《油气集输工程及设备》超详解期末复习题库习题及答案.pdf

1 油气集输作业习题油气集输作业习题及答案及答案 2016 年编制 2 绪论绪论 一、填空一、填空 1. 在油井井口到集中站之间有不同级数的站场，流程内只有（集中处理站集中处理站）的称一级布站，三级布 站有（计量站计量站） 、 （接转站接转站）和（集中处理站集中处理站） 。 2.集气站主要功能是脱出气体中夹带的（凝液凝液） 、 （水水）和（机械杂质机械杂质），对各气井进行计量。 3. LNG 代表的意义是（液化天燃气液化天燃气） 。 4.油气集输系统的功能是：将分散在油田各处的油井产物加以收集；分离成（原油原油） 、 （伴生天然伴生天然 气气）和（采出水采出水）；进行必要的（净化净化）、加工处理使之成为油田商品以及这些商品的储存和外输。 5.填充如下图所示的油气生产工艺系统中空格中(1)(5)的名称 (1) (1) 胶酸气、脱水；胶酸气、脱水；(2)NGL (2)NGL 回收；回收；(3)(3)脱水、脱盐；脱水、脱盐；(4)(4)原油稳定；原油稳定；(5)(5)水处理水处理 6.填充如下图所示的油气集输系统生产流程中的（1）（5）名称 （1 1）计量站；（）计量站；（2 2）联合站；（）联合站；（3 3）合格原油；（）合格原油；（4 4）合格天然气；（）合格天然气；（5 5）合格的水或砂）合格的水或砂 7. 油气集输研究的对象是（油气田内部原油、伴生天然气的收集、加工和运输油气田内部原油、伴生天然气的收集、加工和运输） 。 8. 天然气的露点温度是指（一定压力下一定压力下, ,降低温度出现第一滴液体时的温度降低温度出现第一滴液体时的温度）。最高输送压力下天 然气的露点要求（低于输气管埋深处最低环境温度低于输气管埋深处最低环境温度 55） 。 9.油气集输流程是油气在油田内部流向的过程，主要包括（油气收集、油气加工处理、油气输送和油气收集、油气加工处理、油气输送和 储存储存）等环节。 10. 三级布站集输流程是指（计量站、接转站、联合站计量站、接转站、联合站）；二级布站集输流程是指（计量站、联合站计量站、联合站） ； 一级布站集输流程是指（计量阀组分井计量、联合站计量阀组分井计量、联合站） 。 二、简答二、简答 1.油气集输系统的功能是什么？油气集输系统的功能是什么？ 2.不加热集油流程的特点和适用条件。不加热集油流程的特点和适用条件。 3.单管加热集油流程的适用条件。单管加热集油流程的适用条件。 4.掺热水集油流程的适用条件。掺热水集油流程的适用条件。 5.三管热水伴热集油流程的适用条件。三管热水伴热集油流程的适用条件。 6.油气集输系统的三脱、三回收是指什么？油气集输系统的三脱、三回收是指什么？ 7.简要阐述油气集输系统的主要工作内容。简要阐述油气集输系统的主要工作内容。 8.简述油气集输流程设计的主要原则。简述油气集输流程设计的主要原则。 9. 阐述油田联合站的主要工作内容。阐述油田联合站的主要工作内容。 10.三级布站集输流程中接转站的主要任务是什么？三级布站集输流程中接转站的主要任务是什么？ 1.1.油气集输系统的功能是什么？油气集输系统的功能是什么？ 【答】将分散在油田各处的油井产物加以收集；分离成原油、伴生天然气和采出水；进行必要的净 化、加工处理使之成为油田商品以及这些商品的储存和外输。 3 2.2.不加热集油流程的特点和适用条件。不加热集油流程的特点和适用条件。 【答】适用于油井井口剩余能量较高，粘度和倾点低流动性能好的原油，或单井产量大原油水含率 高的场合。