专题五油田地面工程设备

油田地面工程设备主要内容与要求1、概述2、油气集输常用设备3、加热换热设备4、脱硫设备5、输送设备6、储存设备7、测量仪表及控制系统8、油气地面工程施工与设备9、污水处理设备10、防腐及隔热11、海洋油气集输油田地面工程是油气田开发生产这个大系统中的一个重要子系统。它涉及生产、生活的方方面面，工程内容极多，除了像油气集输工程、油田注入工程等主要的油、气生产系统外，还有许多配套地面工程，如供水工程、供电工程、道路工程、排水工程、通信工程等。油气田开发技术水平及其经济效益，必须在地面工程系统完成后才能集中体现出来，开发生产中的许多指标及参数也必须通过地面工程系统才能得以实现。地面工程建设和管理水平的高低，直接影响着油气田开发总技术的高低和经济效益。第一节油田地面工程技术现状及发展方向1.原油密闭集输技术原油密闭集输：指原油从井口经接转站到联合站，不经过任何开式设备，整个原油集输处理过程均密闭进行，直到产出稳定的原油。实现密闭流程的主要措施有三项：一是在接转站采用承压式密闭缓冲罐；二是在联合站采用压力容器脱水；三是增加原油稳定装置。集输过程密闭运行后，油气损耗一般不超过0.5％，提高了经济效益和管理水平，减少了环境污染。一、油田地面工程技术现状近年来为实现流程密闭，简化工艺，各油田研制出一批新型多功能处理装置；大庆油田研制的具有气液分离、游离水沉降脱除、原油加热、电脱水、油水缓冲功能的“五合一”装置，适应原油含水10％～95％，热效率达85％，节省投资38％；吉林油田在接转站采用具有分离、脱水、缓冲功能的“三合一”装置，分离出天然气和掺输水，含水原油直接外输，实现了密闭且流程短的集输工艺。原油稳定技术：原油密闭集输技术的一项必不可少的配套技术，通过负压、加温、蒸馏和大罐抽气等多种方式，回收原油中易挥发的轻质组分，从而降低原油的饱和蒸汽压，减少在储运过程中的挥发损耗，达到原油稳定的目的。早期原油稳定采用负压闪蒸，但由于国产负压螺杆压缩机故障率高，而引进价格昂贵，现已较少采用；正压加热闪蒸具有设备少、工艺过程简单、管理方便、运行费用低等优点，近年来得到较多的采用；对于轻组分含量高，或有特殊要求的情况，可采用蒸馏稳定；大罐抽气技术充分利用了原有的脱水设施，用压缩机把储罐中的烃蒸汽抽出进行回收处理，在长庆、塔里木、胜利等油田已得到应用。2.原油稳定技术油田伴生气处理技术：又称轻烃回收技术，用于回收伴生气中的轻烃，同时接受原油稳定装置提供的轻烃，并对这些轻烃进行分馏，产出合格的产品。应用最多的是膨胀机制冷、两塔式工艺流程，即压缩后的天然气通过膨胀机膨胀降压后产生低温，将伴生气冷却，致使其中的轻烃凝结，并将其回收，然后经脱乙烷塔脱除轻烃中的甲烷和乙烷，再经脱丁烷塔将液化石油气和轻油分开。除膨胀机制冷外，还有喷嘴节流、热分离机以及丙烷和氨制冷方式。丙烷和氨制冷经常用作其他制冷方式的辅助制冷，从而达到较深的制冷深度。在轻烃分馏方式上，还有三塔式和四塔式的流程。三塔式或是回收乙烷，或是在不回收乙烷的情况下将丙烷和丁烷单独回收；四塔式则是将乙烷、丙烷、丁烷单独回收。3.伴生气处理技术为了降低原油集输过程中的能耗，许多油田早在20世纪70年代后期就进行了常温集输技术研究，到80年代初期，长庆油田已取得了很好的效果，实现了在低于原油凝固点的温度下集输。之后常温集输技术很快推广到全国的许多油田，成为油田地面生产过程节能降耗的一项重要措施。吐哈油田自开发以来，一直采用投球清蜡、两级布站的工艺流程，实现了原油常温集输，吨油集输自耗气小于10m3，与三管伴热流程相比降低能耗60%以上。