油氣集輸流程

1、油氣集輸課程是油氣儲運工程專業(yè)主干課程之一，是學生學習了高等數(shù)學、流體力學、工程熱力 學和物理化學等基礎知識后開設的一門專業(yè)課。該課程奠定了油氣儲運工程專業(yè)學生的專業(yè)理論基礎，在 本專業(yè)課程體系中具有舉足輕重的地位。該課程較全面地介紹了油氣集輸系統(tǒng)的任務、研究對象和油氣集輸流程以及各主要工藝環(huán)節(jié)的設計原則和計算方法。課程的主要內(nèi)容包括油氣集輸研究對象、流程及發(fā)展；油氣性質(zhì)、烴系的相特性、相平衡 計算；油氣混輸管路的參數(shù)和術語、混輸管路的特點以及氣液兩相管路的壓降計算，分離方式、分離級數(shù) 和分離壓力的選擇、油氣兩相分離器的類型、結(jié)構(gòu)和工作原理、分離器設計的工藝計算方法、油氣水三相 分離器的結(jié)構(gòu)、

2、原理和界面控制；原油乳狀液的定義、生成機理和其性質(zhì)、原油脫水各方法的原理、所用 容器設備的結(jié)構(gòu)以及影響脫水效果的因素；原油穩(wěn)定的原理、方法和原理流程、原油穩(wěn)定深度以及工藝方 案的確定、比較和選擇。使學生掌握油氣集輸?shù)幕緝?nèi)容和工藝流程以及設計的基本方法，培養(yǎng)學生分析 問題和解決問題的能力。通過油氣集輸?shù)恼n程學習，學生可以系統(tǒng)掌握油氣集輸系統(tǒng)各工藝環(huán)節(jié)的設計與管理的基本知識，能 夠較快地承擔油田油氣集輸系統(tǒng)的設計和管理工作，提高自身科學素質(zhì)。§緒論課程內(nèi)容分配學時主要內(nèi)容重點難點第一節(jié)概述共3學時1、油氣集輸系統(tǒng)的 任務、地位及主要工 藝環(huán)節(jié)；2、油田主要產(chǎn)品及 其質(zhì)量指標；3、油氣集

3、輸流程。1、油田產(chǎn)品及其質(zhì)量指標2、油氣集輸流程概述:本章主要講述油氣集輸?shù)难芯繉ο蠛驮谟吞锝ㄔO中的地位、油氣集輸?shù)墓ぷ魅蝿蘸凸ぷ鲀?nèi)容、油田主 要產(chǎn)品及其質(zhì)量指標、油田生產(chǎn)對集輸系統(tǒng)的要求、油氣集輸流程以及油氣集輸設計的評價標準等問題， 以期使學生通過本章的學習，對油氣集輸這門課有一個全新的了解，并且對油田油氣集輸所涉及的內(nèi)容有 較全面的認識。本章的重點為油氣集輸?shù)墓ぷ鲀?nèi)容、油田產(chǎn)品及其質(zhì)量指標和油氣集輸流程等部分的知識。一、油氣集輸?shù)难芯繉ο蠛驮谟吞锷a(chǎn)中的地位1、研究對象由石油院校的院系構(gòu)成和專業(yè)設置以及課程安排可以了解油氣集輸?shù)难芯繉ο蟆ＹY源勘查工程專業(yè)（地球資源與信息學院）：主要任務是

4、尋找石油資源石油工程專業(yè)（石油工程學院）：主要任務是通過鉆井，采岀石油，使石油由地下流至地面上來，這 時流岀的石油包含了水、 砂、硫、鹽等雜質(zhì)；同時油氣儲運工程專業(yè)（儲運與建筑工程學院） 還開設了油庫設計、輸油管道設計與管理、輸氣管道設計與管理等課程，它們所涉及到的理論是為儲存和 運輸商品原油、天然氣以及石油產(chǎn)品服務的。因此說油氣集輸（也叫作油氣田地面工程）是繼石油工程之后的一個很重要的階段，它把油田中分散 的油、氣進行集中、輸送和必要的處理加工，使之成為石油產(chǎn)品，即商品原油和天然氣。由此可以看岀，油氣集輸研究的主要對象是油、氣田生產(chǎn)過程中原油及天然氣的收集、加工和輸送問 題。2、地位油田的工

5、業(yè)開采價值被確定后，在油田地面上需要建設各種生產(chǎn)設施、輔助生產(chǎn)設施和附屬設施，以滿足油氣開采和儲運的要求。油氣集輸是油田建設中的主要生產(chǎn)設施，在油田生產(chǎn)中起著主導作用，使油 田生產(chǎn)平穩(wěn)，保持原油開采及銷售之間的平衡，并使原油、天然氣、液化石油氣和天然汽油等產(chǎn)品的質(zhì)量 合格。采用的油氣集輸工藝流程、確定的工程建設規(guī)模及總體布局，將對油田的可靠生產(chǎn)、建設水平和生 產(chǎn)效益起著關鍵性的作用。二、油氣集輸?shù)墓ぷ魅蝿蘸凸ぷ鲀?nèi)容1、工作任務將分散的油井產(chǎn)物、分另U測得各單井的原油、天然氣和采岀水的產(chǎn)量值后，匯集、處理成岀礦原油、 天然氣、液化石油氣及天然汽油，經(jīng)儲存、計量后輸送給用戶的的油田生產(chǎn)過程。合格的

