石油工程概论第五章油气储运工程课件

第五章油气储运工程•引言•8.1矿场油气集输与储存•8.2油气长距离运输第五章油气储运工程•引言•8.1矿场油气集输与储存1第五章油气储运工程•油气储运顾名思义就是油和气的储存与运输，主要包括矿场油气集输及处理、油气的长距离运输、各转运枢纽的储存和装卸、终点分配油库（或配气站）的营销、炼油厂和石化厂的油气储运等环节。第五章油气储运工程•油气储运顾名思义就是油和气的储存与运2在石油工业内部油气资源分布不均衡

在国内和国际范围内是能源保障系统的重要一环石油储备是联系产、运、销的纽带

油气储运系统

石油运输在石油工业内部油气资源分布不均衡 在国内和国际范围内石油是联3油和气的收集、储存与运输油气集输与储运的任务

矿场油气集输及处理 油气的长距离运输 各转运枢纽的储存和装卸终点分配油库（或配气站）的营销 炼油厂和石化厂的油气储运

1 234 5油和气的收集、储存与运输油 矿场油气集输及处理 14

5.1矿场油气集输与储存一、矿场油气集输 外输油井计量站处理站内部管道内部管道首站外输 5.1矿场油气集输与储存油井计量站处理站内部管道内部管道5

井口采油树 出口原油和天然气 外输油气集输1油气计量2集油、集气3油气水分离4原油脱水5原油稳定

1.油气集输系6原油储存7天然气脱水8天然气液烃回收9液烃储存10输油、输气统 井口原油和油气1计2集3水4脱5稳 1.集678回910统61.5.1矿场油气集输与储存图8-1集输工作过程示意图油气集输系统1.5.1矿场油气集输与储存图8-1集输工作过程示意图油7油气产量1.油气集输系统5.1矿场油气集输与储存时间油田油气集输工程的适用期一般为5~10年按10年中最大处理量确定生产规模油1.油气集输系统5.1矿场油气集输与储存时间油田油气集输82.油气集输工艺流程5.1矿场油气集输与储存•油气集输流程是油气在油气田内部流向 的总的说明，它包括以油气井井口为起 点到矿场原油库或输油、输气管线首站 为终点的全部的工艺过程。•它是根据各油田的地质特点、采油工艺、原油和天然气物性、自然条件、建设条件等制定的。2.油气集输工艺流程5.1矿场油气集输与储存•油气集输流92.油气集输工艺流程按油气集输系统布站级数三级布站 二级布站一级半布站

计量站、接转站、联合站计量站（或计量接转站）、联合站

计量阀组、联合站= = =2.油气集输工艺流程按油气集输系统布站级数三级布站 计量站、102.油气集输工艺流程5.1矿场油气集输与储存“一级半”流程l-油井；2-计量阀组；3-计量总阀组；4-计量装置；5-油气分离；6-原油脱水；7-原油稳定；8-泵；9-油罐2.油气集输工艺流程5.1矿场油气集输与储存“一级半”流程11

2.油气集输工艺流程按集输加热保温方式的集输流程分类5.1矿场油气集输与储存流程单管流程，即单井加热保温或投入减阻剂、小站集中计量、联合站处理流程双管流程，即双管掺液（水或油）保温、流程三管流程，即三管热力伴随流程特点在各油井口设加热炉（一般为水套炉）对油气加热，必要时还要在计量站、集输干线中间加热。井口至计量站为两条管线，一是集输油气，一是输送热液，热液产入井口保证必要的集输温度。井口至计量站有三条管线，一是集输油气，一是输送热水，另一是热回水管对油气管线伴热保温。 2.油气集输工艺流程5.1矿场油气集输与储存流程特点12

