油气集输系统课件

油气集输系统石油工程学院肖荣鸽2023/6/71油气储运工程主要内容和油气储运过程示意图2023/6/72油气集输的工作任务和范围

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，汇集、处理成出矿原油、天然气、液化石油气及天然汽油，经储存、计量后输送给用户的的油田生产过程。

油气集输的工作范围是指以油井为起点，矿场原油库或输油、输气管线首站为终点的矿场业务。

2023/6/73油气集输的工作内容油气分离

原油净化

原油稳定

天然气净化

轻烃回收

水处理2023/6/74油气集输系统的工作内容2023/6/75三脱三回收三脱原油脱水原油脱气伴生气、天然气脱轻油三回收

污水中回收原油

回收污水

回收轻油、液化气

2023/6/76油田产品

◆商品原油、天然气、液化石油气、稳定轻烃和净化污水2023/6/77商品原油的质量指标1、质量含水率合格原油含水率不大于1％，优质原油含水率不大于0.5％。对于凝析油和稠油有不同的质量含水率要求。2、饱和蒸汽压储存温度(或60℃)下原油的饱和蒸汽压不大于当地气压。3、含盐量

不大于50g/m3。2023/6/78商品天然气的质量指标1、露点最高输送压力下天然气的露点应低于输气管埋深处最低环境温度5℃。2、硫化氢含量：不大于20mg/m3。

3、C5＋含量：不大于50g/m3。4、有机硫含量：不大于250mg/m3。2023/6/79液化石油气的质量指标

1、组成要求

C1＋C2含量：不大于3％(分子百分数)；

C5＋含量：不大于2％(分子百分数)；2、饱和蒸汽压要求

38℃时的饱和蒸汽压不大于15个大气压（绝对）；-10℃时的饱和蒸汽压大于3个大气压（绝对）；3、体积含水量要求

不大于50g/m3；液化石油气的主要成分是C3和C4

，在质量制定中限制的是C1＋C2及C5＋的含量要求，更为合理。2023/6/710稳定轻烃的质量指标

2023/6/711净化污水标准对于净化污水有两个标准，分别为回注标准和排放标准，对其所含杂质的要求不同污水排放水质含油低于5mg/L；海上排放污水水质要求是：渤海海域排放污水含油量小于30mg/L；南海海域为小于50mg/L；对回注的污水水质要求是：达到本油田规定的注水水质标准，特别关注回注污水与地层配伍性，包括悬浮物浓度大小、含油浓度及细菌含量。2023/6/712净化污水质量标准之排放指标2023/6/713净化污水质量标准之注水指标

2023/6/714油田生产对集输系统的要求

1、满足油田开发和开采的要求2、集输系统能够反映油田开发和开采的动态3、节约能源、防止污染、保护环境4、集输系统应安全可靠，并有一定的灵活性5、与辅助系统协调一致，并有经济性

2023/6/715气液混输管路

1、流型变化多（埃尔乌斯流型）

2023/6/716Taitel和Dukler流型2023/6/717垂直管流型(a)-气泡流(b)-段塞流(弹状流)(c)-乳沫状流(搅拌流)(d)-环状流2023/6/718流型的测定目测法测定某一参数的波动量并与流型建立某种联系由辐射射线的吸收量确定气液混合物的密度和流型

2023/6/719气液混输管路的特点2、存在相间能量交换和能量损失3、存在传质现象4、流动不稳定5、存在作用力6、存在非牛顿流体和水合物2023/6/720油气水分离分离方式：一次分离连续分离

多级分离Q：分离效果如何？对比分析？2023/6/721油气分离效果的衡量标准储罐中原油的收率原油密度储罐中原油的组成是否合理分出天然气的组成天然气的运输和加工问题2023/6/722多级分离与一次分离的比较

多级分离所得的储罐原油收率高多级分离所得的原油密度小原油组成合理，蒸汽压低，蒸发损耗少，效果好多级分离所得天然气数量少，重组分在气体中的比例少多级分离天然气处理成本低2023/6/723推荐分离级数

2023/6/724分离器的类型按外型分按功能分按压力分按工作温度分按实现分离主要利用的能量分2023/6/725分离器的结构入口分流器、重力沉降部分、集液部分、捕雾器、压力液位控制、安全防护部件2023/6/726油气水三相分离器2023/6/727综合型卧式三相分离器

2023/6/728综合型卧式三相分离器结构特点

2023/6/729HNS分离器

2023/6/730采用预脱气技术，增大三相分离器液体有效处理容积，提高设备处理能力

采用活性水水洗技术，强化乳状液破乳，加快油水分离速度，提高设备效率

采用先进的混合液入口装置，增加油水分离速度和提高分离质量

采用“倒虹吸”技术，变油水界面控制为液面控制，解决油水界面自控的问题，保证了设备平衡运行

采用单台设备双向进料、中间出液技术，有效降低了设备内液体流速，提高了设备的处理能力

HNS型高效三相分离器技术特点

2023/6/731HBP三相分离器

2023/6/732HBP主要技术特点采用板槽式布液双向流油气水分离技术，加快油水分离速度，提高油水分离质量

采用两级填料聚结、整流技术，改善油水分离条件，提高油水分离效率

采用整流分离填料改善分散水相在油连续相中的流场条件，实现分散相与连续相的快速分离

采用“倒虹吸”法控制油水界面，采用机械式仪表控制油、水室液位，采用自力式调节阀控制分离器压力，基本实现操作自动化

2023/6/733原油脱水满足商品原油水含量、盐含量的行业或国家标准；商品原油交易的需要；增大了燃料的消耗，占用了部分集油、加热、加工资源，增加了原油的生产成本增加了原油粘度和管输费用；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，降低管路和设备的使用寿命；影响炼制工作的正常进行。2023/6/734原油中水的类型：游离水和乳化水原油处理常用的方法

