油氣集輸知識

1、油氣集輸知識油氣集輸把分散的油井所生產的石油、伴生天然氣和其他產品集中起來，經過必要的處理、初加工，合格的油和天然氣分 別外輸?shù)綗捰蛷S和天然氣用戶的工藝全過程稱為油氣集輸。主要包括油氣分離、油氣計量、原油脫水、天然氣凈化、 原油穩(wěn)定、輕烴回收等工藝。油田生產中的“三脫” “三回收”油田生產中的“三脫” “三回收”：“三脫”是指油氣收集和輸送過程中的原油脫水、原油脫天然氣和天然氣脫輕質 油；“三回收”是指污水回收、天然氣回收和輕質油回收。原油脫水0.5%從井中采出的原油一般都含有一定數(shù)量的水，而原油含水多了會給儲運造成浪費，增加設備，多耗能；原油中的 水多數(shù)含有鹽類，加速了設備、容器和管線的腐蝕

2、；在石油煉制過程中，水和原油一起被加熱時，水會急速汽化膨脹， 壓力上升，影響煉廠正常操作和產品質量， 甚至會發(fā)生爆炸。 因此外輸原油前， 需進行脫水， 使含水量要求不超過破乳劑破乳劑是一種表面活性物質，它能使乳化狀的液體結構破壞，以達到乳化液中各相分離開來的目的。原油破乳是 指利用破乳劑的化學作用將乳化狀的油水混合液中油和水分離開來，使之達到原油脫水的目的，以保證原油外輸含水 標準。原油脫氣通過油氣分離器和原油穩(wěn)定裝置把原油中的氣體態(tài)輕烴組分脫離出去的工藝過程叫原油脫氣。合格原油主要標準國家規(guī)定在凈化后的原油中含水不能超過0.5%，含鹽不大于 50毫克/ 升，每噸原油含氣不超過 1立方米。油氣

3、分離器油氣分離器是把油井生產出的原油和伴生天然氣分離開來的一種裝置。有時候分離器也作為油氣水以及泥沙等多 相的分離、緩沖、計量之用。從外形分大體有三種形式，立式、臥式、球形。油氣計量油氣計量是指對石油和天然氣流量的測定。主要分為油井產量計量和外輸流量計量兩種。油井產量計量是指對單 井所生產的油量和生產氣量的測定，它是進行油井管理、掌握油層動態(tài)的關鍵資料數(shù)據。外輸計量是對石油和天然氣 輸送流量的測定，它是輸出方和接收方進行油氣交接經營管理的基本依據。油氣計量站它主要由集油閥組 （俗稱總機關 ） 和單井油氣計量分離器氣組成，在這里把數(shù)口油井生產的油氣產品集中在一起， 輪流對各單井的產油氣量分別進行

4、計量。計量接轉站有的油氣計量站因油壓較低， 增加了緩沖罐和輸油泵等外輸設備， 這種油氣小站叫計量接轉站， 既進行油氣計量， 還承擔原油接轉任務。轉油站轉油站是把數(shù)座計量 （接轉） 站來油集中在一起，進行油氣分離、油氣計量、加熱沉降和油氣轉輸?shù)茸鳂I(yè)的中型油 站，又叫集油站。有的轉油站還包括原油脫水作業(yè)，這種站叫脫水轉油站。聯(lián)合站它是油氣集中處理聯(lián)合作業(yè)站的簡稱。 主要包括油氣集中處理 （原油脫水、天然氣凈化、 原油穩(wěn)定、輕烴回收等 ）、 油田注水、污水處理、供變電和輔助生產設施等部分。水套加熱爐水套加熱爐主要由水套、 火筒、 火嘴、 沸騰管和走油盤管五部分組成， 用在油井井場給油井產出的油氣加溫

5、降粘。 采用走油盤管浸沒在水套中的間接加熱方法是為了防止原油結焦。原油損耗原油從油井產出時是油氣混合狀態(tài)。在其集輸、分離、計量、脫水、儲存等過程中，由于污水排放和伴生天然氣 的攜帶，油罐在進出油和溫度變化時的大小呼吸蒸發(fā)，以及工藝設備的跑、冒、滴、漏等，造成原油的損失稱原油損 耗。 一般原油損耗約占原油總產量的2%左右。油氣密閉集輸在油氣集輸過程中，原油所經過的整個系統(tǒng)（ 從井口經管線到油罐等 ） 都是密閉的，即不與大氣接觸。這種集輸工藝稱為油氣密閉集輸。氣儲運石油和天然氣的儲存和運輸簡稱油氣儲運。主要指合格的原油、天然氣及其它產品，從油氣田的油庫、轉運 碼頭或外輸首站，通過長距離油氣輸送管線