与加热流程比这种流程节能建设费用和运行费用都较低。 3.3.单管加热集油流程的适用条件。单管加热集油流程的适用条件。 【答】适用于倾点和粘度较高的石蜡基原油，有较高的单井油气产量，井口出油温度或管线输送温 度低于原油倾点。 4.4.掺热水集油流程的适用条件。掺热水集油流程的适用条件。 【答】适用于油井产量较小、原油粘度大、井口出油温度较低的情况。 5.5.三管热水伴热集油流程的适用条件。三管热水伴热集油流程的适用条件。 【答】适用于掺热水（热油）可能影响油品性质、原油脱水困难、油井计量要求比较准确、油井出 油管线又必须加热的油品。 6.6.油气集输系统的三脱、三回收是指什么？油气集输系统的三脱、三回收是指什么？ 【答】原油脱水、原油脱气、伴生气、天然气脱轻油 污水中回收原油、回收污水、回收轻油、液化气 7.7.简要阐述油气集输系统的主要工作内容。简要阐述油气集输系统的主要工作内容。 【答】（1）油井计量；（2）集油；（3）集气；（4）油气水分离；（5）原油处理（脱水）；（6） 原油稳定；（7）原油储存；（8）天然气净化；（9）天然气凝液回收；（10）凝液储存；（11） 采出水处理 8.8.简述油气集输流程设计的主要原则。简述油气集输流程设计的主要原则。 【答】（1）油气集输工艺流程应密闭，降低油气损耗；（2）充分收集与利用油气资源，生产稳定 原油、干气、液化石油气、轻油等产品，减少油田生产的自耗气量（3）充分利用油井流体的压能 和热能，减少转油环节，在可能的情况下应提高第一级分离压力，减少动能消耗 9.9.阐述油田联合站的主阐述油田联合站的主要工作内容。要工作内容。 【答】油气计量、油气分离、原油脱水、原油稳定、天然气脱酸气、天然气脱水、天然气凝液回收、 污水处理。 10. 10. 三级布站集输流程中接转站的主要任务是什么？三级布站集输流程中接转站的主要任务是什么？ 【答】增压、油气分离、原油预脱水、污水处理、污水回注。 三、读图分析三、读图分析 1.分析下图的集油流程，回答下列问题。 单管不加热集输流程 4 （1）该集输流程适用于哪些场合？ （2）图中设备 7 代表的意义？ （3）若要计量油井 A 的流量需如何控制各阀门？（图中数字 1-6 代表阀门） 参考答案：参考答案： （1）适用于油井井口剩余能量较高，粘度和倾点低流动性能好的原油，或单井产量大原油水含率 高的场合。 （2）计量分离器 （3）打开阀门 2，3，5；关闭阀门 1，4，6 2.分析下图的集油流程，回答下列问题。 单管加热集油流程 （1）该流程是几级布站？并说出各站名称？（2）该集油流程适用于哪些场合？ （3）图中 1-7 各代表的名称是什么?（4）该流程是开式流程还是闭式流程，并说明理由。 参考答案：参考答案： （1）三级布站，分别为计量站、接转站、集中处理站。 （2）适用于倾点和粘度较高的石蜡基原油，有较高的单井油气产量，井口出油温度或管线输送温 度低于原油倾点。 （3）1井场加热炉；2计量分离器；3计量前加热炉；4集油管加热炉；5分离缓冲 罐； 6泵；7外输加热炉。 （4）该流程是闭式流程，因为所有的容器都是带压力工作的，没有常压的储罐。 3.看图分析，回答下列问题： 多井集气站 5 （1）说明图中 15 代表的意义（2）图中 1 在该流程中的作用？（3）集气站的主要功能有哪些？ 【答】【答】（1） 1加热炉；2节流阀；3三相分离器；4孔板流量计；5液体流量计（2）给 气体升温，防止生产水合物（3）主要功能有：脱出气体中夹带的凝液、水和机械杂质，对各 气井进行计量。 