4.原油常温集输技术油田进入高含水期生产后，进行预脱水的目的在于及时分出原油中的大量游离水，节省集输过程中的能耗，使原油含水达30％左右再进入电脱水器，处理成合格原油。辽河油田针对原油高含水期，大部分污水已从油中游离的实际情况，研制出一种净水剂，用于原油预脱水，大面积推广应用，取得了十分突出的节能效果。该技术具有运行成本低、出水水质高、净化油质量好、运行安全可靠、管理方便、运行平稳和改造费用低等特点。5.原油预脱水技术利用水力旋流技术进行油田污水除油及高含水期采出液预脱水，是近年来的一个发展趋势。大庆石油学院对水力旋流技术从理论到实践进行了系统研究，与大庆采油一厂合作研制水力旋流器用于高含水原油预脱水，取得了较好的效果。江汉机械研究所从20世纪80年代后期开始进行液一液旋流油水分离技术的研究，开发出了污水除油旋流器、预脱水旋流器系列产品，具有脱除效率高、自控系统性能稳定的特点，在胜利、江汉油田都取得了较好的效果。污水处理技术术发展快，开开发了不同类类型的处理工工艺流程和污污水处理设备备，根据不同同的水质特点点和净化要求求，大致可分分为重力式收油、、沉降、过滤滤流程，压力力式聚结沉降降分离、过滤滤流程，以及及浮选式除油油净化、过滤滤流程三种。对于低渗透油油田或给注汽汽锅炉供水时时，采取精细过滤和水水质深度处理理软化工艺。6.含油污水处理理技术注水系统耗能能高，节能潜潜力大，通常常采取优化机机泵选型、注注水泵电动机机变频调速、、优化注水管管网等措施。。注水泵变频调调速技术节电电明显，在大大庆杏南油田田和杏北油田田采用变频调速和仿仿真优化技术术，可使注水单单耗降低3％左右；长庆油田注水水流程在单干干管、小支线线注水活动洗洗井的基础上上，创新发展展了单干管小支线线多井配水流流程、小站直直接配注流程程、单井阀组组串联配注流流程及树枝状状串管配注流流程等；新疆油田通过过采取更换低效注水水泵、实施分分压注水工艺艺及小区块注注水采用水平平泵等，使油田注注水系统效率率从1999年的14.1%，提高到2002年的36.7%。7.注水系统节能能降耗技术稠油具有密度大、黏度度高、流动困困难的特点，地面面系统抓住一一个“热”字字，主攻一个个“稠”，字字，在节省投投资、减少能能耗的前提下下利用好热能能，降低原油油黏度，顺利利地实现稠油油的集输、处处理和外输。。新疆油田普遍遍采用了“集中供热、单单管注汽采油油、小管伴热热掺汽、小站站计量接转、、大站集中处处理”的地面工艺艺模式。辽河油田则普普遍采用“分散供热、掺掺稀油降粘”的工艺模式式。8.稠油热采工艺艺技术针对渤海湾滩滩海海床平坦坦、淤泥层厚厚，以及潮差差大等特点，，探索出了一一套符合生产产实际的工程程技术。在水深浅于1m的近岸区域，，修建堤路，沿沿路建沙石平平台，在平台上钻钻丛式井，各各种管线沿堤堤敷设，与陆陆上生产系统统相连接；在极浅海区域域，采用浅吃吃水钻井平台台钻丛式井或或大斜度井，，建设简易采油平台台，用浅海工作作船运油。对于规模较大大的连片油田田，建丛式井采油平平台和中心处处理平台，原油经海底底管线集输到到中心平台处处理后管输上上岸。9.滩海油田工程程技术在引进、消化化和吸收国外外先进经验的的基础上，通通过不断的改改进和创新，，形成了以保保持注入液粘粘度为核心，，以聚合物配配制站和注入入站为主体的的聚合物配注注工艺技术，，采用“集中配制、分分散注入”方式，适应应了油田大面面积聚合物驱驱的需要，实实现了配注设设备的国产化化。10.