6、、油罐列車或油輪等輸送到煉油廠、石油化工廠等用戶的過程。管道輸油的特點管道輸油的特點是：運輸量大；能耗小、運費低；便于管理，易實現(xiàn)全面自動化，勞動生產率高；管線大部 埋于地下，受地形地物限制小，能縮短運輸距離；安全密閉，基本上不受惡劣氣候的影響，能長期穩(wěn)定、安全運行； 但運輸方式不靈活，鋼材耗量大，輔助設備多，適于定點、量大的單向輸送。我國管道建設的幾個階段我國管道建設大致可分為三個階段：（1）19581969年是我國管道建設的初始階段，這時期由于產油量少，對建設長距離、大口徑管道缺乏技術能力及建設經驗，所以不論從管道建設的數(shù)量上和輸油技術方面，都還處在一個落后的階段。（2）19701980年

7、是我國管道建設的高峰階段，也是大量采用國內先進設備的階段，在管道建設高速度 發(fā)展的同時，管道的鋼材質量、輸油工藝、輸油設備及輸油通信手段等方面也在高速發(fā)展。（3）1981 年以后，是我國管道建設大力引進國外先進技術和提高效益的發(fā)展階段。這時期管道建設大量引進國外先進設備和先進技術，注重提 高管道輸送的經濟效益，并進行大規(guī)模科研和現(xiàn)場實驗，取得較多的科技成果，使管道輸油效率大幅度提高。原油的熱處理原油熱處理是將原油加熱到一定溫度后，再按一定的方式和速度將其冷卻到某一溫度的過程。經過熱處理， 可使原油中的石蠟、瀝青及膠質的存在形式改變，使原油的凝固點和粘度改變。在最佳的熱處理條件下可以改善原油 的

8、低溫流動特性。1995年年產原油790萬噸。管道的陰極保護地處四川盆地，已有 60年的歷史，發(fā)現(xiàn)氣田 85個，油田12個，含油氣構造55個。在盆地內建成南部、西南部、西北部、東部 4個氣區(qū)。目前生產天然氣產量占全國總產量的42.2%，是我國第一大氣田，1995年年產天然氣71.8億立方米，年產原油 17萬噸。強制電流保護將被保護金屬與外加電源負極相連，由外部電源提供保護電流，以降低腐蝕速率的方法，稱為強制電流保護。地下式油罐和半地下油罐罐內油品的最高油位，比鄰近地面的標高低0.2米的油罐稱為地下式油罐；罐底埋深大于油罐本身高度的二分之一，而且油品的最高油位比鄰近地面高出0.2米以下的油罐稱為半

9、地地下式油罐。進油管不能從油罐的上部接入若將進油管從油罐的上部接入，當流速較大的油品管線由高向低呈霧狀噴出，與空氣摩擦增大了摩擦面積，落下的油滴撞擊液面和罐壁， 致使靜電荷急劇增加，其電壓有時可高達幾千伏或上萬伏，加之油品中液面漂浮的雜質，極易產生尖端放電，引起油罐爆炸起火。因此，進油管不能從油罐上部接入。靜電對石油儲運危害在管線、輸油設備和容器某個部位集聚的靜電，其電位高到與另一個沒有電位或電位較低的物體之間的絕緣 介質一定程度的時候，則在兩物之間發(fā)生跳火現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱為靜電放電。這種放電對含油氣濃度較大的場所，易 產生爆炸、著火。其危險性和危害性是很大的。石油集輸知識前面在有關油田開發(fā)部

10、分中所述的內容，都是圍繞如何使石油和天然氣從油氣層中順利地流向井底，又從井底流到地面來的一套地下工程技術措施。至于石油和天然氣由油井流到地面以后，又如何把它們從一口口油井上集中起來，并把油和氣分離開來， 再經初步加工成為合格的原油和天然氣分別儲存起來或者輸送到煉油廠，這就是通常稱之為“油田集輸技術”和“油田地面建設工程”。油田的集輸技術和建設，是據不同油田的地質特點和原油性質，不同的地理氣候環(huán)境，以及油田開發(fā)進程的 變化而選定、而變化的。例如，由于原油粘度大小、凝固點高低的不同，高寒與炎熱地區(qū)的差別，對原油的集輸 技術就有很大的影響；又如，有的原油和天然氣中，因含硫化氫，需經脫硫后才能儲存和輸