4.看图分析，回答下列问题： （1）说明该集油流程的具体名称；（2）说明该流程的优点和缺点。 （3）说明图中“2”代表的意义和在该流程中的作用 【答】【答】 (1)多井串联集油流程； (2)优点钢材耗量少，建设速度和投产见效快，缺点是流程的计量点加热点多而分散不便于操 作管 理和自动化的实施。 (3)2 为分气体包，为加热炉提供燃料，对油井产物加热。 5.看图分析，回答下列问题： 油气集输流程图 该油气集输流程图是开式流程还是密闭流程？为什么？ 写出图中 1-8 各代表什么意义? 图中 7 气体出口的主要成分是什么？ 图中 2 的作用是什么? 【答】【答】密闭流程，因为在原油稳定前和稳定过程中没有常压储罐。 1计量分离器；2加药泵；3换热器；4三相分离器；5加热炉；6电脱水器；7原油 稳定器；8油罐；9外输泵。 C1C4 加入破乳剂。 四、选择四、选择 1.下列属于双管流程的是（C C） A不加热集油流程 B多井串联集油流程 C掺热水集油流程 D环形集油流程 6 第一章第一章 油气田的开发和开采油气田的开发和开采 一、填空一、填空 1.（孔隙度孔隙度）可用来计算石油地质储量并可作为评价油藏好坏的重要参数。 2单位体积岩石中孔隙体积大小各不相同,常用（孔隙度孔隙度）表示孔隙的相对体积。 3岩石孔隙中原油总体积与岩石有效孔隙总体积之比称（含油饱和度含油饱和度）以（SoSo）表示。 4岩石中水占有效孔隙的分数称（含水饱和度含水饱和度），以（SwSw）表示。 5岩石允许流体通过的能力用（渗透率渗透率）表示，它决定于岩石的（孔隙结构孔隙结构）。 6气藏大都采用（衰竭衰竭）式开采，即利用气藏自身压力驱使天然气流向地面。 7油层中水的盐含量用（矿化度矿化度）表示，即每立方米中含盐的（克数克数）。 8（油藏油藏）是储油的最小单元。 9天然气和原油有很好的互溶性。溶解度大小与油藏压力、（温度温度）有关，压力增高天然气溶解 度（增大增大）。在原油单位体积内，压力增加 1 个单位所对应的溶解气的体积增量称（溶解系数溶解系数）。 10油藏原油的密度和粘度取决于它本身的（组成组成）、油藏的（温度温度）和（压力压力），以及原油中的 （溶气量溶气量）。 11弹性驱油的工艺是当油藏压力（降低降低），空隙体积（减小减小），而油和水体积要（膨胀膨胀），产生 了弹性力，把油水（挤向挤向）井底。 12带气顶的饱和油藏，依靠（气顶膨胀气顶膨胀）能量开采石油称为气压驱动。 13深度增加，地层温度增大，平均每加深 1000 米，温度增高（3030）。 二、简答二、简答 1. 1. 名词解释油田、油层、油藏。名词解释油田、油层、油藏。 2.2.水压驱动有哪两种情况，并简略说明这两种情况产生的条件。水压驱动有哪两种情况，并简略说明这两种情况产生的条件。 3 3. .石油矿藏分为哪几种类型，它们是怎么划分的？石油矿藏分为哪几种类型，它们是怎么划分的？ 4.4.分析采油时希望天然气尽量溶解于原油中。分析采油时希望天然气尽量溶解于原油中。 1.1.名词解释油田、油层、油藏。名词解释油田、油层、油藏。 【答】 油层：储油的空隙性地层。 油藏：油层内独立含油地区。 油田：在采用工作所涉及到的地面范围内，所有油层油藏的总和。 2.2.水压驱动有哪两种情况，并简略说明这两种情况产生的条件。水压驱动有哪两种情况，并简略说明这两种情况产生的条件。 【答】 刚性水压驱动：当水源十分充足，采出原油所亏空的体积能及时而充分地由水源补充，油 藏压力基本不变、没有弹性能量出现时，称刚性水压驱动。 