注聚合物驱工工艺技术根据不同的地地区条件和使使用要求，中中国的天然气气脱水采用了了不同的方法法，其中以二二甘醇(DEG)法和三甘醇(TEG)法比较普遍，，四川气田还还建成了分子子筛脱水装置置、硅胶—分子子筛筛复复合合床床天天然然气气脱脱水水装装置置，，进进行行天天然然气气的的深深度度脱脱水水。。目前前，，国国内内采采用用的的TEG脱水水工工艺艺，，干干气气含含水水量量和和TEG消耗耗量量等等指指标标都都达达到到了了引引进进装装置置的的水水平平，，脱脱水水工工艺艺达达到到了了国国际际先先进进水水平平。11.天然然气气脱脱水水技技术术已系系统统地地掌掌握握了了天天然然气气脱脱硫硫的的各各种种工工艺艺方方法法，，国国内内的的天天然然气气脱脱硫硫绝绝大大部部分分采采用用胺胺法法，，如如MDEA(甲基基二二乙乙醇醇胺胺)法、、MEA(一乙乙醇醇胺胺)法、、DEA(二乙乙醇醇胺胺)法、、DIPA(二乙乙丙丙醇醇胺胺)法，，也也有有少少量量干干法法脱脱硫硫和和砜砜胺胺法法。。12.天然然气气脱脱硫硫技技术术从气气田田地地层层中中开开采采出出来来的的天天然然气气，，在在其其组组成成、、压压力力和和温温度度条条件件下下，，将将形形成成油油气气共共存存的的混混合合物物，，含含有有液体体(游离离水水或或地地层层水水、、凝凝析析油油)和固固体体物物质质(岩屑屑、、腐腐蚀蚀物物以以及及酸酸化化残残留留物物)。天然然气气分分离离技技术术有气气液液分分离离和和机机械械分分离离两种种，，尽尽管管各各种种分分离离设设备备的的名名称称不不同同，，形形状状各各异异，，但但都都是是为为了了一一个个基基本本的的目目的的—从气气流流中中分分离离掉掉液液体体和和固固体体。。13.天然然气气分分离离技技术术油气气田田自自动动化化技技术术的的主主要要功功能能和和作作用用是连连续续不不断断地地对对油油气气田田生生产产系系统统的的状状态态和和参参数数进进行行监监测测、、传传输输、、计计算算、、分分析析、、显显示示和和储储存存，，以以实实现现油油气气田田的的连连续续生生产产并并保保证证产产品品质质量量。。采用用了了以以SCADA系统统为代代表表的的自自动动化化技技术术，，它它由由远远程程终终端端(RTU)、主主控控计计算算机机和和通通信信设设备备为为主主体体组组成成，，实实现现了了油油气气井井、、计计量量站站、、集集气气站站和和边边远远地地区区等等站站、、点点的的无无人人值值守守，，减减少少了了现现场场生生产产操操作作人人员员，，并并使使油油气气田田生生产产实实现现了了优优化化运运行行。。14.油气气田田自自动动化化技技术术油气气田田腐腐蚀蚀与与防防护护、、保保温温技技术术已已形形成成系系列列。。埋地地管管道道外外防防腐腐层层已已形形成成了了石石油油沥沥青青、、环环氧氧煤煤沥沥青青、、煤煤焦焦油油瓷瓷漆漆、、聚聚乙乙烯烯夹夹克克、、环环氧氧粉粉末末、、聚聚乙乙烯烯胶胶带带、、三三层层PE防腐腐层层7大应应用用技技术术，，储储罐罐外外防防腐腐层层成成功功地地开开发发了了丙丙烯烯酸酸聚聚氨氨酯酯、、氟氟碳碳涂涂料料等等应应用用技技术术；；阴极极保保护护技技术术走走向向成成熟熟，，开开发发了了区区域域阴阴极极保保护护技技术术、、阴阴极极保保护护优优化化技技术术以以及及阳阳极极新新材材料料、、新新结结构构，，使使该该领领域域技技术术得得到到完完善善和和深深化化；；保温材料料向着经经济、有有效性方方向发展展，以聚聚氨酯泡泡沫塑料料为代表表的有机机保温材材料的耐耐温达到到150℃，适应应了稠油油热采管管线保温温的需要要；15.