13页，共73页。矿场油气集输新工艺采用多相流量计一起计量各井产出的油和气量，以便不用分离就将各井的产出液直接输往处理站。多相流量计多相在线计量器第14页，共73页。3.转接站 转接站功能：为液体增压为主要功能的集输场站。 在采油井口剩余压力不能满足设计流量下油气集输系统压力降要求时，为油水混合液增压输送需要设置转接站。 一般分为：无事故油罐的密封式转接站和常压油罐并具有一定储存能力的非密闭式转接站。 第15页，共73页。转接站 转接站任务：将从分井计量站来的油（液）、气混合物进行分离、计量或脱除游离水，然后将含水原油泵输至集中处理站，油田气靠自身压力输送至油气田

6、处理厂；还承担向计量站供掺水、保温、热洗清腊用的热水，投加防垢剂、破乳剂等任务。第16页，共73页。转接站 转接站要求： 前提必需保证承担的各项工艺任务，还应尽可能实现油气集输流程封闭，降低油气损耗，采用国内外先进工艺技术，节约能源，提高经济效益； 满足生产需要，简化流程，安全可靠，操作管理方便，利于实现自动控制，便于事故处理和测取资料数据等； 主要流程和辅助流程应安排合理，设备与管道布置合理，有利于工程安装，还要远近期结合考虑。第17页，共73页。4.集中处理站集中处理站（联合站）：是油田对原油、油田气和采出水进行集中处理的地方。内容：包括有油气分离、计量、原油脱水、原油稳定、天然气增压、污

7、水处理站、注水站等工艺流程及设施。第18页，共73页。第19页，共73页。第20页，共73页。集中处理站功能：接收油井、分井计量站或转接站输送来的油和气；对油和气进行分离、净化；对原油进行稳定，回收油田气体中的凝液等；将符合标准的原油、油田气、轻烃，经计量后分别输送到矿场油库和用户；含水原油中脱出的含油污水送至污水处理装置，处理后回注油层。第21页，共73页。集中处理站辅助工艺系统：加热供热系统（供站内各系统加热保温和对站外各系统的供热，如油管线伴随和掺热液加热）；锅炉房系统、污油、污水回收系统、设备扫线和气动仪表用的压缩空气系统、站内设备自动控制系统、供排水系统、供电系统、润滑系统、冷却系统

8、、消防系统、通讯系统。第22页，共73页。集中处理站特点：工艺流程复杂、操作繁琐、占地面积大、能耗多、效率低。目前国内油田主要采用：全密闭集输流程，采用高效、多功能设备、自动计量和控制技术、达到节能降耗，提高油田集输水平，降低了油气开采水平。第23页，共73页。第二节、原油集输流程油气集输工艺流程：在油田将各个油井生产出来的原油、天然气混合物，进行收集、传输、分离、计量、净化、稳定及其他处理直至生产合格的油、气产品的全部工艺过程。我国油田分布广，每个油田所处自然环境、社会环境不同，油藏性质、油藏能量、开发部署、原油物理性质、油气组分等都有很大差别，应针对气体情况有不同集输方案。第24页，共73

9、页。1.确定原油集输流程的基本原则工艺流程设计基本原则:有利于油田持续安全生产;降低油气集输工艺过程的油气损耗和自耗油、气量；工程投资要省，生产运行费用要低；要积极采用新工艺、新技术、新材料、新设备，促进油气集输工艺技术进步，获得最大的经济效益。第25页，共73页。2.集输流程的布站形式油气集输工艺按布站形式可分为：一级半（或一级）布站集输流程；二级布站集输流程；三级布站集输流程。第26页，共73页。一级半布站流程一级半布站流程：在各计量站的位置只设计量阀组，数座计量阀组（包含十几口井或一个油区）共用一套计量装置。其流程图如2-3所示。第27页，共73页。一级半布站流程 单井气液混输计量阀组