6、原油送往長距離 輸油管線首站外輸，或者送往礦場油庫經(jīng)其它運輸方式送到煉油廠或轉(zhuǎn)運碼頭；合格的天然氣集中到輸氣 管線首站，再送往石油化工廠、 液化氣廠或其它用戶。所以概括地說油氣集輸?shù)墓ぷ鞣秶且杂途疄槠瘘c, 礦場原油庫或輸油、輸氣管線首站為終點的礦場業(yè)務。下圖即為油氣生產(chǎn)工藝系統(tǒng)的全部內(nèi)容及其產(chǎn)品，同時也體現(xiàn)了油氣集輸?shù)墓ぷ魅蝿?。Nit訐幡陽/ ftr 閉JL?G *111井f<70;圖油氣生產(chǎn)工藝系統(tǒng)回注油億生產(chǎn)工藝系統(tǒng)總油h黑;刪雖；i C(X«p _11:另湖0熱；I:邂于汽I > - -£ 八.卑-U&貫4L思足曲油?1|I ?- “I I*_

7、_ LTOtt® _ :薄j.二三二二*:A +工液応石油江代律f黠2、工作內(nèi)容我國的油田雖然所處的自然環(huán)境、社會環(huán)境不同，油藏的性質(zhì)、油藏能量、開發(fā)部署、工藝條件、油 井產(chǎn)品構(gòu)成、原油物理性質(zhì)，油氣組分等等都有很大差別，所使用的集輸流程和設施也不盡相同，但一般 都要經(jīng)歷以下幾個基本環(huán)節(jié)，使所開采岀來的油、氣附合國家質(zhì)量指標要求。(1) 氣液分離：將油井產(chǎn)品中的液體和氣體分開才能進行相對精確的產(chǎn)量計量，并且便于處理、加工和 運輸；(2) 原油處理：原油中往往含有水、鹽、砂或其它固體雜質(zhì)，這些雜質(zhì)對原油的運輸和煉制加工過 程有較大的影響，因此必須脫除原油中所含這些雜質(zhì)(3) 原油穩(wěn)定：

8、分離器和脫水器分離出的原油中GG的組分含量高，使原油的飽和蒸汽壓升高， 造成原油的大量蒸發(fā)損耗，這樣的原油在油田上稱為不穩(wěn)定原油。不穩(wěn)定原油變成穩(wěn)定原油的過程，稱為原油穩(wěn)定。穩(wěn)定后的原油蒸汽壓降低，原油的蒸發(fā)損耗少；(4) 天然氣凈化：天然氣中往往含有 HO HLS和CQ等雜質(zhì)氣體，這些雜質(zhì)對天然氣的處理、加工和 運輸有較大的影響，因此必須脫除天然氣中所含的 H2O H2S和CO等雜質(zhì)氣體，使天然氣在管道輸送或冷卻 處理時不生成水化物，減少管線摩阻，并可減緩對管道和容器的腐蝕，以利于管道輸送和天然氣的進一步加工；(5) 輕烴回收：脫除天然氣中的烴液，使其在管線輸送時不析岀，這樣可以保證管輸增壓

9、時壓縮機 的正常工作；或?qū)ｉT回收天然氣烴液，再進一步分離成單一或混合組分作為產(chǎn)品，這樣可以提高油田的生 產(chǎn)效益；(6) 水處理(污水處理+注入水處理)：水處理系統(tǒng)包括含油污水處理系統(tǒng)和注水系統(tǒng)。常規(guī)的含 油污水處理流程為：從三相分離器、電脫水器和沉降罐中分離岀來的含油污水首先進入斜板隔油器中進行油水分離，然后進入混凝沉降罐進行分離，最后經(jīng)過壓力濾罐排放或回注。下圖為油氣集輸系統(tǒng)的工作內(nèi) 容示意框圖。:分井 計星 * A *<r 1 .' '； uT*- I 刖 str.T圖油氣集輸系統(tǒng)的工作內(nèi)容H tW0油氣集輸系銃的工作內(nèi)客齪品天然氣 _ _ .軸丄貞丿L國詼吧篡津化咒

10、Iy-不靶-I輕用用 用ELX一ft1*:仃 一.仟銷計<-+用油氣水：T分離器-三、油田產(chǎn)品及其質(zhì)量指標歸納起來油田生產(chǎn)的商品有原油、天然氣、液化石油氣、穩(wěn)定輕烴（也稱天然汽油或輕質(zhì)石腦油）和 凈化污水等。1、原油a. 質(zhì)量含水率：合格原油含水率不大于 1%優(yōu)質(zhì)原油含水率不大于 0.5%。對于凝析油和稠油有不同 的質(zhì)量含水率要求；b. 飽和蒸汽壓：最高儲存溫度 （或60C）下原油的飽和蒸汽壓不大于當?shù)貧鈮海籧. 含鹽量：不大于 50g/m3。2、天然氣a. 露點：最高輸送壓力下天然氣的露點應低于輸氣管埋深處最低環(huán)境溫度5C；b. 硫化氫含量：不大于 20mg/mi；c. Cs+含量：不