弹性水压驱动：当进入油藏的水量不足以补偿产油量，油藏压力和产量下降，岩石、油、水的体积 膨胀，弹性能量参与驱油时，称弹性水压驱动。 3.3.石油矿藏分为哪几种类型，它们是怎么划分的？石油矿藏分为哪几种类型，它们是怎么划分的？ 【答】按地层内石油的压力温度相态图来划分的。分为不饱和油藏、饱和油藏、油环气藏、凝析气 藏、气藏。 4.4.分析采油时希望天然气尽量溶解于原油中。分析采油时希望天然气尽量溶解于原油中。 【答】油藏原油溶气后，密度降低、粘度减小，有利于原油在地层中流动，可提高油藏采收 率， 因此采油时希望天然气尽量溶解于原油中。 三、选择三、选择 1砂岩的孔隙直径大于（B B）m ,流体可以通过，称为有效孔隙。 A 0.1B 0.2C 0.3D 0.4 2下面（B B）不是计算石油地质储量的重要参数。 A 孔隙度 B 含油饱和度 C 渗透率 7 3天然气在水中的溶解度很小。溶解度随水中盐含量的增加而（C C）。 A 无关 B 线性上升 C 线性下降 4与渗透率无关的是（D D）。 A孔隙孔道大小 B孔隙孔道形状 C 孔道间的连通性 D流体性质 四、读图，回答问题四、读图，回答问题 石油压力温度相图 1.1.分别分析若地层原始压力和温度条件为分别分析若地层原始压力和温度条件为 D D 点、点、G G 点、点、F F 点时，地层中的石油相态和溶气情况。点时，地层中的石油相态和溶气情况。 【答】D 点只存在液态石油且尚有溶气能力；G点气液两相同时存在，液相原油已被气体 饱和；F点只存在气体，无液态原油存在。 2.2.石油矿藏按温度压力相态图是如何分类的？石油矿藏按温度压力相态图是如何分类的？ 【答】不饱和油藏、饱和油藏、油环气藏、凝析气藏、气藏五类。 3.ADC 线称为（泡点线泡点线）； 4.BNC 线称为（露点线露点线）； 5. 点 C 称为（临界点临界点）； 6.包线上的最高温度 TN 称为（临界凝析温度临界凝析温度）； 7.包线上的最高压力 PL 称为（临界凝析压力临界凝析压力）； 8.处于点 D 的油气藏称为（不饱和油藏不饱和油藏）； 9.处于点 G 的油气藏称为（饱和油藏饱和油藏）； 10.处于点 E 的油气藏称为（凝析气藏凝析气藏）； 11.处于点 F 的油气藏称为（气藏气藏）； 12. 根据图形，将油气藏分为哪五类？（不饱和油藏、饱和油藏、油环气藏、凝析气藏、气藏不饱和油藏、饱和油藏、油环气藏、凝析气藏、气藏） 13.图中阴影区 CLENE”C 称为（反常凝析区反常凝析区）； 14.图中的数字 0%-80%为（液相所占的比例液相所占的比例）。 8 第二章油气性质和理论基础第二章油气性质和理论基础 一、一、填空填空 1.我国对出矿商品原油的品质仅控制（水含量水含量）和（原油蒸汽压原油蒸汽压）。一般水含量小于（1%1%），储存 温度下原油蒸气压为当地大气压的（0.70.7）倍。 2.把常压下矿场油库储罐中的原油称为（脱气原油脱气原油），把高于大气压，溶有天然气的原油称为（溶溶 气原油气原油）。若原油和天然气处于相平衡状态，物系的压力为原油的（泡点压力或饱和压力泡点压力或饱和压力）。 3.天然气是真实气体，其（摩尔体积摩尔体积）与（理想气体摩尔体积理想气体摩尔体积）之比称压缩因子，表示真实气体 PVT 关系与（理想气体理想气体）的差别。 4.按气油比可将油气井井流产物分成（死油死油）（黑油黑油）（挥发性原油挥发性原油）（凝析气凝析气）（湿气湿气）（干气干气） 5.