2.油气集输工艺流程

目前适于我国某些油田的高效油气集输流程有

不加热集输流程

适当提高集输压力，增加油气分离级数中压多级分离流程“无泵无罐”流程 全密闭集输流程

“一级半”流程

利用井口压力直接输至联合站油气从井口到外输站的处理和输送全过程不开口 2.油气集输工艺流程“无泵无罐”流程 利用井口压力直接输至133.油气分离5.1矿场油气集输与储存•从井口出来的井液主要是水和烃类混合物。•在油藏的高温、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，形成了气液混 合物。•为了满足产品计量、处理、储存、运输和使 用的需要必须将它们分开，这就是油气分离。3.油气分离5.1矿场油气集输与储存•从井口出来的井液143.油气分离生产中油气分离采用多级分离方式对于一般油田，采用三级或四级分离经济效益最好；对于油气产量比较低的油田，一般采用二级分离。三级油气分离流程示意图

1-来自井口的油气混3-平衡气；4-原油；5-储罐；6-泵每排一次气，作为一级；排几次气叫做几级分离。由于储罐的压合物；2-油气分离器；力总是低于管道的压力，在储罐内总有气排出，常把储罐作为多级分离的最后一级。3.生产中油气分离采用多级分离方式对于一般油田，采用三级或四15原油脱水效果

1原油脱水2降低原油含盐量3降低原油中的机械杂质成游离状态，在常温下用简单4.原油脱水5.1矿场油气集输与储存原油中的水分

游离水乳化水

的沉降法短时间内就能从油中 分离出来。

“油包水”型乳状液形成油水乳状液，很难用沉降法分离。“水包油”型乳状液原油效果 1原油脱水成游离状态，在常温下用简单4.脱水5.16原油的脱水过程破乳沉降脱水加热重力沉降脱水一段脱水

124.原油脱水处理的方法化学破乳电聚集重力沉降

热化学脱水电化学脱水二段脱水

34原油的脱水过程破乳沉降脱加热重力沉降脱水一段脱水 14.原脱174.原油脱水5.1矿场油气集输与储存典型的脱水流程4.原油脱水5.1矿场油气集输与储存典型的脱水流程18

5.1矿场油气集输与储存2.燃料在炉体内下部的火筒烟管内燃烧，热量通过火筒烟管壁面传给中间传热介质“水”。水再加热盘管内流动的被加热介质。3.水套炉的单台热负荷小，主要用于井口、计量站、接转战的油气加热。它的主要优点是使用安全、不结焦。

4.原油脱水水套炉组成及工作原理

水套炉由壳体、支座、 燃烧器、火筒烟管、烟囱、 加热盘管及安全附件等组 成。

1.水套式加热炉是火直接 加热水套里的水，通过水 再加热油盘管中的油，热 水可做为井、站的房屋及 设备保温用。由于一把火 可二用，所以在油气集输 系统使用广泛。 5.1矿场油气集输与储存 4.原油脱水19原油是烃类混合物，其中低碳烃C1~C4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戊烷、己烷等组分，造成原油在储运过程中损失，并污染环境。将原油中的轻组分脱出，降低其蒸汽压，减少蒸发损耗，称为原油稳定。15.原油稳定原油稳定的方法闪蒸法分馏法负压闪蒸 正压闪蒸2采取哪种方法，应根据原油的性质、能耗、经济效益的原则确定。原油是烃类混合物，其中低碳烃C1~C4在常温、常并污染环境。20原油中碳一~碳四含量小于2％（质量比）、密度较大时，可采用负压闪蒸。5.原油稳定

负压闪蒸原理流程图

1-电脱水器；2-稳定塔；3-负压压缩机；4-冷却冷凝器；

5-三相分离器：6-泵原油中碳一~碳四含量小于时，可采用负压闪蒸。5.原21一~当有余热可利用或与其他工艺结合时，即使碳一~碳四含量少时，也可考虑用加热闪蒸和分馏稳定工艺。正压闪蒸原理流程图l-换热器；2-加热炉；3-闪蒸塔；4-冷凝器；5-三相分离器；6-泵一~当有余热可利用或与其他工艺结合正压闪蒸原理流程图l-换热22