11、大于10g/Nm3；d. 有機硫（CS 2和COS含量：不大于 250mg/m。3、液化石油氣上面講過，液化石油氣主要成分為G和C4,其組成要求為：a. Ci+C含量：不大于3%（分子百分數(shù)）；b. G*含量：不大于2%（分子百分數(shù)）；c. 飽和蒸汽壓：38C時的飽和蒸汽壓不大于15個大氣壓（絕對）；-10C時的飽和蒸汽壓大于 3個大氣壓（絕對）；d. 體積含水量：不大于 0.5%。4、穩(wěn)定輕烴國標GB9053- 1998規(guī)定了穩(wěn)定輕烴（輕油）的技術要求，其中指標分為1號輕油和2號輕油，1號產(chǎn)品作為石油化工原料，2號產(chǎn)品可作石油化工原料也可用作車用汽油調(diào)和原料，下表列出了穩(wěn)定輕烴的技 術要求。

12、表1穩(wěn)定輕烴的技術要求項目質(zhì)量指標試驗方法1號2號飽和蒸氣壓，kPa74 200夏74冬88GB8017- 87餾程：10%蒸發(fā)溫度，C1353590%蒸發(fā)溫度，C不高于190150GB6536- 1997終餾點，C不高于實測19060C蒸發(fā)率，%硫含量，%不大于0.050.1SH/T0253- 92機械雜質(zhì)及水分無無目測（2）銅片腐蝕不大于11GB5096- 85 ( 91)顏色，賽波特色號不小于+250.1GB3555- 92（1）冬季指9月1日至第二年2月29日間；（2）將油樣注入100mL的玻璃量筒中觀察，應當透明，沒有懸浮與沉淀的機械雜質(zhì)和游離水5、凈化污水對于凈化污水有兩個標準，分

13、別為回注標準和排放標準，對其所含雜質(zhì)的要求不同。對回注的污水水質(zhì)要求是：達到本油田規(guī)定的注水水質(zhì)標準，特別關注回注污水與地層配伍性，包括 懸浮物濃度大小、含油濃度及細菌含量。下表為碎屑巖油藏注水水質(zhì)推薦指標。表2碎屑巖油藏注水水質(zhì)推薦指標（1999）注入層平均空氣滲透率（卩m）v 0.10.1 0.6> 0.6標準分級A1A2A3B1B2B3CGC3懸浮固體濃度（mg/L）<1.0<2.0<3.0<3.0<4.0<5.0<5.0<7.0<10.0控11 制指標懸浮物顆粒直徑中值（卩m<1.0<1.5<2.0<2

14、.0<2.5<3.0<3.0<3.5<4.0含油量（mg/L）<5.0<6.0<8.0<8.0<10.0<15.0<15.0<20.0<30.0平均腐蝕率（mm/a）< 0.076點腐蝕A1、B1、C1級：試片各面都無點腐蝕；A2、B2、C2級：試片有輕微點蝕；A3、B3、C3級：試片有明顯點蝕；SRB菌（個 /mL）0< 10< 250< 10< 250<20.0<30.0鐵細菌（個/mL）nX102nX103nX104腐生菌（個/mL）nX102nX103nX104

15、1 . 1 v n < 10;2清水水質(zhì)指標中去掉含油量。地上污水排放水質(zhì)含油低于5mg/L ;對海上排放污水水質(zhì)要求是，渤海海域排放污水含油量小于30mg/L;南海海域為小于50mg/L。下表為石油開發(fā)工業(yè)水污染物最高允許排放濃度。表3石油開發(fā)工業(yè)水污染物最高允許排放濃度序號項目排放濃度mg/L備注1PH值6 92石油類103懸浮物1004揮發(fā)酚0.55硫化物1以S2計6化學需氧量（coDcr100重鉻酸鉀法分析7汞及其無機化合物0.05以Hg計8鎘及其無機化合物0.1以Cd計9六價鉻化合物0.5以Cr+6計10砷及其無機化合物0.5以As計11鉛及其無機化合物1.0以Pb計四、油田生

16、產(chǎn)對集輸系統(tǒng)的要求油田生產(chǎn)是由開發(fā)、開采和集輸構(gòu)成的。因此，油氣集輸是油田生產(chǎn)中很重要的生產(chǎn)階段，無論新油田的開發(fā)建設，還是已開發(fā)油田的調(diào)整改造，油氣集輸必須適應油田生產(chǎn)全局的需要，滿足以下幾點要求：1、滿足油田開發(fā)和開采的要求油田生產(chǎn)的特點是連續(xù)的、又是不均衡的，主要原因在于：（1）油井數(shù)量增加，含水量上升，產(chǎn)液量增加；（2）自噴井間歇自噴或改抽；（3）個別抽油井改為注水井；（4）生產(chǎn)層系調(diào)整，油品物性發(fā)生變化。2、集輸系統(tǒng)能夠反映油田開發(fā)和開采的動態(tài)油田開發(fā)和開采的變化，反映到地面集輸系統(tǒng)中就是：油、氣、水產(chǎn)量、岀砂量、氣油比、氣液比、 井的油壓和回壓、井流溫度、壓力等參數(shù)的變化。油田的這