11、送出去，這就要有相 應的脫硫技術和建設；再如，當油田開發(fā)進入中、后期，油井中既有油、氣，又有大量的水，不僅要把油、氣分 離開來，而且還要把水分離出來，把油、氣處理成合格的產品，把水也要處理干凈，以免污染環(huán)境如此等等 的眾多問題所涉及的眾多技術與工程建設，都是油田建設的主要內容。原油集輸就是把油井生產的油氣收集、輸送和處理成合格原油的過程。這一過程從油井井口開始，將油井生產出來的原油和伴生的天然氣產品，在油田上進行集中和必要的處理或初加工。使之成為合格的原油后， 再送往長距離輸油管線的首站外輸，或者送往礦場油庫經其它運輸方式送到煉油廠或轉運碼頭；合格的天然氣集中到輸氣管線首站，再送往石油化工廠、

12、液化氣廠或其他用戶。概括地說油氣集輸?shù)墓ぷ鞣秶侵敢杂途疄槠瘘c，礦場原油庫或輸油、輸氣管線首站為終點的礦場業(yè)務。般油氣集輸系統(tǒng)包括：油井、計量站、接轉站、集中處理站，這叫三級布站。也有的是從計量站直接到集 中處理站，這叫二級布站。集中處理、注水、污水處理及變電建在一起的叫做聯(lián)合站。油井、計量站、集中處理站是收集油氣并對油氣進行初步加工的主要場所，它們之間由油氣收集和輸送管線 聯(lián)接。（一）油井的地面建設采油井分兩種類型：即自噴井和機械采油井。 自噴井井口的設備一般有采油樹、清蠟設備（如：絞車、鋼絲、刮蠟片）、油嘴、水套加熱爐、油氣計量分 離器等（井口房和值班房根據當?shù)氐臍夂驐l件和社會因素考慮是否

13、設置）。機械采油井目前一般采用有深井泵（即管式泵）、水力活塞泵、電動潛油泵和射流泵四種采油方式。機械采 油井場的工藝設備和輔助設備主要有：采油樹、油氣計量分離器、加熱和清蠟設備及采油機械。因為機械采油的 方式不同， 所以在井口的地面工程也就有所不同， 水力活塞泵采油技術是現(xiàn)在比較先進的機械采油方式， 下面就 此來談井口的工程建設內容。水力活塞泵采油是用高壓液體作為井下抽油泵動力的無桿抽油泵。主要用于比較深的井、叢式井、結蠟井、 稠油井以及條件較復雜的油井。水力活塞泵抽油裝置，由地面泵組、井口裝置和管線系統(tǒng)、水套加熱爐、沉降罐 和井下水力活塞泵機組等部分組成。 水力活塞泵一般用稀油作為動力液?？?/p>

14、用本井或鄰井的原油經分離器脫氣，再經過水套加熱爐（或換熱器）加熱 到 60C 左右，進入沉降罐然后被吸入高壓三柱塞泵，加壓后的原油（動力液），通過井口四通閥注入油管，推 動井下水力活塞泵組液馬達上下往復運動， 中間拉桿帶動抽油泵， 抽出井內的油。 在井內工作過的動力液和抽出 的原油通過油管與套管的環(huán)形空間上升到地面， 通過四通閥進入油氣分離器。 脫氣的油再回到沉降罐， 沉降后一 部分再進入地面泵循環(huán)使用，另一部分進入集油干線。（二）計量站的設置和建設計量站的作用主要是計量油井油氣產量，并將一定數(shù)量（714 口）油井的油氣匯集起來，再通過管道輸送到油氣處理站。另外，計量站還向井口加熱設備提供燃料