5. 原 油 稳 定设备多，流程复杂，操作要求高，是国外应用最广泛的原油稳定方法。

分馏稳定原理流程图

l-换热器；2-稳定塔；3-冷凝器；4-三相分离器；5-回流罐；6-泵；7-重沸器 5.杂，操作要求高， 分馏稳定原理流程图235.1矿场油气集输与储存吸附剂脱水

油田气脱水多采用吸附脱水工艺，常见吸附剂有活性氧化铝、硅胶和分子筛。流程中设

6.天然气脱水有三座或两座固定床吸附器轮换使用，分吸附、再生和冷却三道工序。流程比较简单，但在实践中应根据吸附剂传质过程严格控制吸附剂脱水的操作周期，才能保证脱水效果。这里重点介绍吸附剂的吸附传质过程。 在干燥器内，吸附剂传质区在一个操作周期内是不断移动的，如图所示。在吸附周期开始时，整个床层均具有活性，传质区在床层上部，在吸附周期的中期，干燥器上部已被吸附5.1矿场油气集输与储存吸附剂脱水 油田气脱水多采用吸附脱24

5.1矿场油气集输与储存质所饱和，传质区移到中间部位，下部仍是活性区；到了吸附周期的末期，干燥器的上部和中部都被吸附质所饱和，传质区移到了下部。6.天然气脱水

如果此时立即进行切换操作，则经过吸附脱水后的油田气露点将稳定地维持在较低状态；如果继续进行吸附，则达到一定程度后，经过吸附脱水后的油田气露点将会逐渐上升，直到干燥器进出口油田气露点完全相同，吸附过程完全失效。 实践中，传质区到达下部时，即转入再生操作，以保证达到规定的脱水要求。 5.1矿场油气集输与储存6. 如果此时立即进行切换操作，25

油库是储存、输转和供应原油及其产品的 专业性仓库。

管理体制

独立油库企业附属油库油二、油料的储存5.1矿场油气集输与储存库的分类储油方式 运输方式

地面油库、隐蔽油库、山洞油库、 水封石洞库和海上油库水运油库、陆运油库和水陆联运油库经营油品

原油库、润滑油库、成品油库 油库是储存、输转和供应原油及其产品的二、油料的储存5.126东营原油库是胜利油田最大的原油集输油库。它是1986年12月投产的。其主要任务是接收胜利油田现河、东辛、胜利、滨南四个采油厂及集输公司两条干线的来油，并将其沉降放水、加热加压，输往储运公司的首站及及101油库。设计年输转能力4000万吨，近几年实际输转量在2000万吨。二、油料的储存5.1矿场油气集输与储存油库的功能1油田用于储集和中转原油2油料销售部门用于平衡消费流通领域3企业用于保证生产4储备部门用于战略或市场储备东营原油库是胜利油田最大的原油集输油库。它是1986年12二272内浮浮顶顶罐罐地上金属油罐球罐1拱顶罐二、油料的储存

3 4 网 架 顶 罐立式圆柱形5.1矿场油气集输与储存

卧式圆筒罐储油方地下盐穴、岩洞储油式

水下储油2内浮浮顶顶罐罐地上金属油罐球罐1二、油料的储存5.1矿场28二、油料的储存5.1矿场油气集输与储存

•罐顶常用的是球形顶，是一种自支撑式罐顶。受力合理， 能承受较高的内压，有利于降低蒸发损耗。

拱顶油罐的两种结构形式•上部是开口的圆筒，钢浮顶浮在油面上，随油面升降。因为浮顶与液面间基本不存在气体空间，从而基本上消除了蒸发损耗。

浮顶油罐结构示意图

l一抗风圈；2-加强圈；3-包边角钢；4-泡沫消防挡板；5-转动扶梯；6-罐壁； 7-管式密封；8-刮蜡板；9-量油管；10-底板；11-浮顶立柱；12-排水折管； 13-浮舱；14-单盘板二、油料的储存5.1矿场油气集输与储存 •罐顶常用的是球29•网架顶罐。固定的罐顶直径过大容易失稳，在拱顶内 安装网架支撑罐顶，解决了制造大罐的技术问题。网 架顶罐也可以安装内浮盘。二、油料的储存5.1矿场油气集输与储存卧罐的容量小，单罐容积为2~400立方米，常用容积为20~50立方米；承压能力范围大，可为为0.0l~4.0兆帕；可用于储存各种油料和化工产品，例如汽油、柴油、液化石油气、丙烷、丙烯等。卧式圆筒型高压罐图1-筒体；2-封头；3-鞍式支座•网架顶罐。固定的罐顶直径过大容易失稳，在拱顶内二、油料的30二、油料的储存5.1矿场油气集输与储存

