第31期技术讲座-油气集输工艺

1、油气集输工艺 张丽萍. 概述及油气集输工艺流程 油气分别 原油处置 原油稳定 油气长间隔管线保送内 容. 概述及油气集输工艺流程 油气分别 原油处置 原油稳定 油气长间隔管线保送内 容.1 概述及油气集输流程 油气集输研讨对象是油气田内部原油、伴生天然气的搜集、加工和运输。 油井油气混输管道干线集气管道支线集气管道计量站原油处置站集油管道输油管道油库输气总站外输外输(运).油气集输的任务义务是将分散的油井产物、分别测得各单井的原油、天然气和采出水的产量值后，聚集、处置成出矿原油、天然气、液化石油气及天然汽油，经储存、计量后保送给用户的的油田消费过程。油气集输的任务范围是指以油井为起点，矿场原油

2、库或输油、输气管线首站为终点的矿场业务。 油气集输任务义务与范围.油气计量：包括单井产物油、气、水的计量以及油气在处置过程中、外输至用户前的计算。集油、集气：将分井计量后的油气水混合物聚集送四处置站，或者将含水原油、天然气分别聚集送至原油处置及天然气集气厂站。油气水分别：将油气水混合物分别成液体和气体，将液体分别成含水原油及含油污水，必要时分别出固体杂质。原油脱水：将含水原油破乳、沉降、分别，使原油含水率符合要求油气集输任务内容.原油稳定：将原油中的C1-C4等轻组分脱出，使原油饱和蒸汽压符合规范。原油储存：将合格原油储存于油罐中，维持原有消费与销售的平衡天然气脱水：脱出天然气中的水分，保证其

3、保送和冷却时的平安轻烃回收：脱出天然气中部分C2-C5,保证其保送和冷却时不析出液烃液烃储存：将液化石油气、液化天然气分别装在压力罐中，维持其消费与销售的平衡油气集输任务内容.油田消费对集输系统的要求1、满足油田开发和开采的要求 由地质和油藏工程师提出合理的开发设计，由采油工程师制定开发方案，确定相应的采油措施，由此确定相应的集输系统消费规模、工艺流程、总体规划以及相应的工程内容，从而保证采输协调、消费平稳，促进油田的开发和开采。油田消费的特点是延续的、又是不平衡的，主要缘由在于： a.油井数量添加，含水量上升，产液量添加； b.自喷井间歇自喷或改抽； c.个别抽油井改为注水井； d.消费层系

4、调整，油品物性发生变化。.油田消费对集输系统的要求2、集输系统可以反映油田开发和开采的动态 油田开发和开采的变化，反映到地面集输系统中就是：油、气、水产量、出砂量、油气比、温度、压力等的变化。 油田的这一消费特点要求油气集输系统的工程设备随之作出相应的调整，要思索能以地面设备的少量变化去适用油田开发不同时期，不同阶段的要求。.油田消费对集输系统的要求3、节约能源、防止污染、维护环境 a.充分利用自喷井、抽油井的能量，减少转油环节，在有条件的油田提高第一级的分别压力，减少动力耗费； b.流程密闭，降低损耗； c.充分搜集和利用油气资源，消费稳定原油、干气、液化石油气、天然汽油等产品，减少油田消费

5、的自耗气量； d.采用先进高效的处置设备，如高效分水设备、高效注水泵等。.油田消费对集输系统的要求3、节约能源、防止污染、维护环境 在油田消费过程中必然要产生： 废液含油污水、污油； 废渣含油泥砂、污垢； 废气加热设备排放气、特殊情况下的放空天然气。 假设不加以处置，随意排放，必然对环境呵斥污染，甚至破坏生态平衡。因此在制定集输方案时，应该思索到环境维护方面，使方案附合国家环保制度的要求。.油田消费对集输系统的要求4、集输系统应平安可靠，并有一定的灵敏性 集输系统的消费运转是延续的，无论哪一个环节发生缺点都会或多或少地对全局消费产生影响； 另外，油田地域大，点多、面广、线长，抢修困难，要求集输