15、等。 計量站的種類，按建筑結構分有：磚混結構、大板結構和列車式；按工藝流程分有：單管計量站、雙管計量站和 三管計量站。計量站的設施，一般有各井來油管匯（也叫總機關）、計量分離器、加熱爐、計量儀表等。油氣集輸流程是油田地面工程的中心環(huán)節(jié)。采用什么樣的流程，主要取決于各油田地質條件、油井產量、原國內外油氣集輸流程的發(fā)展趨勢基本是小站計油的物理性質、自然條件以及國民經濟和科學技術的發(fā)展水平等。量，大站集中處理，密閉輸送，充分利用天然資源。總的有兩種流程：1. 高凝、高粘原油的加熱輸送流程：隨著石油工業(yè)的發(fā)展，高凝、高粘原油在石油總產量中所占的比例日益增加。對這類原油國內外一般都采用 加熱輸送。加熱輸

16、送分直接加熱輸送和間接加熱輸送。直接加熱輸送是用爐子加熱或摻熱液與井口油氣水混合加熱而進 行輸送；間接加熱輸送是采用熱水伴隨、蒸汽伴隨或電表皮效應等加熱方式進行輸送。我國有些油田，像勝利油 田、江漢油田、扶余油田、遼河油田等，在部分地區(qū)是采用井口加熱保溫、單管出油的油氣混輸小站流程；也有 采用雙管摻液保溫的油氣混輸小站流程；還有采用了三管熱水伴隨小站流程。2. 單管或雙管不加熱密閉混輸流程：在歐美國家的大多數(shù)油田采用的都是這種流程。其原因是原油的物性好，或油田自然條件好，油井出油溫度 高。我國的有些油田，根據原油物性和油田自然條件的可能，也采用了井口不加熱流程，但有的仍不能采用這種 流程。（三

17、）集中處理站（聯(lián)合站）的工程建設集中處理站是油田油氣集輸流程的重要組成部分。它所承擔的任務、建設規(guī)模和在油田的建設位置，一般由 總體規(guī)劃根據開發(fā)部門提供的資料綜合對比后確定。集中處理站包括：油氣工藝系統(tǒng)、公用工程（供電、供排水、供熱、通訊、采暖、通風、道路、土建等）、 供注水、污水處理、消防、變電以及必要的生產設施。集中處理站的主要設備有：分離器、含水油緩沖罐、脫水泵、脫水加熱爐、脫水器、原油緩沖罐、穩(wěn)定塔送 料泵、穩(wěn)定塔、穩(wěn)定塔加熱爐、穩(wěn)定原油儲罐、外輸泵、流量計、污水緩沖罐、污水泵等。站內管線盡可能在地面以上架空（電纜、儀表線等可同架），這樣既便于維修和管理，又不易腐蝕。站外管線盡 可能沿

18、路敷設，以便施工、維修和管理。下面著重介紹原油脫水和原油穩(wěn)定：1原油脫水所有的油田都要經歷含水開發(fā)期的，特別是采油速度大和采取注水強化開發(fā)的油田，無水采油期一般都較短， 油井見水早，原油含水率增長快。原油含水不僅增加了儲存、輸送、煉制過程中設備的負荷。而且增加了升溫時 的燃料消耗，甚至因為水中含鹽等而引起設備和管道的結垢或腐蝕。因此，原油含水有百害無一利。但水在油田 開發(fā)過程中，幾乎是原油的“永遠伴生者”，尤其是在油田開發(fā)的中后期，油井不采水，也就沒有了油。所以原油 脫水就成為油田開發(fā)過程中一個不可缺少的環(huán)節(jié)，一直受到人們的重視。多年的反復實踐，現(xiàn)在研究成功的多種原油脫水工藝技術有：沉降分離脫

19、水。這是利用水重油輕的原理，在原油通過一個特定的裝置時，使水下沉，油、水分開。這也是 所有原油脫水的基本過程?；瘜W破乳脫水。即利用化學藥劑，使乳化狀態(tài)的油水實行分離?；瘜W破乳是原油脫水中普遍采用的一種破乳 手段。電破乳脫水。用于電破乳的高強度電場，有交流電，直流電、交一直流電和脈沖供電等數(shù)種。其基本原理是通 過電離子的作用，促使油、水離子的分離。潤濕聚結破乳。在原油脫水和原油穩(wěn)定過程中，加熱有利于原油粘度的降低和提高輕質組份的揮發(fā)程度。這也 就促使了油水分離。原油脫水甚費能源，為了充分利用能源，原油脫水裝置與原油穩(wěn)定裝置一般都放在一起。為了節(jié)約能源，降 低油氣揮發(fā)損耗，通過原油穩(wěn)定回收輕質烴類