油气田防防腐保温温技术油气井计计量方式式和精度度有了质质的飞跃跃，从早早期传统统的玻璃璃管量油油，发展展了两相三组组分计量量、三相相分离计计量等技术，，实现了了自动计计量，开开发了便便携式液液面恢复复产量测测试仪和和功图量量液仪，，不分离离计量技技术在国国内也得得到了应应用。天然气计计量仪表表的种类类很多，，常用的的有标准孔板、涡涡轮流量计、、罗茨流量计计及旋叶式流流量计等，近年来引引进和开发了了超声波流量计计，它具有精度度高、量程宽宽等优点，并并制定了相应应的标准。16.油气计量技术术加热炉是油气气集输处理系系统不可缺少少的设备，近近年来加大了了研制和筛选选的力度，开开发了井口加加热炉、计量量站水套炉、、火筒炉及热热管炉等产品品，加热炉效效率不断提高高。中国石油集团团工程设计有有限责任公司司结合油田井井口加热工艺艺特点，设计计了一种新型型的QGL型橇装式井口口加热炉。采用了火焰自自动监测和熄熄火保护系统统，具有燃气压力自动动调节、安装装简单、维护护方便、防盗盗功能强等特点，比比常规井口加加热炉效率高高30％以上。该加热炉已在在青海、华北北油田推广使使用，效果较较好。17.油气田热工技技术近年来在油气气田地面建设设规划设计中中，采用总体体规划合理布布局的优化技技术，结合地地下与地面的的综合研究成成果，采用新新型的地面建建设方案优化化软件，对骨骨架工程采取取合并、停运运、改造等措措施，缩减站站点数量，逐逐步形成了一一套行之有效效的调整改造造模式和技术术措施，降低低了投资，提提高了效率。。18.地面工艺优化化和简化技术术随着油气田开开发的进一步步发展及国家家对油气需求求的快速增长长，我国油气气田开发建设设的难度在加加大，主要表表现在：油气田建设的的地质和地面面条件日趋复复杂化，地面面工程建设的的投资和难度度在加大；老油气田调整整和维护工程程量不断加大大，扩大三次次采油规模给给地面工程提提出了新的课课题；环境保护对采采出水的处理理和利用要求求更加严格，，高压、高含含硫气田开发发迫切需要地地面工艺的技技术支持等。。二、油田地面面工程技术发发展方向高含水油田仍仍是今后一个个时期原油生生产的主力，，围绕节能降降耗、降低运运行成本、提提高效益这一一中心工作；；重点开展常温温集输、常温温预脱水、常常温污水处理理方面的技术术研究，要把把工艺、设备备和药剂三者者作为不可分分割的有机整整体系统攻关关。1.高含水油田地地面工程技术术高含水油田地地面工程技术术应着重研究究的方向包括括：1）高含水油田田原油集输处处理及配套技技术研究；2）高含水油田田集输流程优优化与简化研研究；3）高含水油田田常温集输技技术及边界条条件研究；4）高含水油田田低温高效含含油污水处理理工艺技术研研究5）高含水油田田原油低温脱脱水技术研究究；6）高含水油田田集输处理节节能降耗工艺艺技术研究；；7）三次采油地地面工程配套套技术研究；；8）含聚合物原原油高效脱水水技术研究；；9）含聚合物污污水快速处理理技术研究；；10）油井及集输输系统多效剂剂(破乳、降粘、、缓蚀、阻垢垢)研究；11）老油田调整整改造整体方方案优化研究究。低渗透油田和和小断块油田田是今后新建建产能的重点点，如何实现现地面工艺简简化、降低投投资是开发的的关键。低渗透油田的的建设和研究究应以“简、、串、活”为为发展方向，，“简”，就就是简化流程程，因陋就简简，打破常规规不搞系统配配套；“串””，就产油井井、阀组串接接；“活”，，就是活动车车洗井，活动动车计量，尽尽可能不建计计量站。2.