6、系统简单、可靠、平安。一旦发生异常情况，要有调整的余地。.油田消费对集输系统的要求5、与辅助系统协调一致，并有经济性 集输系统要满足提高经济效益的原那么。具有经济性，满足国家规范或有关规定，并且与供排水、供电、道路、通讯、土建等亲密配合，协调一致。 海上油气田消费辅助设备有别于陆上油田，思索到海上设备远离陆地，海上运输的困难，需求设置相应消费辅助系统。 海上消费辅助系统包括：平安系统；中央控制系统；发电配电系统；仪表风工厂风系统；柴油、海水和淡水系统；供热系统；空调与通风系统；起重设备；生活住房系统；排放系统；放空系统；通讯系统；化学药剂系统。.油气集输流程油气集输流程是油、气在油田内部流向的

7、总阐明，即从消费油井井口起到外输、外运的矿场站库，油井产品经过假设干个工艺环节，最后成为合格油、气产品全过程的总阐明。 .油气集输系统的组成 油田地面集输系统有各种站和管线组成。 管线按所保送的介质分为气、油、水单相管和油气混输管以及油气水混输管。出油管线、集油管线 、矿场输油管线、集气管线、输气管线 。 至于站，称号不算一致，大致有：分井计量站 、交接计量站 、接转站 、原油脱水站 、矿场油库 、增压集气站 、压气站 、集中处置站 。 . 概述及油气集输工艺流程 油气分别 原油处置 原油稳定 油气长间隔管线保送内 容.2 油气分别油气分别：从井口采油树出来的井液主要是水和烃类混合物.在油藏的

8、温度、高压条件下,天然气溶解在原油中,在井液从地下沿井筒向上流动和沿集输管道流动过程中,随着压力的降低,溶解在液相中的气体不断析出,构成气液混合物。为了满足产品计量、处置、储存、运输和运用的需求必需将它们分开。.2 油气分别 油气分别在油气分别器内进展。其按外形分为卧式和立式两种，按功能分为气液两相和油气水三相分别器，按分别方式分为离心式和过滤式.分别器根本组成 入口分流器 重力沉降区 集液区 捕雾器 压力、液位控制 平安防护部件.卧式分别器任务原理入口分流器: 油、气流向和流速忽然改动，使油气得以初步分别集液区:分别与缓冲捕雾器:聚结、合并成大油滴，在重力作用下流入集液区 重力沉降部分：气体

9、经过重力沉降部分，被气流携带的油滴在此部分靠重力降至气液界面，未沉降至液面的粒径更小的油滴随气体流经捕雾器除去 .立式分别器 根本构造与卧式分别器一样，与卧式分别器不同的地方是：1气液界面较小2气体流向和气体中液滴的沉降方向相反。 .立、卧式分别器比较卧式优点： 气中油滴易沉降，气体处置量大，处置本钱低，适于气油比较高的混合物 气液界面大，有较好的油气分别效果 安装、制造、维修方便，可以作成撬装式 立式优点： 占地少，适用于海洋采油 适宜于处置含固体杂质较多的油气混合物，可以在底部设置排污口定期排放和去除固体杂质 .综合型卧式三相分别器.离心式分别器优点：占空间小，效率高 缺陷：油气混合物流速

10、对分别效果很敏感，有较大的压力降，油田上用的不多，但常用其原理作重力式分别器的入口分流器。.油气分别工艺用到的计量仪表.油气分别工艺用到的计量仪表.油气分别工艺用到的计量仪表.油气分别工艺用到的计量仪表.油气分别工艺用到的计量仪表.油气分别工艺用到的计量仪表. 概述及油气集输工艺流程 油气分别 原油处置 原油稳定 油气长间隔管线保送内 容.3 原油处置 目前全国各油田绝大部分开发井都采用注水开发方式开采石油。从油井产出的油气混合物内含有大量的采出水和泥砂等机械杂质。世界上所产原油的90%以上需进展脱水。 对原油进展脱水、脱盐、脱除泥砂等机械杂质，使之成为合格商品原油的过程原油处置，国内常称原油

11、脱水。.原油处置的目的满足商品原油水含量、盐含量的行业或国家规范 含水要求： 我国： 0.52.0 国际上： 0.13.0原油允许含水量与原油密度有关：密度大脱水难度高的原油，允许水含量略高。 含盐量的要求：我国绝大部分油田原油含盐量不高，商品原油含盐量无明确要求，普通不进展专门的脱盐处置。.原油处置的目的商品原油买卖的需求 买卖时要扣除原油含水量，原油密度那么按含水原油密度。 原油密度是原油质量和售价的的重要根据，原油 含水增大了原油密度，原油售价降低，不利于卖方。.原油处置的目的 添加了原油粘度和管输费用。 相对密度0.876kg/cm3的原油，含水添加1，粘度增大2；相对密度0.996的