球罐主要用于储存液化石油气、丙烷、丙烯、丁烯及其它 低沸点石油化工原料和产品。罐的底部是开口的，油品收发作业采用油水置换原理。

倒盘形水下金属油罐二、油料的储存5.1矿场油气集输与储存 球罐主要用于储存液31为16了18二、油料的储存5.1矿场油气集输与储存

目前（10~15）万立方米的浮顶罐是世界 各国储存原油的主体罐型。日本已建成 了单罐容量为16万立方米的大型储罐， 还设计出了18万立方米和和30万立方米的 特大型储罐。

5万立方米和10万立方米浮顶罐已成为我 国目前原油储存的主体罐型。 深圳某些石化企业已建成了一批（2~5）万 立方米的内浮顶成品油料储罐。对于液化石油气的生产企业，它的主体罐型将是在常温压力下储存存l000~3000立方米的球罐。为16了18二、油料的储存5.1矿场油气集输与储存 目32第五章油气储运工程•引言•8.1矿场油气集输与储存•8.2油气长距离运输第五章油气储运工程•引言•8.1矿场油气集输与储存33第五章油气储运工程•油气储运顾名思义就是油和气的储存与运输，主要包括矿场油气集输及处理、油气的长距离运输、各转运枢纽的储存和装卸、终点分配油库（或配气站）的营销、炼油厂和石化厂的油气储运等环节。第五章油气储运工程•油气储运顾名思义就是油和气的储存与运34在石油工业内部油气资源分布不均衡

在国内和国际范围内是能源保障系统的重要一环石油储备是联系产、运、销的纽带

油气储运系统

石油运输在石油工业内部油气资源分布不均衡 在国内和国际范围内石油是联35油和气的收集、储存与运输油气集输与储运的任务

矿场油气集输及处理 油气的长距离运输 各转运枢纽的储存和装卸终点分配油库（或配气站）的营销 炼油厂和石化厂的油气储运

1 234 5油和气的收集、储存与运输油 矿场油气集输及处理 136

5.1矿场油气集输与储存一、矿场油气集输 外输油井计量站处理站内部管道内部管道首站外输 5.1矿场油气集输与储存油井计量站处理站内部管道内部管道37

井口采油树 出口原油和天然气 外输油气集输1油气计量2集油、集气3油气水分离4原油脱水5原油稳定

1.油气集输系6原油储存7天然气脱水8天然气液烃回收9液烃储存10输油、输气统 井口原油和油气1计2集3水4脱5稳 1.集678回910统381.5.1矿场油气集输与储存图8-1集输工作过程示意图油气集输系统1.5.1矿场油气集输与储存图8-1集输工作过程示意图油39油气产量1.油气集输系统5.1矿场油气集输与储存时间油田油气集输工程的适用期一般为5~10年按10年中最大处理量确定生产规模油1.油气集输系统5.1矿场油气集输与储存时间油田油气集输402.油气集输工艺流程5.1矿场油气集输与储存•油气集输流程是油气在油气田内部流向 的总的说明，它包括以油气井井口为起 点到矿场原油库或输油、输气管线首站 为终点的全部的工艺过程。•它是根据各油田的地质特点、采油工艺、原油和天然气物性、自然条件、建设条件等制定的。2.油气集输工艺流程5.1矿场油气集输与储存•油气集输流412.油气集输工艺流程按油气集输系统布站级数三级布站 二级布站一级半布站