化学破乳剂重力沉降加热机械电脱水各种常见脱水方法的共同点创造条件使油水依靠密度差和所受重力不同而分层。2023/6/735重力沉降脱水游离水脱除器与三相分离器的主要区别：根据油水混合物内的水量来确定大小。油水界面常控制在0.5D处，但脱除器水处理量最大时的最佳界面位置在0.769D处。

2023/6/736沉降罐1、结构水洗沉降2、工作原理2023/6/7372023/6/738脱水原理利用聚结介质亲水憎油并提供很大表面积的性质，促使水滴聚结沉降。

机械脱水2023/6/739离心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。

离心脱水2023/6/740离心脱水设备——水力旋流器原油处理的基本方法2023/6/741

静电脱水静电脱水的适用条件

1、电法脱水只适宜于油包水型乳状液。

原油的导电率很小，乳状液通过极间空间时，电极间电流很小，能建立起脱水所需的电场强度。

水包油型乳状液通过极间空间时，由于带有酸碱盐等离子的水是良导体，导致极间电压下降，电流猛增，产生电击穿现象。

2、一般进入电脱水器的原油含水率低于30％。含水率较高的油包水型乳状液，电法脱水也易产生电击穿现象。2023/6/742静电脱水设备——静电脱水器

1、静电脱水器构造2023/6/743a.交流电场不宜处理含水率较低的原油乳状液，即交流电场脱水后净化油含水率高，约为直流的3～5倍；b.交流电压呈正弦曲线变化，脱水效率较低，处理量低；c.交流电场中水滴易排成水链使电场短路；d.水滴界面膜受到的振荡力较大，脱出水清澈，水中含油率低；e.电路简单，无需整流设备。直流电脱水优缺点正好与交流电相反。交流电脱水的特点2023/6/744一般在脱水器中下部建立交流电场，在脱水器中上部建立直流电场，进行交直流双电场脱水，取长补短。交流电场中破乳作用在整个电场范围内进行，直流电场中破乳主要在电极区附近进行。交流电场内水滴以偶极聚结、振荡聚结为主；直流电场内水滴主要在电极附近区域进行，以电泳聚结为主，偶极聚结为辅。2023/6/745原

油

稳

定装置2023/6/746原油稳定的概念

使净化原油中的溶解天然气组分汽化，与原油分离，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。

采用有稳定装置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％以下。若流程不密闭，即使原油稳定装置运行良好，油田油气损耗率仍可高达1.3%。2023/6/747全密闭油气集输流程l一计量分离器；2一加药泵；3一换热器；4一三相分离器；5一加热炉；6一电脱水器；7一原油稳定塔；8一油罐；9一外输泵2023/6/748原油稳定的目的和方法降低原油蒸气压，满足原油储存、管输、铁路、公路和水运的安全和环境规定；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定的主要目的。常用的稳定方法为：以降低压力实现的原油闪蒸稳定法和以提高温度实现的原油分馏稳定法。2023/6/7491—电脱水器；2—原油稳定塔；3—真空压缩机；4—冷凝器；5—三相分离器；6—轻油泵；7—稳定原油罐；8—原油外输泵图负压稳定工艺流程示意图2023/6/7501—脱水原油换热器；2—脱水原油加热器；3—稳定塔；4—塔顶冷凝器；5—冷凝液分离器；6—稳定气压缩机；7—液烃泵；8—塔底泵图正压闪蒸稳定工艺流程2023/6/7511—换热器；2—稳定塔；3—压缩机；4—冷凝器；5—三相分离器；6—轻油泵；7—塔底油泵；8—重沸油泵；9—加热炉（器）图提馏法原油稳定流程示意图2023/6/7521—换热器；2—热介质换热器；3—稳定塔；4—压缩机；5—冷凝器；6—分离器；7—轻油泵；8—塔底油泵；9—重沸油泵；10—重沸加热炉（器）图全塔分馏法原油稳定流程2023/6/753天然气净化天然气脱水可以采用的方法有：甘醇吸收脱水、固体干燥剂吸附脱水、冷凝脱水以及国内外正在研发的膜分离脱水等。其中甘醇脱水(能够满足管输要求)和固体干燥剂脱水(天然气深度脱水)是油气田最常用的脱水方法。2023/6/754甘醇脱水原理流程

甘醇脱水工艺主要由甘醇高压吸收和常压再生两部分组成。

2023/6/755三甘醇脱水典型流程1一吸收塔；2一气／贫甘醇换热器；3一分流阀；4一冷却盘管；5一再生塔；6一重沸器；7一甘醇缓冲罐；8一贫富甘醇换热器；9一富甘醇预热换热器；10-闪蒸分离器；11一织物过滤器；12一活性炭过滤器；13一甘醇泵；14-涤气段2023/6/756轻烃回收轻烃回收工艺主要有三类：油吸收法；吸附法；冷凝分离法。当前，普遍采用冷凝分离法实现轻烃回收。利用原料气中各组分沸点不同，冷凝温度不同的特点，在逐步降温过程中，将沸点较高的烃类冷凝分离出来。该法的特点是需要提供足够的冷量使气体降温。冷量有用冷剂制冷的，有用气体膨胀制冷的，或者联合应用两种制冷工艺的。根据所提供冷量的级位可将其分为浅冷和深冷。冷量可有两种冷源产生，即外加冷源，和膨胀机自身制冷。2023/6/757外加冷源：一般采用氨制冷循环，丙烷制冷循环或氟里昂制冷循环，若单独采用外冷原时一般为浅冷工艺。膨胀机制冷：采用膨胀机制冷的装置，靠膨胀