12、原油，含水添加1，粘度增大4；原油内的含盐水引起金属管路和运输设备的结垢和腐蚀，泥砂等固体杂质使泵、管路、其它设备机械磨损，降低管路和设备的运用寿命。影响炼制任务的正常进展 .原油乳状液乳状液 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，乳状液都有一定的稳定性。 原油乳状液的类型 油包水型W/O：油田最常见的原油乳状液。 水包油型O/W：在采出水中常存在，原油处置中 很少见，又称反相乳状液。.原油乳状液游离水 常温下用静止沉降法短时间内能从油中分别的水，常在沉降罐和三相分别器中脱除。乳化水 用沉降法很难脱除的水，与原油的混合物称 为油水

13、乳状液原油乳状液。 脱除游离水后，原油密度越大，乳化水含量越高。.原油处置常用的方法 热化学脱水 重力沉降 电脱水 加热脱水 机械脱水 各种常见脱水方法的共同点：发明条件使油水依托密度差和所受重力不同而分层原油处置的根本方法.1、热化学脱水 将含水原油加热到一定温度，并在原油乳状液中参与少量的外表活性剂(破乳剂)，破坏其乳化形状，使油水分别。 单纯用热化学脱水方法使原油含水到达合格，多数情况下是不经济的.2、重力沉降脱水 含水原油经破乳后，需把原油同游离水、杂质等分开。在沉降罐中主要依托油水密度差产生的下部水层的清洗作用和上部原油中水滴的沉降作用使油水分别，此过程在油田常被称作一段脱水。.3、

14、电脱水 将原油乳状液置于高压直流或交流电场中， 由于电场对水滴的作用，减弱了水滴界面膜的强 度，促使水滴碰撞，合并成粒径较大的水滴，在 原油中沉降分别出来。 水滴在电场中的三种聚结方式 电泳聚结，偶极聚结，振荡聚结 静电 可以采用高压直流和交流电场 .4、加热脱水 脱水原理 提高加剂油水混合物的温度，加速乳状液破乳和油水分别。 加热脱水的原那么 1、尽能够降低加热脱水温度； 2、加热前尽能够脱除游离水，减少无效热能耗费； 3、有废热可利用场所，优先利用废热加热乳状液； 4、尽能够一热多用，节省燃料。.5、机械脱水 脱水原理 利用聚结介质亲水憎油并提供很大外表积的性质，促使水滴聚结沉降。.机械脱

15、水的优缺陷优点：无需加热缺陷：处置较脏或含蜡原油时容易堵塞聚结 资料的通道。注：机械脱水普通不作为独立的处置过程， 常与其它脱水方法配合运用。.6、离心脱水 脱水原理利用离心场内离 心加速度大于重力加 速度，促进水滴的沉 降和油水分层。.水力旋流器 .总结 目前，油田多采用“二段脱水热化学脱水及电化学脱水到达脱水合格。一段脱水到含水30%左右，二段脱水到达原油要求的含水率0.5%以下。. 概述及油气集输工艺流程 油气分别 原油处置 原油稳定 油气长间隔管线保送内 容.4 原油稳定 使净化原油中的溶解天然气组分汽化，与原油分别，较彻底地脱除原油中蒸气压高的溶解天然气组分，降低储存温度下原油蒸气压

16、的过程称原油稳定。 原油稳定通常是原油矿场加工的最后工序，经稳定后的原油成为合格的商品原油。 .采用有稳定安装的全密闭流程可使油气蒸发损耗由1.5 % 2%降低为0.29 % 0.5。假设流程不密闭，即使原油稳定安装运转良好，油田油气损耗率仍可高达1.3%。 原油稳定必要性.全密闭油气集输流程l一计量分别器；2一加药泵；3一换热器；4一三相分别器；5一加热炉；6一电脱水器；7一原油稳定器；8一油罐； 9一外输泵.原油稳定的目的 降低原油蒸气压，满足原油储存、管输、铁路、公路和水运的平安和环境规定； 从原油中分出对人体有害的溶解杂质气体； 从原油稳定中追求最大利润； 我国把降低油气损耗作为原油稳