17、一生產(chǎn)特點要求油氣集輸系統(tǒng)的工程設施隨之 做出相應的調(diào)整，要考慮能以地面設施的少量變化去適用油田開發(fā)不同時期，不同階段的要求。3、節(jié)約能源、防止污染、保護環(huán)境節(jié)約能源主要體現(xiàn)在以下幾個方面。（1 ）充分利用自噴井、抽油井的能量，減少轉(zhuǎn)油環(huán)節(jié)，在有條件的油田提高第一級的分離壓力，減少 動力消耗。（2） 流程密閉，降低損耗。密閉流程的油氣損耗量一般為0.30.5%，而開式流程由于存在常壓罐， 其損耗量一般為2%左右。（3）充分收集和利用油氣資源，生產(chǎn)穩(wěn)定原油、干氣、液化石油氣、天然汽油等產(chǎn)品，減少油田生產(chǎn) 的自耗氣量。（4）采用高效的設備。4、集輸系統(tǒng)應安全可靠，并有一定的靈活性集輸系統(tǒng)的生產(chǎn)運行

18、是連續(xù)的， 無論哪一個環(huán)節(jié)發(fā)生故障都會或多或少地對全局生產(chǎn)產(chǎn)生影響；另外,油田地域大，點多、面廣、線長，搶修困難，這就要求集輸系統(tǒng)簡單、可靠、安全。一旦發(fā)生異常情況， 要有調(diào)整的余地。5、與輔助系統(tǒng)協(xié)調(diào)一致，要有經(jīng)濟性集輸系統(tǒng)要滿足提高經(jīng)濟效益的原則，滿足國家標準或有關規(guī)定，并且與供排水、供電、道路、通訊、土建等密切配合，協(xié)調(diào)一致。五、油氣集輸流程1、建設規(guī)模設計集輸流程遇到的第一個問題是確定流程的建設規(guī)模。這是因為一經(jīng)確定了流程中的管徑、容器、設備等，就只能在一定的產(chǎn)液量范圍內(nèi)工作，而油田開發(fā)和開采的特殊性決定了各油田的產(chǎn)液量上升速度 差別很大。如果流程的一次規(guī)模定的太大，將長期達不到設計能

19、力，造成了資金的積壓，發(fā)揮不了應有的 投資效益，還可能因為熱力條件不夠而不能正常運行。如果一次規(guī)模定得太小，而產(chǎn)液量上升速度太快， 流程的水力工況不能適用生產(chǎn)要求，必然在短時間內(nèi)改建、擴建，同樣會造成經(jīng)濟損失，并影響油田生產(chǎn)。同時，流程中管道、容器、設備等都有一定的使用年限，如果在使用年限內(nèi)充分發(fā)揮它們的作用，超過這一年限再進行改建、擴建，那么這樣就很經(jīng)濟能充分發(fā)揮投資效益。我國規(guī)定：油（氣）井和注水井 折舊年限為5年，油（氣）田地面建設的固定設施為15年，油（氣）田儲運設施為 8年。由此看來，集輸系統(tǒng)中各項設施的適用年限按515年來考慮是做到了物盡其用。綜合以上分析，由地層儲量和開發(fā)設計方案

20、確定的油氣集輸系統(tǒng)的建設規(guī)?？梢匀缦麓_定：（1）如果油田投產(chǎn)初期不含水，則流程建設規(guī)?？捎孟率接嬎悖菏街校珿o-開發(fā)設計提出的產(chǎn)油量，噸/日;:開發(fā)設計提出的無水采油年限，年；一集輸設施的使用年限，年；Vw開發(fā)設計提岀的年平均含水率的上升速度，/年;G流程適用的液量，噸/日。（2 ）如果油田投產(chǎn)初期含水，則流程建設規(guī)模可用下式計算：式中：B 油田投產(chǎn)時含水率， %流程的建設規(guī)模確定以后，集輸流程的設計可以進入定量的設計計算和設備的設計選型了。2、集輸系統(tǒng)的壓力油井產(chǎn)物從井口流到油庫，總要依靠某種形式的壓能和熱能來完成，集輸中可以利用的能量有：地層剩 余壓能和熱能、水力機械和加熱設備提供的能量地

21、形起伏造成的勢能能量。地層的剩余能量是自噴井把油氣混合物送到井口后還剩余的能量，這能量中的一部分可以用于集輸系 統(tǒng)。集輸采輸中可供利用的水力機械能量，有抽油井的抽油機、電潛泵、地面泵和壓縮機提供的能量。當 自噴井和抽油井的可利用能量消耗殆盡，就只能靠地面泵和壓縮機補充的能量把油氣轉(zhuǎn)輸?shù)侥康牡?。?）自噴井集輸系統(tǒng)的回壓是地面集輸系統(tǒng)對油氣井的背壓（即油嘴后的壓力，油嘴前的壓力稱為油壓），也是 集輸系統(tǒng)的起點壓力，是集輸系統(tǒng)強度設計的重要依據(jù)。油井的回壓=集輸管線的摩阻+分離器的控制壓力因此說，集輸系統(tǒng)能充分利用地層能量的起點是井口回壓。如果由于某些原因使回壓過高而導致油井 產(chǎn)量下降，就應當更換