低渗透油田和和小断块油田田地面工程技技术低渗透油田和和小断块油田田地面工程技技术应着重研研究的方向包包括：1）低渗透油田田集输流程与与布局优化研研究；2）低渗透油田田高效多功能能油气处理技技术研究；3）低渗透油田田单井计量简简化技术研究究；4）小断块油田田集输工艺简简化技术研究究；5)小断块油田单单井与多井拉拉油站工艺优优化研究；6)小断块油田井井口加热设备备和技术研究究；7)污水处理精细细过滤工艺技技术研究；8)注水流程优化化与提高系统统效率技术研研究。针对稠油开采采后期和特稠稠油油田开发发的新情况，，地面集输处处理系统面临临着很大的困困难和挑战，，研究的关键键是热能的综综合利用：一是保温材料料和施工技术术；二是推广和运运用自控技术术提高蒸汽干干度；三是污水处理理回注，实现现热能的重复复利用。3.稠油开采后期期和特稠油油油田地面工程程技术稠油开采后期期和特稠油油油田地面工程程技术应着重重研究的方向向包括：稠油油田集输输流程优化与与简化研究；；超稠油高效集集输及处理技技术研究；稠油油田井口口旋流除砂工工艺及设备研研究；稠油污水与污污泥处理与回回用技术研究究；稠油油田集输输系统热能综综合利用技术术研究；含环烷酸稠油油处理及配套套技术研究；；稠油油田单井井连续自动计计量技术研究究；稠油裂化降粘粘及配套技术术研究；提高蒸汽干度度及地面工艺艺配套技术研研究。辽河、大港、、冀东等滩海海油田的开发发规模逐步扩扩大，对滩海海油田海洋工工程技术提出出了迫切需求求，重点是开开展轻型平台台的技术研究究，在种类、、规模和功能能上实现新的的突破；开展适合滩海海条件的油气气集输、处理理、计量技术术和设备研究究，重点突破破。4.滩海油田地面面工程技术滩海油田地面面工程技术应应着重研究的的方向包括：：滩海油田新型型低价轻型平平台建设技术术研究；滩海油田多相相混输及配套套技术研究；；滩海油田单井井不分离计量量技术研究；；滩海油田环境境保护及区域域安全配套技技术研究；滩海油田油气气集输系统流流程与布局简简化技术研究究；滩海油田油气气处理工艺优优化技术研究究。针对近年来气气田类型多样样化，高压力力、高含硫、、低压低产及及含凝析油的的实际，如何何实现大型气气田开发建设设的高水平、高效效益，关键是解决决好高压集输和高高含硫气净化化的优化设计计问题，优化集输工工艺及高含硫硫天然气净化化技术和适合合高压、高含含硫要求的材材料和设备，，研究CO2腐蚀规律及防防治措施。5.气田地面工程程技术气田地面工程程技术应着重重研究的方向向包括：高含硫天然气气集输系统流流程优化研究究；低压低产气田田集输及处理理流程简化技技术研究；高含硫天然气气腐蚀规律及及防腐技术研研究；高碳硫比天然然气腐蚀规律律及防腐技术术研究；高强度输送管管防止应力破破裂及氢致开开裂技术研究究；高压气田低温温分离实现于于气输送技术术研究；高压高含硫湿湿气输送技术术研究；气田集输系统统安全检测及及评价技术研研究；高压井口自动动采气调压系系统技术研究究；高含硫天然气气净化及新型型脱硫溶剂技技术研究。在油气集输工工艺过程中，，可得到的油油田产品有：：出矿原油、天然气气、液化石油油气和稳定轻轻烃等。质量要求:SY7513-2005、SY7514-88(GB/T17820-1999)、GB9052.1-98、GB9053-98。第二节原油油、天然气的的性质及技术术指标天然石油：原油是从地地下储油层中中开采出来的的油状碳氢化化合物可燃液液体。其颜色大部分呈黑色色，也有少部部分为暗绿色色、褐色、黄黄色或无色；；其相对密度大多介于0.80～0.98g/cm3之间，也有的的大于1.02或低于0.71；其常温下的流动性差别较大，如如50℃时的运动粘粘度有的只有有1.46mm2/s，有的却高达达2.392mm2/s。