10、分井计量气液混输联合站油气计量油气分离原油脱水和稳定天然气脱水天然气凝液回收污水处理净化天然气液化石油气稳定轻烃合格原油合格污水图2-3 一级半布站集输流程第28页，共73页。一级半布站流程每座计量装置的使用范围确定计算式： Nm=tW/24T式中 Nm开发油区需设的计量装置数，座； W开发油区总油井数，口； T 油井计量周期，即要求多少天计量一 次，d; t 每口油井一次连续计量的时间，h。第29页，共73页。一级半布站流程由于多数计量站简化为计量阀组，而计量阀组至计量装置由计量管线相连，从而使集输流程大大简化。与二级布站流程相比，这种一级半布站流程的工程量大幅度减少，其工程投资显著降低。塔

11、里木东河塘油田则采用了“井口联合站”构成的一级布站集输流程，简化工艺，降低投资。第30页，共73页。二级布站流程 二级布站流程是指“井口计量站联合站”构成的布站流程形式； 根据油气输送的形式不同可分为二级布站的油气分输流程（图2-4）和二级布站油气混输流程（图2-5）。第31页，共73页。二级布站油气分输流程 单井气液混输 计量站 分井计量油气分离天然气联合站油气分离原油脱水和稳定天然气脱水天然气凝液回收污水处理净化天然气液化石油气稳定轻烃合格原油合格污水图2-4 二级布站油气分输流程框图含水原油第32页，共73页。二级布站油气分输流程优点：单井进站，分井集中周期性计量，简化了井场设施，油、气

12、分别处理；适合于汽油比较大、井口压力不高的油田；使用这种分输流程可以可以降低井口回压，提高计量站至联合站（或集中处理站）的输送能力。缺点：油、气分输，集气系统复杂，需多处分散进行露点处理，工程量、设备、钢材、投资消耗量大。第33页，共73页。二级布站油气混输流程 单井气液混输 计量站 分井计量气液混输联合站油气分离原油脱水和稳定天然气脱水天然气凝液回收污水处理净化天然气液化石油气稳定轻烃合格原油合格污水图2-5 二级布站油气混输流程框图第34页，共73页。二级布站油气分输流程优点：适合于气油比低、集输半径较小的油田；可以充分利用地层能量，从井口至联合站不再设泵接转，简化了集气系统，便于管理，节

13、省了大量投资，是目前国内各油田广泛选用流程。缺点：原油稳定、天然气凝液回收装置在处理量变化幅度大时适应性较差。第35页，共73页。三级布站流程该流程是在二级布站流程的基础上发展而来的；当集输半径很大时，在采油井口剩余压力不能满足设计流量下油气集输系统压力降要求、大量的采出水需要返输时，不管是从投资还是从管理和运行费用上看，显然采用二级布站是不合理的；部分小油田产量少，油品性质好，但单独为其建设原油稳定、天然气凝液回收装置又不够经济，因此，需要输至附近油田进行集中处理，这样产生了“中间过渡站”，即转接站。第36页，共73页。三级布站流程转接站目的：实现油水分离、管道增压、原油预脱水（原油中含水部

14、分脱出）、污水处理和注水，使采出水就地处理，将原油及天然气输送至设有原油脱水、原油稳定、天然气脱水、天然气凝液回收的联合站处理。三级布站集输流程图如图2-6所示。第37页，共73页。三级布站流程 单井气液混输计量站 油气计量气液混输联合站油气分离原油脱水和稳定天然气脱水天然气凝液回收污水处理净化天然气液化石油气稳定轻烃合格原油合格污水图2-6 三级布站混输流程框图转接站增压油气分离原油预脱水污水处理污水回注原油天然气第38页，共73页。3.原油密闭集输流程根据油田油气集输工艺的密闭程度分为:开式集输流程与密闭集输流程。密闭集输流程：石油与天然气等混合物从油井中出来，经过收集、中转、分离、脱水、