单位体积脱气原油在某一压力、温度下能溶解的天然气体积数称（天然气溶解度天然气溶解度）以（s s）表 示，常以（3/3）为单位。 6.由于天然气在原油内的溶解，使原油体积（增大增大）。单位体积脱气原油溶入天然气后具有的体积 数称为（原油体积系数原油体积系数），以（BoBo）表示。 7.按压力温度相特性，天然气可分为（干气干气）（湿气湿气）（凝析气凝析气）（伴生气伴生气）。 8.收缩系数定为单位体积（油藏原油油藏原油）在地面脱气后的（体积数体积数），用来描述原油的收缩性的大小。 收缩系数大于（0.50.5）的原油称为低收缩原油。 9.原油中所含的烃类主要有（正构及异构烷烃正构及异构烷烃） 、（环烷烃环烷烃）、（芳香烃芳香烃）。 10.我国原油以（常压沸点常压沸点 250275250275和和 395425395425两个关键馏分油的密度两个关键馏分油的密度）来划分原油的类别， 将原油分为（七七）类。 11.单位体积脱气原油溶入天然气后具有的体积数称为（原油体积系数原油体积系数）。 二、简答二、简答 1.1.名词解释名词解释：干气、湿气、死油、天然气溶解度、酸性原油、酸性天然气。干气、湿气、死油、天然气溶解度、酸性原油、酸性天然气。 2.2.名词解释：（名词解释：（1 1）雷特蒸气压；）雷特蒸气压； （2 2）凝点和倾点。）凝点和倾点。 3.3.原油按组成分为哪几类原油按组成分为哪几类? ?油气井井流产物按气油比分为哪几类油气井井流产物按气油比分为哪几类? ? 4.4.原油按收缩性如何分类原油按收缩性如何分类? ? 5.5.名词解释名词解释: :脱气原油，溶气原油。脱气原油，溶气原油。 6.API6.API 是什么指标？是什么指标？ 7.7.富天然气是指什么气？富天然气是指什么气？ 8.8.天然气的压缩因子。天然气的压缩因子。 9.9.什么是闪蒸？什么是闪蒸？ 10.10.什么是平衡汽化？什么是平衡汽化？ 11.11.什么是渐次汽化？什么是渐次汽化？ 1.1.名词解释名词解释：干气、湿气、死油、天然气溶解度、酸性原油、酸性天然气。干气、湿气、死油、天然气溶解度、酸性原油、酸性天然气。 【答】 干气：在气藏和地面压力温度条件下都不产生液烃的天然气。 湿气：在气藏条件下没有液相，但在地面条件下气体内出现液烃。 死油：从油藏压力降至大气压，原油内无溶解气析出，即气油比为零。 天然气溶解度：单位体积脱气原油在某一压力、温度条件下能溶解的天然气体积数（折算成标准状 态下的体积）。 酸性原油：硫含量高的原油称酸性原油。 酸性天然气：含21%和/或22%的天然气。 9 2.2.名词解释：（名词解释：（1 1）雷特蒸气压；）雷特蒸气压； （2 2）凝点和倾点。）凝点和倾点。 【答】 （1）将油样放在蒸气与液体体积比为 4：1 的容器内，在 38的恒温下测出原油或油品的 最大蒸 气压。蒸气室内的气体包括油蒸气、空气和水蒸气，油蒸气的压力即为雷特蒸气压。 （2）凝点是油品在倾斜 45 角试管内停留 1min 不流动的最高温度。倾点是在规定的试验仪 器和 试验条件下，试管内油品在 5s 内能流动的最低温度。它们都是条件性指标。 3. 3. 原油按组成分为哪几类原油按组成分为哪几类? ?油气井井流产物按气油比分为哪几类油气井井流产物按气油比分为哪几类? ? 【答】原油按组成分为：石蜡基原油、环烷基原油、芳香基原油、沥青基原油、混合基原油等；油 气井流产物按气油比分为：死油、黑油、挥发性原油、凝析气、湿气、干气六类。 4.4.原油按收缩性如何分类原油按收缩性如何分类? ? 【答】收缩系数高于 0.5 的为低收缩原油、收缩系数小于 0.5 的为高收缩原油。 