22、適當?shù)挠妥?，減少油嘴部分的壓力降；當油管壓力相當高，而回壓相對值不十分大 時，回壓的波動對產(chǎn)量的影響很小，所以中華人民共和國國家標準GB50350-2005油氣集輸設計規(guī)范規(guī)定：自噴井、氣舉井的回壓為工程適應期間最低油管壓力的0.40.5倍，但不宜低于0.4MPa（表壓）我國對自噴井的井口回壓控制較低，嚴格限制在0.40.6MPa （表壓）。對于油井開采后期，由于含水率上升，流量增大，管線摩阻增加，造成油井回壓升高，有可能會影響 油井的產(chǎn)量。同時注意：能量不同的自噴井連接在一起，高壓高產(chǎn)井不會增產(chǎn)，而對低壓低產(chǎn)井的干擾較大。（2）抽油井抽油井的回壓也有一定的限度，回壓太高會使抽油機磨損、抽油桿

23、密封部分憋漏，增加維修工作量， 也會降低井下泵效，增加電耗；提高集輸系統(tǒng)的壓力，系統(tǒng)的閥門、管線和分離器壓力等級都要相應提高， 增加了鋼材和投資的消耗。所以我國目前控制抽油井回壓不高于1.5MPa（表壓），而高于4.5Kg/cm抽油井的特點：1）抽油機的功率消耗在提升抽油桿和井筒中的油氣混合物上；2）提高抽油井的回壓（只是在一定范圍內(nèi)）不影響抽油井的產(chǎn)量；3）抽油井的回壓升高，使油井的維護周期縮短；4）提高抽油井的回壓，使伴生氣溶解于原油中，使原油粘度降低，減少管線的水力損失和提高油氣分 離效率。國內(nèi)外大量的生產(chǎn)實踐表明，提高集輸系統(tǒng)壓力具有明顯的優(yōu)越性：1) 可使伴生氣更多地溶解在原油中，減

24、少氣量，降低原油粘度，進而減少管線的水力損失和提高油 氣分離效率；2) 可采用多級分離工藝，使原油和大部分伴生氣自壓輸送，增加分離后原油的穩(wěn)定程度并增加油、氣 的采收率；3) 為不加熱輸送創(chuàng)造條件，可減少油田的自耗燃料。因此，合理確定集輸系統(tǒng)的壓力是一個復雜的技 術經(jīng)濟問題，要根據(jù)油田開采方式、油氣物性和油氣預處理及輕烴回收的要求等做出比較才能確定。3、計量的分散和集中油井產(chǎn)量的計量方式分為以下兩種：(1) 集中計量：在油田上設置計量站；圖集中計量(2) 分散計量：井口計量或用專用計量車。圖分散計量因此說，計量方式?jīng)Q定了岀油線的配管方式和輻射形狀以及岀油線的匯合位置。4、流程的密閉程度在油氣集

25、輸過程中，利用地層能量階段必須是密閉的。當?shù)貙邮Ｓ嗄芰肯拇M，為了完成集輸流程 中規(guī)定的工藝內(nèi)容，液體需用泵送設備補給能量，這一環(huán)節(jié)稱為轉(zhuǎn)油或接轉(zhuǎn)，然而由于一般的泵送設備對 含氣液體不能很好地工作，所以經(jīng)常使原油進入分離系統(tǒng)的最后一級，即常壓儲罐。使用常壓儲罐的目的是(1) 進一步脫氣，避免泵效率過低；(2) 平衡來油和輸油的不平衡。但由于常壓儲罐中的原油是與大氣是相通的，這就使流程中岀現(xiàn)非密閉的情況，產(chǎn)生了油氣的蒸發(fā)損 耗，為了使流程密閉，減少蒸發(fā)損耗，一般采用以下措施來解決：（1）采用臥式罐代替立式常壓罐，并架高。使離心泵的入口壓力不低于臥式罐的壓力，避免氣體析 出而導致離心泵發(fā)生氣蝕；

26、（2）充分利用自噴井和抽油井的能量，減少轉(zhuǎn)油環(huán)節(jié)。這就需要考慮布站方式。油田設計中有二級布 站和三級布站兩種方式：1）二級布站：井口 T計量（計量接轉(zhuǎn)）站T聯(lián)合站（集中處理站）T礦場油庫2）三級布站：井口 T計量站T接轉(zhuǎn)站T聯(lián)合站（集中處理站）T礦場油庫。另外，我國塔里木油田引進國外先進技術，采用了一級半布站方式，即單井來油氣直接進集中處理站， 站內(nèi)設置多個計量分離器。（3）采用油氣混輸泵，這就避免了先進行油氣分離再加壓輸送的情況；（4）采用大罐抽氣，避免常壓罐中的油氣蒸發(fā)損耗。但由于常壓罐所能承受的正壓和負壓很小，因此 大罐抽氣要求可靠的自動化儀表。5、集輸流程設計應遵循的原則 工藝流程應根