17、定的主要目的。 .原油稳定的方法 根据蒸馏原理，可采用闪蒸法和分馏法脱除原油中的轻组分使其稳定。 另外，多级分别也是一种原油稳定的方法，多级分别本质上是利用假设干次减压闪蒸使原油到达一定程度的稳定。 闪蒸法 分馏法 多级分别.原油稳定方法的选择及适用条件 稳定方法的选择原那么是：在满足商品原油质量要求前提下，使油气田获得最高经济效益。 我国建议，原油中C1-C4质量分数低于0.5时，普通不需进展稳定处置；C1-C4的质量分数低于2.5、无需加热进展原油稳定时，宜采用负压闪蒸；C1-C4的质量分数高于2.5，可采用正压闪蒸，有废热可利用时也可采用分馏稳定。我国大部分原油的C1-C4的质量分数在0

18、.82.0范围内，因此负压闪蒸法在我国得到广泛运用。.原油稳定工艺的设备.原油稳定工艺的设备.原油稳定工艺的设备. 概述及油气集输工艺流程 油气分别 原油处置 原油稳定 油气长间隔管线保送内 容.5 油气长间隔管线保送外运方式：铁路、公路油槽车、油轮或者长间隔输油管线输油管道分类：企业内部与长间隔输油管道油气长输管线：长间隔输油管道通常是指间隔长、管径大、输量高的原油管道，保送压力高、流量和温度相对平稳。(油气长输)输油管道的组成：输油站和线路.管道运输的特点管道运输pipeline transportation已有约130余年的历史。作为保送原油和废品油最主要的方式之一，管道运输的开展与能源

19、工业，尤其是石油工业的开展亲密相关。现代管道运输来源于19世纪中叶1865年美国宾夕法尼亚的第一条原油管道。.管道运输的特点我国的管道网建立那么始于20世纪50年代末期新疆建成的全长为147km、管径为150mm的克拉玛依独山子输油管道。20世纪60年代以后，随着我国石油工业的蓬勃开展，大庆、胜利等油田的建立，管道运输得到了较大开展。构成以大庆铁岭、铁岭大连、铁岭秦皇岛、东营黄岛和鲁山东临岜宁江苏仪征五大干线为主的全国原油长输管道系统。.管道运输的特点1.运费低，能耗少；2.运量大，劳动消费率高；3.投资省，占地少；4.受外界影响小，平安可靠。.输油管道的组成2.组成：1输油站沿管道干线为保送

20、油品而建立的各种站场。包括：首站、中间站、末站首站：长输管道的起始点，主要义务是集油、保送。中间站：为油流提供能量，即加压泵站和加热站。末站：位于管道的终点，往往是受油单位的油库或转运油库。2管线管道、沿线阀室、穿越设备、管道防腐维护措施、供电和通讯设备等。.1井场；2输油站；3来自油田的输油管；4首站罐区和泵房；5全线调度中心；6清管器发放室；7首站锅炉房；8微波通讯塔；9线路阀室；10维修人员住所；11中间输油站；12穿越铁路；13穿越河流；14跨越工程；15车站；16炼厂；17火车装油线桥；18油轮码头。长间隔输油管组成及的流程.输油管道主要设备输油管道的主要设备：1.离心泵与输油泵站2

21、.输油加热炉3.储油罐4.管道系统5.清管设备6.计量及标定安装.1.离心泵与输油泵站离心泵：是输油站的中心设备，是将机械能变成液体动能的动力安装。普通采用电动机、柴油机或燃气轮机驱动。离心泵和驱动机组成泵机组，通常一个泵站设几个泵机组，根据需求采用串联或并联衔接。输油泵站：设于首站和中间站，为油流提供能量。输油管道主要设备.输油管道主要设备.2.输油加热炉在保送原油的过程中，为降低能量耗费，防止凝结，减少结腊，通常采用加热炉加热。输油管道主要设备.1熄灭器火嘴；2辐射室；3对流室；4烟囱直接加热炉流程图输油管道主要设备.a桁架式锥顶油罐 b悬链式无力矩顶油罐 c立式圆柱形拱顶钢罐储油罐表示图输油管道主要设备3.储油罐，作用：储存石油和产品。.输油管道主要设备.4.管道系统有缝钢管、无缝钢管埋设深度：不小于0.8m输油管道主要设备5.清管设备清理管道结腊，保证管道通常