5.5.名词解释名词解释: :脱气原油，溶气原油。脱气原油，溶气原油。 【答】脱气原油：常态下矿场油库储罐中储存的原油。 溶气原油：压力高于大气压力、溶有天然气的原油。 6.API6.API 是什么指标？是什么指标？ 【答】指美国石油学会相对密度， 7.7.富天然气是指什么气？富天然气是指什么气？ 【答】指含有中间组分和重组分较多的天然气，即单位体积的天然气中可回收的液体量多的天然气。 8.8.天然气的压缩因子。天然气的压缩因子。 【答】天然气的摩尔体积与理想气体的摩尔体积之比，表征天然气的 PVT 关系与理想气体的差别程 度。 9.9.什么是闪蒸？什么是闪蒸？ 【答】原料以某种方式被加热和/或减压至部分汽化，进入容器空间中，在一定压力、温度下，气 液两相迅速分离，得到气液相产物的工艺称闪蒸。 10.10.什么是平衡汽化？什么是平衡汽化？ 【答】在汽化过程中，气液两相有足够的接触时间和接触面积，气液相产物在分离时达到了平衡状 态，这种汽化方式称为平衡汽化。 11.11.什么是渐次汽化？什么是渐次汽化？ 【答】在蒸馏过程中，每一次产生的微量蒸气在其形成的瞬间与未蒸发出的液体达到相平衡，并立 即将蒸气引出，每次形成的微量蒸气不与以前形成的或随后形成的微量蒸气相混合，这种汽化称为 渐次汽化或微分汽化。 三、选择三、选择 1国内外计量气体体积采用的状态标准常不同，下述错误的表达是（B B）。 A 压力 101.325kPa，温度 20； B 压力 1atm，温度 60F； C 压力 1atm，温度 20； D 压力 101.325kPa，温度 0 10 第三章矿场集输管路第三章矿场集输管路 一、填空一、填空 1.描述管路气液含率的三种方式（气液质量含率气液质量含率）、（气液体积含率气液体积含率）、（气液截面含率气液截面含率）。 2.在气液两相混输管路摩擦压降的计算中，常使用（折算系数折算系数）把两项流动的压降梯度与单相流动 的压降梯度相关联。 3.根据气液界面的结构特征和管壁压力波动的功率频谱密度记录图的特征，气液两相流动分为（间间 歇流歇流）（分离流分离流）（分散流分散流）三种基本流型。 4.两相管路运行中突出的问题是（管路中积液管路中积液）和（内腐蚀内腐蚀）。 5.输送湿天然气的管路在清淤、充水试压后，需要干燥，以免投产后在管内产生（水合物水合物）。 6.表征气液相对流速的参数有：（滑移速度滑移速度）、（滑动比滑动比）、（漂移速度漂移速度）。 7.表征二相混合物的密度的参数有：（流动密度流动密度）、（真实密度真实密度）、（均质密度均质密度）。 8.段塞流可分为（地形起伏诱发的段塞流地形起伏诱发的段塞流）、（水动力段塞流水动力段塞流）、（强烈段塞流强烈段塞流）三类。 二、简答二、简答 1.1. 名词解释：简单管、矿场集输管路。名词解释：简单管、矿场集输管路。 2.2.简要说明输气管的温降曲线与热油管温降曲线的区别。简要说明输气管的温降曲线与热油管温降曲线的区别。 3.3.管路的压力能消耗有哪几部分构成？管路的压力能消耗有哪几部分构成？ 4.4.名词解释名词解释: :表观流速、滑移速度、漂移速度、滑动比。表观流速、滑移速度、漂移速度、滑动比。 5.5.气团流与段塞流的主要区别。气团流与段塞流的主要区别。 6.6.描述管路气液含率常用三种方式是什么，并进行解释。描述管路气液含率常用三种方式是什么，并进行解释。 7.7.简要说明强烈段塞流形成机理。简要说明强烈段塞流形成机理。 8.8.简要说明管路干燥的三种方法。