由于于原原油油大大都都含含有有一一定定量量的的硫硫化化物物，，所所以以大大都都具具有有一一定定的的刺激激性性气气味味。原油油主要要由由C和H两种种元元素素组组成成，，其其中中含含有有83%～87%的C元素素、、11%～14%的H元素素。。另外外含含有有1%～4%的O、N、S等少少量量元元素素和和Fe、Cu、P、Si等多多种种微微量量元元素素。。一、、原原油油1.原油油的的基基本本性性质质原油油是是一一种种很很复复杂杂的的碳碳氢氢化化合合物物的的混混合合物物，，其其化化合合物物的的组组成成可可分分为为烃类类化化合合物物和和非非烃烃类类化化合合物物两大大类类。。烃类类化化合合物物以以烷烃烃、、环环烷烷烃烃、、芳芳香香烃烃等等饱饱和和烃烃为主主，，同同时时含含有有少少量量的的烯烯烃烃、、炔炔烃烃等等不不饱饱和和烃烃。。另外外还还含含有有一一定定量量的的石蜡蜡等。。非烃烃类类化化合合物物主主要要包包括括含含硫化化合合物物、、含含氮氮化化合合物物、、含含氧氧化化合合物物和和胶胶质质、、沥沥青青质质等。。一、、原原油油2.原油油的的质质量量技技术术要要求求出矿矿原原油油是是指指经经集集输输工工艺艺过过程程处处理理后后，，达达到到外外输输质质量量要要求求的的原原油油。。其中中，，原原油油类类别别是是按按常常压压沸沸点点250～275℃℃和395～425℃℃两个个关关键键溜溜分分的的密密度度来来确确定定。。2.原油油的的质质量量技技术术要要求求9、静夜四无无邻，荒居居旧业贫。。。12月-2212月-22Thursday,December8,202210、雨中黄叶树树，灯下白头头人。。02:21:2202:21:2202:2112/8/20222:21:22AM11、以我独沈沈久，愧君君相见频。。。12月-2202:21:2202:21Dec-2208-Dec-2212、故人江海海别，几度度隔山川。。。02:21:2202:21:2202:21Thursday,December8,202213、乍见翻翻疑梦，，相悲各各问年。。。12月-2212月-2202:21:2202:21:22December8,202214、他乡生白发发，旧国见青青山。。08十二月月20222:21:22上午02:21:2212月-2215、比不不了得得就不不比，，得不不到的的就不不要。。。。十二月月222:21上上午午12月月-2202:21December8,202216、行动出出成果，，工作出出财富。。。2022/12/82:21:2202:21:2208December202217、做做前前，，能能够够环环视视四四周周；；做做时时，，你你只只能能或或者者最最好好沿沿着着以以脚脚为为起起点点的的射射线线向向前前。。。。2:21:23上上午午2:21上上午午02:21:2312月月-229、没有有失败败，只只有暂暂时停停止成成功！！。12月月-2212月月-22Thursday,December8,202210、很多事事情努力力了未必必有结果果，但是是不努力力却什么么改变也也没有。。。02:21:2302:21:2302:2112/8/20222:21:23AM11、成功就就是日复复一日那那一点点点小小努努力的积积累。。。12月-2202:21:2302:21Dec-2208-Dec-2212、世间间成事事，不不求其其绝对对圆满满，留留一份份不足足，可可得无无限完完美。。。02:21:2302:21:2302:21Thursday,December8,202213、不知知香积积寺