计量站、接转站、联合站计量站（或计量接转站）、联合站

计量阀组、联合站= = =2.油气集输工艺流程按油气集输系统布站级数三级布站 计量站、422.油气集输工艺流程5.1矿场油气集输与储存“一级半”流程l-油井；2-计量阀组；3-计量总阀组；4-计量装置；5-油气分离；6-原油脱水；7-原油稳定；8-泵；9-油罐2.油气集输工艺流程5.1矿场油气集输与储存“一级半”流程43

2.油气集输工艺流程按集输加热保温方式的集输流程分类5.1矿场油气集输与储存流程单管流程，即单井加热保温或投入减阻剂、小站集中计量、联合站处理流程双管流程，即双管掺液（水或油）保温、流程三管流程，即三管热力伴随流程特点在各油井口设加热炉（一般为水套炉）对油气加热，必要时还要在计量站、集输干线中间加热。井口至计量站为两条管线，一是集输油气，一是输送热液，热液产入井口保证必要的集输温度。井口至计量站有三条管线，一是集输油气，一是输送热水，另一是热回水管对油气管线伴热保温。 2.油气集输工艺流程5.1矿场油气集输与储存流程特点44

2.油气集输工艺流程

目前适于我国某些油田的高效油气集输流程有

不加热集输流程

适当提高集输压力，增加油气分离级数中压多级分离流程“无泵无罐”流程 全密闭集输流程

“一级半”流程

利用井口压力直接输至联合站油气从井口到外输站的处理和输送全过程不开口 2.油气集输工艺流程“无泵无罐”流程 利用井口压力直接输至453.油气分离5.1矿场油气集输与储存•从井口出来的井液主要是水和烃类混合物。•在油藏的高温、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，形成了气液混 合物。•为了满足产品计量、处理、储存、运输和使 用的需要必须将它们分开，这就是油气分离。3.油气分离5.1矿场油气集输与储存•从井口出来的井液463.油气分离生产中油气分离采用多级分离方式对于一般油田，采用三级或四级分离经济效益最好；对于油气产量比较低的油田，一般采用二级分离。三级油气分离流程示意图

1-来自井口的油气混3-平衡气；4-原油；5-储罐；6-泵每排一次气，作为一级；排几次气叫做几级分离。由于储罐的压合物；2-油气分离器；力总是低于管道的压力，在储罐内总有气排出，常把储罐作为多级分离的最后一级。3.生产中油气分离采用多级分离方式对于一般油田，采用三级或四47原油脱水效果

1原油脱水2降低原油含盐量3降低原油中的机械杂质成游离状态，在常温下用简单4.原油脱水5.1矿场油气集输与储存原油中的水分

游离水乳化水

的沉降法短时间内就能从油中 分离出来。

“油包水”型乳状液形成油水乳状液，很难用沉降法分离。“水包油”型乳状液原油效果 1原油脱水成游离状态，在常温下用简单4.脱水5.48原油的脱水过程破乳沉降脱水加热重力沉降脱水一段脱水

124.原油脱水处理的方法化学破乳电聚集重力沉降

热化学脱水电化学脱水二段脱水

34原油的脱水过程破乳沉降脱加热重力沉降脱水一段脱水 14.原脱494.原油脱水5.1矿场油气集输与储存典型的脱水流程4.原油脱水5.1矿场油气集输与储存典型的脱水流程50

5.1矿场油气集输与储存2.燃料在炉体内下部的火筒烟管内燃烧，热量通过火筒烟管壁面传给中间传热介质“水”。水再加热盘管内流动的被加热介质。3.水套炉的单台热负荷小，主要用于井口、计量站、接转战的油气加热。它的主要优点是使用安全、不结焦。