15、原油稳定、暂时储存，一直到外输计量各个过程都是与大气隔绝的集输流程。开式集输流程：若其中有部分过程不与大气隔绝。第39页，共73页。3.原油密闭集输流程原油集输全密闭流程（图2-7所示）主要包括:密闭集输，密闭处理，密闭储存，和轻油、污油回收。密闭指一下几方面：油气混合物从油井中出来在集输、中转、脱水、净化等过程中，所用的都是密闭的管道输送，而不是用油罐车等其他不能保证密闭的方法输送。油气混合物从油井中出来在净化处理和储存过程中使用的都是耐压容器，即在正常生产情况下，油气是不能与外界相互串通的，只有当容器内的压力超过一定极限时，安全阀才能打开。原油要经过稳定处理，天然气要脱除轻油和水，并且将轻

16、质油和污水回收。由于从含水油中脱除和沉降出来的污水中还有一定的原油，因而要将污水中的原油回收处理成合格的原油。在生产过程中排放的污油、污水、天然气等全部回收处理，中间不开口。第40页，共73页。3.原油密闭集输流程第41页，共73页。3.原油密闭集输流程密闭集输流程与开式流程相比优点如下：原油和天然气在集输过程中的损耗低，产品质量高，减少了对大气的污染；结构简单，减少了原油和水的接触时间，提高了脱水质量并降低了脱水成本；减少了加热炉和锅炉的热负荷，提高了整个油气集输系统的热效率；有利于提高自动化程度，提高管理水平；工艺流程简单、紧凑、省钢材、投资少。第42页，共73页。第三节、常用集油工艺我国

17、油田特征：高粘易凝原油；注水油田含水；矿场集输管路中输送的多是油包水型乳状液，其粘度比纯油高，低温流动性变差；原油性质差异很大。集油工艺：为完成油气收集和输送任务而采取的工艺措施。油田集油工艺主要有：加热集油工艺；掺液集油工艺；热源伴随保温集油工艺；不加热集油工艺；第43页，共73页。1.单管加热集油工艺单管加热集油工艺（其流程如图2-8所示）包括：井口加热、一条集输管道、油气混输。 油井加热炉气液混输计量站气液混输联合站图2-8 二级布站的加热保温流程框图第44页，共73页。1.单管加热集油工艺单管加热集油的特点如下：井场上一般都设有水套加热炉，它除用来加热油井产物外，还可以实现热油循环清蜡

18、。计量站设备简单，只有一条集油管线，节省钢材，对于地质复杂的油井适应性强；井场上水套加热炉给管理带来不便，难以实现自动化；停井或作业时需要清扫管线，否则会堵塞管线；对于无气或少气的油井，有时井场水套炉需要另敷设供气管线；第45页，共73页。第46页，共73页。2.掺液集油工艺掺液集油工艺（如图2-9所示）是在出油、集油管道中掺入常温水、热水、轻质油、低粘原油、以降低介质粘度，润滑管壁，防止结蜡，从而减少摩阻的输送工艺。掺液工艺从分井计量站到采油井井口有两条管道：集油管道和掺液管道。 油井计量站集油图2-9双管掺液集油工艺流程框图掺液掺液集油联合站第47页，共73页。3.掺液集油工艺掺液集油工艺

19、主要特点如下：能较好地解决高粘原油的开采问题；井场上不设加热炉，有利于实现集中控制和自动化管理；有效地降低油井回压，可适当扩大计量站的管辖井数和范围；对于掺水集油工艺，水可循环使用，但管线腐蚀、结垢严重。第48页，共73页。3.热源伴热保温集油工艺热源伴热保温集油工艺是：在出油、集油管线上设有外部热源伴随，以保持管线内流体的温度。热源伴热保温集油工艺主要集油方式：热水伴热集油;蒸汽伴热集油;电伴热集油等。第49页，共73页。热水伴热集油热水伴随保温集油工艺流程框图如图2-10所示： 油井计量站混合液回水混合液图2-10 热水伴随保温集油工艺流程框图联合站热水热水回水第50页，共73页。热水伴热