27、據(jù)油氣藏工程和采油才氣工程方案、油氣物理性質(zhì)及化學組成、產(chǎn)品方案、地面自然條件等具體情況，通過技術經(jīng)濟對比，并符合下列原則：（1）油氣集輸工藝流程應密閉，降低油氣損耗；（2）充分收集與利用油氣井產(chǎn)物， 生產(chǎn)符合產(chǎn)品標準的原油、 天然氣、液化石油氣、 穩(wěn)定輕烴等產(chǎn)品；（3）合理利用油氣井流體的壓力能，適當提高集輸系統(tǒng)壓力，擴大集輸半徑，減少油氣中間接轉(zhuǎn)，降 低集輸能耗；（4）合理利用熱能，做好設備和管道保溫，降低油氣處理和輸送溫度，減少熱耗；（5）油氣集輸工藝設計應結(jié)合實際情況簡化工藝流程，選用高效設備。6、油氣集輸流程設計的總趨勢 簡化井口和計量站、盡量采用二級布站和密閉流程、完善聯(lián)合站、減少

28、占地、方便管理。六、油氣集輸設計的評價標準1、可靠性（1）采用的工藝技術、設備經(jīng)過技術鑒定和生產(chǎn)實踐檢驗，能保證長期連續(xù)生產(chǎn)；（2）生產(chǎn)操作、維修、管理安全方便；（ 3）處理故障有措施；（4）處理的產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定；（5）設備的備用、旁通管的設置、儀表的調(diào)控合理。2、適用性（1）產(chǎn)量、油氣比、含水率的變化；（ 2）壓力、溫度的變化；（ 3）原油物性、天然氣組成的變化；（4）有油田分階段開發(fā)、調(diào)整變化、擴建、改建的余地。3、先進性（ 1）采用國內(nèi)外先進成熟技術，并附合油田的實際情況；（2）附合國家的技術政策和國家及行業(yè)標準；（3）恰當?shù)淖詣踊刂瞥潭?；?）計量的準確性；（5）能量充分利用和節(jié)約，油

29、氣損耗少；（ 6）原油穩(wěn)定、天然氣處理、天然氣及烴液的利用率高；（7）不污染環(huán)境；（8）組裝化程度高。4、經(jīng)濟性（1）工程量小，施工速度快；（2）投資少；（3）運行費用低。1. 相關知識：原油含水的危害性1、增大了油井采出液的體積，降低了設備和管道的有效利用率，特別是在高含水的情況下更突出。（含水原油的體積要較純凈原油增加12倍）2、增大了管道輸送中的動力消耗 含水原油多為“油包水”型乳狀液，其粘度較純凈原油約高數(shù)倍到數(shù)十倍。用管道輸送時其摩阻大幅度地增加。隨之引起油井回壓上升，抽油機、輸油泵的動力消耗增加，甚至使離心泵的吸入性能變壞，嚴 重時會產(chǎn)生氣蝕，無法使用。3、增加了升溫過程中的燃料消

30、耗 原油集輸過程中，為滿足工藝要求，如降低粘度，常對原油加熱升溫。由于原油含水后輸液量增加，而且水的比熱約為原油比熱的 2 倍，故在原油升溫過程中燃料的消耗也將隨原油含水量的增加而急劇增大， 其中相當一部分熱能白白地消耗于水的加熱升溫，造成燃料的極大浪費。4、引起金屬管道和設備的結(jié)垢與腐蝕。 原油中所含的地層水都有一定的礦化度。當?shù)V化度較高時，其中的碳酸鹽會在管道和設備的內(nèi)壁沉積結(jié)垢，久而久之使管道通徑變小， 甚至完全堵塞。當用管式加熱爐或火筒爐加熱礦化度較高的含水原油時， 會因結(jié)垢而影響熱能的傳導，嚴重時會引起爐筒或火筒的過熱變形，甚至釀成火災事故。當?shù)貙铀?MgCb CaCD、SeCI

31、?、BaC“等物時，會部分水解釋放出HCI，引起金屬管道和設備的腐蝕、穿孔。MgCI2+H2O=MgOHCI+HCIFe+2HCI=FeCl2+Ht f原油中所含的硫化物受熱也會分解，產(chǎn)生H?s,遇到水時h2S與Fe反應生成FeS:Fe+HS=FeS +H2T, FeS+2HCI=FeCl2+H2S這種交替反應的結(jié)果，就會使設備和管道受到強烈腐蝕。5、對煉油加工過程的影響煉油廠加工原油的第一套裝置是常減壓蒸餾裝置。 原油中若含有鹽和水，對該裝置的生產(chǎn)有嚴重影響。 由于水的分子量僅為18,原油蒸餾時汽化部分的平均分子量在200以上，這樣，水與油同時加熱到360C進常壓塔時，一噸水汽化后的體積要比