4.原油脱水水套炉组成及工作原理

水套炉由壳体、支座、 燃烧器、火筒烟管、烟囱、 加热盘管及安全附件等组 成。

1.水套式加热炉是火直接 加热水套里的水，通过水 再加热油盘管中的油，热 水可做为井、站的房屋及 设备保温用。由于一把火 可二用，所以在油气集输 系统使用广泛。 5.1矿场油气集输与储存 4.原油脱水51原油是烃类混合物，其中低碳烃C1~C4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戊烷、己烷等组分，造成原油在储运过程中损失，并污染环境。将原油中的轻组分脱出，降低其蒸汽压，减少蒸发损耗，称为原油稳定。15.原油稳定原油稳定的方法闪蒸法分馏法负压闪蒸 正压闪蒸2采取哪种方法，应根据原油的性质、能耗、经济效益的原则确定。原油是烃类混合物，其中低碳烃C1~C4在常温、常并污染环境。52原油中碳一~碳四含量小于2％（质量比）、密度较大时，可采用负压闪蒸。5.原油稳定

负压闪蒸原理流程图

1-电脱水器；2-稳定塔；3-负压压缩机；4-冷却冷凝器；

5-三相分离器：6-泵原油中碳一~碳四含量小于时，可采用负压闪蒸。5.原53一~当有余热可利用或与其他工艺结合时，即使碳一~碳四含量少时，也可考虑用加热闪蒸和分馏稳定工艺。正压闪蒸原理流程图l-换热器；2-加热炉；3-闪蒸塔；4-冷凝器；5-三相分离器；6-泵一~当有余热可利用或与其他工艺结合正压闪蒸原理流程图l-换热54

5. 原 油 稳 定设备多，流程复杂，操作要求高，是国外应用最广泛的原油稳定方法。

分馏稳定原理流程图

l-换热器；2-稳定塔；3-冷凝器；4-三相分离器；5-回流罐；6-泵；7-重沸器 5.杂，操作要求高， 分馏稳定原理流程图555.1矿场油气集输与储存吸附剂脱水

油田气脱水多采用吸附脱水工艺，常见吸附剂有活性氧化铝、硅胶和分子筛。流程中设

6.天然气脱水有三座或两座固定床吸附器轮换使用，分吸附、再生和冷却三道工序。流程比较简单，但在实践中应根据吸附剂传质过程严格控制吸附剂脱水的操作周期，才能保证脱水效果。这里重点介绍吸附剂的吸附传质过程。 在干燥器内，吸附剂传质区在一个操作周期内是不断移动的，如图所示。在吸附周期开始时，整个床层均具有活性，传质区在床层上部，在吸附周期的中期，干燥器上部已被吸附5.1矿场油气集输与储存吸附剂脱水 油田气脱水多采用吸附脱56

5.1矿场油气集输与储存质所饱和，传质区移到中间部位，下部仍是活性区；到了吸附周期的末期，干燥器的上部和中部都被吸附质所饱和，传质区移到了下部。6.天然气脱水

如果此时立即进行切换操作，则经过吸附脱水后的油田气露点将稳定地维持在较低状态；如果继续进行吸附，则达到一定程度后，经过吸附脱水后的油田气露点将会逐渐上升，直到干燥器进出口油田气露点完全相同，吸附过程完全失效。 实践中，传质区到达下部时，即转入再生操作，以保证达到规定的脱水要求。 5.1矿场油气集输与储存6. 如果此时立即进行切换操作，57

油库是储存、输转和供应原油及其产品的 专业性仓库。

管理体制

独立油库企业附属油库油二、油料的储存5.1矿场油气集输与储存库的分类储油方式 运输方式

地面油库、隐蔽油库、山洞油库、 水封石洞库和海上油库水运油库、陆运油库和水陆联运油库经营油品

原油库、润滑油库、成品油库 油库是储存、输转和供应原油及其产品的二、油料的储存5.158东营原油库是胜利油田最大的原油集输油库。它是1986年12月投产的。其主要任务是接收胜利油田现河、东辛、胜利、滨南四个采油厂及集输公司两条干线的来油，并将其沉降放水、加热加压，输往储运公司的首站及及101油库。设计年输转能力4000万吨，近几年实际输转量在2000万吨。二、油料的储存5.1矿场油气集输与储存油库的功能1油田用于储集和中转原油2油料销售部门用于平衡消费流通领域3企业用于保证生产4储备部门用于战略或市场