20、集油工艺热水伴热集油工艺特点：对集输困难的油井适应性强、井场简化、集中计量、管理方便，易实现集中控制和自动化;停井和作业方便，不会堵塞管线;集油工艺的可操作、安全性好；集油工艺需要三根管道，耗钢量大；管线结垢、腐蚀严重；计量站流程较复杂，不便于生产管理，其投资和经营费用都比较高。工艺适用条件：适用掺热水可能会影响油品性质、单井计量要求比较准确、油井产物又必须加热油田。第51页，共73页。蒸汽伴热集油工艺蒸汽伴热集油工艺与热水伴热集油工艺的流程基本相同。特点：两种集油工艺热量损失大，集输流程复杂，其投资和经营费用都比较高，除非特殊需要，一般不采用这两种工艺。第52页，共73页。电伴热集油工艺电伴

21、热集油工艺：是指用电能补充被伴热物体在集油工艺过程中的热损失，使流动介质温度在一定范围内。电伴热集油工艺主要有：电热带伴热和集肤效应电伴热。第53页，共73页。电热带伴热电热带按其作用方式分为：恒功率电热带(如图2-11所示)变功率电热带。第54页，共73页。电热带伴热图2-11 恒功率电热带外形第55页，共73页。电热带伴热恒功率型电热带特点：总的起动电流比较小，在运行过程中基本上无功率衰减。恒功率电热带热量稳定并且与长度成正比，使用的伴热带越长，输出的总功率越大；恒功率伴热带还受节长的限制，利用率较低。第56页，共73页。电热带伴热变功率是指：电热带的输出功率随被伴热介质温度的升高而下降，

22、反之则增加。变功率电热带工作原理如图2-13所示。原理(如图2-12所示)：在每根电伴热带内，母线的电阻随温度变化。当伴热带周围的温度变冷时，导电塑料产生微分子的收缩而使炭粒连接成电路，电流流经这些电路，使伴热带发热；当温度升高时，导电塑料产生微分子的膨胀，炭粒渐渐分开，引起电路中断，电阻上升，伴热带自动减少功率输出。适用范围：适用于短距离、伴热温度不高的集油管道伴热。第57页，共73页。电热带伴热图2-12 变功率电热带工作原理图第58页，共73页。集肤效应电伴热集肤效应：在交流电通过碳钢导体时，电流渐趋集中在导体表面通过的一种现象。邻近效应：是一对通过反向等电流导体间的一种电磁现象。集肤效

23、应电伴热（如图2-13所示）又叫管道工频加热法，用于管道伴热保温的新技术，适于较长距离的集油管道的伴热和加热。图2-13 集肤效应电伴热构成图第59页，共73页。集肤效应电伴热集肤效应电伴热特点：适应性广泛；运行安全可靠，安装维修方便；能耗低，经济效益好；便于实现自动化。第60页，共73页。第四节、不加热集油工艺不加热集油工艺原理：采用物理或化学方法，改善高凝、高粘原油在较低温度时的流动性，以实现不加热输送。物理方法：双管掺活性水、投球清蜡，强磁降粘等；化学方法：向原油中加入化学添加剂，使原油在输送过程中降粘或降凝，以改善流动性。第61页，共73页。自然不加热集油自然不加热集油原理：不采取任何

24、措施，停止伴热或加热，进行不加热输送的方法。一般适用于原油性质好、油温较高、原油高含水生产时期的油田。第62页，共73页。管线保温、投球清蜡不加热集油投球可分为自动投球装置或手动装置。适用于：含水较低或不含水、井口出油温度较低、凝点和粘度不太高、气油比较高的含蜡原油的油井。实践证明粘度不太高的含蜡（小于30%）原油都可以用这种方法实现不加热集输。第63页，共73页。乳化降粘不加热集油乳化降粘不加热集油原理：在原油乳状液中加入一定量的降粘剂，使原油乳状液由油包水型转相成为水包油型，降低乳状液的粘度，实现不加热集油。降粘剂一般为碱性化合物或表面活性剂或者该剂与其它药剂的复配物。适用：适用范围广，主