32、等重量的原油汽化體積大十多倍。一方面會加大蒸餾塔內(nèi)氣體的線 速度，影響分餾效果，嚴重時引起沖塔現(xiàn)象，使蒸餾產(chǎn)品的質(zhì)量受到很大影響，另一方面，當原油含水率 不均勻時，會引起設備內(nèi)壓力突然變化，不僅使蒸餾裝置無法平穩(wěn)運行，甚至可能出現(xiàn)超壓爆炸事故。不僅如此，當原油含水較高時，由于汽化后的水都與塔頂汽油一起逸出，經(jīng)冷凝、冷卻才能安全儲存， 這樣也就增加了蒸餾裝置燃料和冷卻水的消耗，提高了生產(chǎn)成本，因而降低了經(jīng)濟效益。2. 相關知識：天然氣含有 HO H2S和CO等雜質(zhì)氣體的危害H2O 的危害：（1）降低輸氣效率，減少輸量；（2）降低天然氣的熱值；(3) 加速天然氣中H2S和CQ對管線和設備的腐蝕；(

33、 4)生成液態(tài)水，與天然氣形成水化物。H2S 的危害：( 1)對管線和設備腐蝕；(2) 對于氣體用作化工原料是極為不利的，硫化物會使催化劑中毒；( 3)有毒，做燃料對人體有害。CO2的危害：( 1)對管線和設備腐蝕；( 2 )會降低氣體熱值；(3) 在極低的溫度下，tv- 78.5 'C,生成固體干冰，對深冷加工有影響。3. 相關知識：輕烴回收的產(chǎn)品天然氣和油田伴生氣的組分都是CC4和C+，只是含量不同。C+是直餾粗汽油的主要成分，把它分出以后作以下用途：(a) 摻回原油，提高原油的質(zhì)量和煉油廠的汽油收率；(b) 輕油直接對外銷售。輕油的密度一般小于 0.7，辛烷值低(一般為4060)

34、，如果直接由發(fā)動機使用，可產(chǎn)生爆震，損壞 氣缸。C3、C4是液化石油氣的主要組分。G即丁烷氣，也即為氣體打火機所用的氣體。C2是乙烯最廉價的原料。C為主的干氣作為商品天然氣外輸。 由此可見，輕烴回收對提高油田產(chǎn)品的質(zhì)量和提高經(jīng)濟效益有重要的意義。4. 相關知識：三脫三回收的概念 三脫：原油脫水、脫氣后得商品原油伴生氣、天然氣脫輕油得商品天然氣三回收：污水中回收原油，回收污水，回收輕油、液化氣。5. 相關知識：露點的概念在一定的壓力下，降低溫度，使天然氣有第一滴液體析出時的溫度值稱為露點。6. 相關知識：天然氣的分類依據(jù)不同的原則，有三種天然氣的分類方式。1、按礦藏特點分類 按礦藏特點的不同可將

35、天然氣分為氣井氣( gas well gas )、凝析井氣( condensate gas )和油田氣 (oil field gas)。前兩者合稱非伴生氣 (unassociated gas)后者也稱為油田伴生氣 (associated gas)。 氣井氣 ： 即純氣田天然氣，氣藏中的天然氣以氣相存在，通過氣井開采出來，其中甲烷含量高。 凝析井氣： 即凝析氣田天然氣，氣藏中以氣體狀態(tài)存在，是具有高含量可回收烴液的氣田氣，其凝析 液主要為凝析油，其次可能還有部分被凝析的水，這類氣田的井口流出物除含有甲烷、乙烷外，還含有一 定量的丙烷、丁烷及 C5+以上的烴類。油田氣：即油田伴生氣， 它是伴隨原油

36、共生， 是在油藏中與原油呈相平衡接觸的氣體， 包括游離氣(氣 層氣)和溶解在原油中的溶解氣，從組成上亦認為屬于濕氣。在油井開采情況中，借助氣層氣來保持井壓， 而溶解氣則伴隨原油采出。油田氣采出的特點是：組成和氣油比( gas-oil ratio ，GOR般為20500mi 氣/t原油)因產(chǎn)層和開采條件不同而異，不能人為地控制，一般富含丁烷以上組分。當油田氣隨原油一起被開采到地面后，由于油氣分離條件（溫度和壓力）和分離方式（一級或二級）不同，以及受氣液平衡規(guī) 律的限制，氣相中除含有甲烷、乙烷、丙烷、丁烷外，還含有戊烷、己烷，甚至C9、C10 組分。液相中除含有重烴外，仍含有一定量的丁烷、丙烷，甚

37、至甲烷。與此同時，為了降低原油的飽和蒸氣壓，防止原油在 儲運過程中的揮發(fā)耗損，油田上往往采用各種原油穩(wěn)定工藝回收原油中GC5組分，回收回來的氣體，稱為原油穩(wěn)定氣，簡稱原穩(wěn)氣。2、按天然氣的烴類組成分類 按天然氣的烴類組成（即按天然氣中液烴含量）的多少來分類，可分為干氣、濕氣或貧氣、富氣。（1）C5界定法一干、濕氣的劃分。根據(jù)天然氣中C5以上的烴液含量的多少，用 C5界定法劃分為干氣（dry gas ）和濕氣（wet gas ）。 干氣：指在ISm3 （ CHN井口流出物中，C5以上烴液含量低于13.5cm3的天然氣。濕氣：指1Sm （CHN井口流出物中，C5以上烴液含量高于13.5cm3的天然