20、，油田原油脫水工藝流程已趨向于“無罐密閉化”。無罐流程的顯著 特點就是密閉程度高，油氣無揮發(fā)損耗。在流程密閉過程中，原油脫水工藝流程的密閉是一個關鍵環(huán)節(jié)，因為它 的運行溫度較高，停留時間又長，油氣容易揮發(fā)損耗。據測定，若采用不密閉流程，脫水環(huán)節(jié)的油氣損耗約占總 損耗的 50。原油脫水設備則是脫水技術的體現(xiàn)，它在原油脫水過程中占有重要地位。一項脫水設備結構的合理與否，直 接關系到脫水的效果、效率和原油的質量，以及生產運行成本，進而影響原油脫水生產的總經濟效益。因此，人 們結合油氣集輸與處理工藝流程逐漸走向“無罐化”，即不再使用儲罐式沉降分離設備，而較普遍地采用了耐壓沉 降分離設備，研制了先進的大

21、型的脫水耐壓容器。電脫水器是至今效率最高，處理能力最強，依靠電場的作用對 原油進行脫水的先進設備。電脫水器的形式有好多種，如：管道式、儲罐式、立式園筒形、球形等。隨著石油工 業(yè)的發(fā)展， 經過不斷地實踐與總結， 趨向于大批采用臥式園筒形電脫水器。 它的處理規(guī)模與生產質量均已達到較高水平， 每臺設備每小時的處理能力就能達到設備容積的好幾倍，凈化油含水率可降到 0.03以下。 為了加快油田建設速度，提高脫水設備的施工予制化程度，將臥式電脫水器、油氣分離器、火筒加熱爐、沉降脫水器等四種 設備有機的組合為一體，這種四合一設備，不僅結構緊 湊，而且節(jié)約了大量的管線、閥門、動力設備，特別是油田規(guī)模多變的情況

22、下，這種合一設備可以根據生產規(guī)模 的需要增加或減少設置臺數(shù)，所以說它具有較大的機動靈活性。2.原油穩(wěn)定原油穩(wěn)定就是把油田上密閉集輸起來的原油經過密閉處理，從原油中把輕質烴類如：甲烷、乙烷、丙烷、丁 烷等分離出來并加以回收利用。這樣，原油就相對的減少了揮發(fā)作用，也降低了蒸發(fā)造成的損耗，使之穩(wěn)定。原 油穩(wěn)定是減少蒸發(fā)損耗的治本辦法。但是，經過穩(wěn)定的原油在儲運中還需采取必要的措施，如：密閉輸送、浮頂 罐儲存等。原油穩(wěn)定具有較高的經濟效益，可以回收大量輕烴作化工原料，同時，可使原油安全儲運，并減少了對環(huán)境 的污染。原油穩(wěn)定的方法很多，目前國內外采用的大致有以下四種： 一是，負壓分離穩(wěn)定法。原油經油氣分

23、離和脫水之后，再進入原油穩(wěn)定塔，在負壓條件下進行一次閃蒸脫除 揮發(fā)性輕烴，從而使原油達到穩(wěn)定。負壓分離穩(wěn)定法主要用于含輕烴較少的原油。二是，加熱閃蒸穩(wěn)定法。這種穩(wěn)定方法是先把油氣分離和脫水后的原油加熱，然后在微正壓下閃蒸分離，使 之達到閃蒸穩(wěn)定。三是，分餾穩(wěn)定法。經過油氣分離、脫水后的原油通過分餾塔，以不同的溫度，多次氣化、冷凝，使輕重組分分離。 這個輕重組分分離的過程稱為分餾穩(wěn)定法。 這種方法穩(wěn)定的原油質量比其它幾種方法都好。 此種穩(wěn)定方法主 要適用于含輕烴較多的原油（每噸原油脫氣量達 10 立方米或更高時使用此法更好） 。四是，多級分離穩(wěn)定法。此穩(wěn)定法運用高壓下開采的油田。一般采用34級分離，最多分離級達 67級。分離的級數(shù)多，投資就大。穩(wěn)定方法的選擇是根據具體條件綜合考慮，需要時也可將兩種方法結合在一起使用。（四）原油庫的建設 用來接收、儲存和發(fā)放原油的場所叫原油庫。原油庫具有儲存油品單一、收發(fā)量大、周轉頻繁等特點，它是 油田正常生產和原油外運（或外輸）的一個重要銜接部分。根據不同的