25、要适用于井口出油温度比较低，原油凝点低、粘度较好、原油含水不太高（20%）的油田，当含水较高时，效果更好。第64页，共73页。双管掺活性水不加热集油集油工艺方法：将表面活性剂加入脱油后污水中，在计量站经掺水泵输至井口掺入集油管线。技术特点：利用表面活性剂的亲油亲水平衡特性，在一定的温度和输送过程中的搅拌条件下，使原油以很小的油滴分散在活性水中，形成“水包油型”乳状液以降低油水混合物的粘度和凝固点。适用条件：用于粘度较高、不含水、低含水原油，其原理与乳化降粘方法相同，只是用在不同含水生产时期。第65页，共73页。原油磁处理不加热集油原理：采用磁处理技术降粘减阻技术，可以改善原油流动性，降低原油在

26、集输油管线中的摩阻（在外磁场作用，分子电子轨道磁矩在磁场按同一方向产生涡旋电场，涡旋电场使分子出现诱导偶极，无极性石蜡分子产生极性，带电胶质吸附石蜡表面防止蜡晶聚结、长大、形成结构，导致原油粘度降低）。特点：具有投资少、效益高，安装、维修及管理方便。第66页，共73页。原油磁处理不加热集油原油磁处理降粘规律：磁处理温度与降粘关系（如图2-14所示）；磁感应强度与降粘关系（如图2-15所示）；原油含水率与磁感应强度匹配关系（如图2-16所示）；磁处理时间和降粘关系（如图2-17所示）;磁处理降粘效果的保持时间（如图2-18所示）。第67页，共73页。原油磁处理不加热集油图2-14 磁处理温度与降

27、粘度的关系图图2-15 磁感应强度与降粘率关系图第68页，共73页。原油磁处理不加热集油图2-16 原油含水率与磁感应强度匹配关系图图2-17 磁处理时间与降粘率关系图第69页，共73页。原油磁处理不加热集油图2-18 磁处理降粘效果的保持时间第70页，共73页。第71页，共73页。作业题1，原油集输流程由哪些集输站场组成？各个站场的主要功能是什么？2，原油集输流程的主要布站形式有几种？各种流程中油井产出物的流向是怎样的？第72页，共73页。5、世上最美好的事是：我已经长大，父母还未老;我有能力报答，父母仍然健康。6、没什么可怕的，大家都一样，在试探中不断前行。7、时间就像一张网，你撒在哪里，

28、你的收获就在哪里。纽扣第一颗就扣错了，可你扣到最后一颗才发现。有些事一开始就是错的，可只有到最后才不得不承认。8、世上的事，只要肯用心去学，没有一件是太晚的。要始终保持敬畏之心，对阳光，对美，对痛楚。9、别再去抱怨身边人善变，多懂一些道理，明白一些事理，毕竟每个人都是越活越现实。10、山有封顶，还有彼岸，慢慢长途，终有回转，余味苦涩，终有回甘。11、人生就像是一个马尔可夫链，你的未来取决于你当下正在做的事，而无关于过去做完的事。12、女人，要么有美貌，要么有智慧，如果两者你都不占绝对优势，那你就选择善良。13、时间，抓住了就是黄金，虚度了就是流水。理想，努力了才叫梦想，放弃了那只是妄想。努力，

29、虽然未必会收获，但放弃，就一定一无所获。14、一个人的知识，通过学习可以得到;一个人的成长，就必须通过磨练。若是自己没有尽力，就没有资格批评别人不用心。开口抱怨很容易，但是闭嘴努力的人更加值得尊敬。15、如果没有人为你遮风挡雨，那就学会自己披荆斩棘，面对一切，用倔强的骄傲，活出无人能及的精彩。5、人生每天都要笑，生活的下一秒发生什么，我们谁也不知道。所以，放下心里的纠结，放下脑中的烦恼，放下生活的不愉快，活在当下。人生喜怒哀乐，百般形态，不如在心里全部淡然处之，轻轻一笑，让心更自在，生命更恒久。积极者相信只有推动自己才能推动世界，只要推动自己就能推动世界。6、人性本善，纯如清溪流水凝露莹烁。欲望与情绪如风沙袭扰，把原本如天空旷蔚蓝的心蒙蔽。但我知道，每个人的心灵深处，不管乌云密布还是阴淤苍茫，但依然有一道彩虹，亮丽于心中某处。7、每个人的心里，都藏着一个了不起的自己，只要