38、氣。注：1Sn（CHN是指101.325kPa、20°C下計量的氣體體積， 中國氣體計量采用的標準， 有時又稱基方。（2）C3 界定法 貧、富氣的劃分。根據(jù)天然氣中C3以上烴類液體的含量多少，用C3界定法劃分為貧氣（lean gas）和富氣（rich gas）貧氣：指在1Sm（CHN）井口流出物中，C3以上烴類液含量低于 94cmf的天然氣。富氣：指在1Sm （ CHN井口流出物中，C3以上烴類液含量高于 94cm的天然氣。 在北美地區(qū)的文獻中定義兩種氣體為貧氣： 在天然氣加工裝置回收天然氣液體之后的剩余殘氣； 幾乎不含或無可回收天然氣液體的未加工氣 體。而富氣指適合作天然氣加工廠原

39、料并能從中提取產(chǎn)品的氣體，這與上述的定義無原則上區(qū)別。相反， 干氣和濕氣包括兩方面的內(nèi)容：一則是針對天然氣是否含有水分來劃分為干、濕氣；二則是與貧、富氣的 劃分相類似。因此在閱讀外文文獻時要特別注意，不要造成歧義。3、按酸氣含量分類按酸氣（acid gas，指CQ和硫化物）含量多少，天然氣可分為酸性天然氣和潔氣。酸性天然氣（sour gas）指含有顯著量的硫化物和 CQ等酸氣，這類氣體必須經(jīng)處理后才能達到管輸標 準或商品氣氣質(zhì)指標的天然氣。潔氣（ sweet gas 是指硫化物含量甚微或根本不含的氣體，它不需凈化就可外輸和利用。 由此可見酸性天然氣和潔氣的劃分采取模糊的判據(jù)，而具體的數(shù)值指標并

40、無統(tǒng)一的標準。在我國，由 于以CQ的凈化處理要求不嚴格，而一般采用西南油田分公司的管輸指標即硫含量不高于20mg/sm（ CHN作為界定指標，把含硫量高于 20mg/Sm3（ CHN 天然氣稱為酸性天然氣，否則為潔氣。把凈化后達到管輸要 求的天然氣稱為凈化氣。7. 相關知識：轉(zhuǎn)油的概念 在油氣集輸過程中，利用地層能量階段必須是密閉的，當初始能量消耗殆盡，為了完成流程中規(guī)定的工藝內(nèi)容，液體需要用泵送設備補給能量，氣體需要用壓縮機補給能量，這一環(huán)節(jié)稱為轉(zhuǎn)油或接轉(zhuǎn)。8. 相關知識：海上油氣田輔助系統(tǒng) 海上油氣田生產(chǎn)輔助設施有別于陸上油田，考慮到海上設施遠離陸地，海上運輸?shù)睦щy，需要設置相應生產(chǎn)輔助系

41、統(tǒng)。海上生產(chǎn)輔助系統(tǒng)包括：安全系統(tǒng)；中央控制系統(tǒng)；發(fā)電/配電系統(tǒng)；儀表風/工廠風系統(tǒng)； 柴油、海水和淡水系統(tǒng)；供熱系統(tǒng)；空調(diào)與通風系統(tǒng)起重設備；生活住房系統(tǒng)；排放系統(tǒng)；（11） 放空系統(tǒng)；（12）通信系統(tǒng)；（13）化學藥劑系統(tǒng)。小結(jié)：本節(jié)主要介紹油氣集輸?shù)难芯繉ο蠛驮谟吞锝ㄔO中的地位、油氣集輸?shù)墓ぷ魅蝿蘸凸ぷ鲀?nèi)容、油田 主要產(chǎn)品及其質(zhì)量指標、油田生產(chǎn)對集輸系統(tǒng)的要求油氣集輸流程以及油氣集輸設計的評價標準等問題。 通過本節(jié)的學習，我們應該掌握集輸系統(tǒng)的工作內(nèi)容、油田產(chǎn)品及其質(zhì)量指標、集輸設計規(guī)模及壓力、集 油站計量方式的選擇等內(nèi)容，另外，也需對集輸系統(tǒng)在油田建設中的地位、油田生產(chǎn)對集輸系統(tǒng)的要求以 及油氣集輸設計的評價標準有所了解。1、油氣集輸研究的主要對象是油、氣田生產(chǎn)過程中原油及天然氣的收集、加工和輸送問題。2、油氣集輸?shù)墓ぷ魅蝿眨簩⒎稚⒌挠途a(chǎn)物、分別測得各單井的原油、天然氣和采岀水的產(chǎn)量值后, 匯集、處理成出礦原油、天然氣、液化石油氣及天然汽油，經(jīng)