简要说明管路干燥的三种方法。 9.9.气液混合物对多相泵有哪些特殊要求？气液混合物对多相泵有哪些特殊要求？ 10.10.写出输油管道和输气管道的沿程温降公式，画图说明这两者之间的主要区别。写出输油管道和输气管道的沿程温降公式，画图说明这两者之间的主要区别。 11. 11. 写出输气管道沿程压力分布公式，画图说明沿程压力降的特点，并说明原因。写出输气管道沿程压力分布公式，画图说明沿程压力降的特点，并说明原因。 12. 12. 试用俄罗斯的输气管常用试用俄罗斯的输气管常用公式公式分别分析下列三种工况下流量的变化情况：分别分析下列三种工况下流量的变化情况： （1 1）管的直径增大一倍；（）管的直径增大一倍；（2 2）管长减小一半；（）管长减小一半；（3 3）气体温度从）气体温度从 2525下降到下降到 55 13. 13. 讨论滑动比讨论滑动比 s=1s=1、s1s1、s1s1、s1s1 三种情况下，管路内体积含气率三种情况下，管路内体积含气率与截面含气率与截面含气率的关系。的关系。 【答】因为： 14.14.描述管路气液含率常用三种方式是什么，并推导三者的关系。描述管路气液含率常用三种方式是什么，并推导三者的关系。 【答】 若已知质量含气率和管输条件下的气、液相比容（或密度），可由 x 求 。 (2)质量含气率与截面含气率的关系 14 （3）体积含气率与截面含气率的关系 15.15.简要说明气液两相流计算的特点。简要说明气液两相流计算的特点。 【答】 （1）流型变化多； （2）存在相间能量消耗； （3）存在相间传质； （4）流动不稳定； （5）流动属于非牛顿液体并可能存在水合物。 三、选择三、选择 1.当气液相流速相同时，气液混合物的流速称为（C C） A 质量流速；B 表观流速；C 均质流速；D 体积流速 2.下列公式表述中错误的是（D D） 15 第四章气液分离第四章气液分离 一、填空一、填空 1.分离器外形尺寸指（直径直径）和（圆筒部分长度圆筒部分长度）。 2.分离器内油气接近平衡状态的程度可用（原油脱气程度原油脱气程度）和天然气通过分离器后的（质量增加百质量增加百 分数分数）表示。 3.油滴沉降至分离器集液区所需时间应（小于小于）气流把油滴带出分离器所需的时间，后者也即气体 在分离器内的（停留时间停留时间）。 4.在集输过程中所经历的（分离器分离器）数，即为分离级数。 5.分离器通常包括（入口分流入口分流器器）（重力沉降区重力沉降区）（集液区集液区）（捕雾器捕雾器）主要组成部分。 6.在三相分离器设计中需确定（2 2）个停留时间，即（从油中分水从油中分水）所需停留时间和（从水中分油从水中分油） 所需停留时间。 7.在立式分离器中，气流方向与油滴沉降方向（相反相反）。 8.在卧式分离器中，气流方向与油滴沉降方向（垂直垂直）。 9.原油净化过程是脱除（原油原油）中所含的（水水）、（盐盐）和（固体固体）杂质。 10. 根据气液分离的原理和内容，有平衡分离和（物理或机械分离物理或机械分离）。油气分离器的气液分离即属 于后者。 11.立式分离器中油滴能够沉降的必要条件是（油滴沉降速度必须等于或大于气体在流通截面上的平油滴沉降速度必须等于或大于气体在流通截面上的平 均流均流速速）；卧式分离器中油滴能够沉降的必要条件是（油滴沉降至气液界面所需的时间应小于或等于油滴沉降至气液界面所需的时间应小于或等于 油滴随气体流过重力沉降区所需的时间油滴随气体流过重力沉降区所需的时间）。 12.油气水三相分离器的工作原理是（油气水三相存在密度差油气水三相存在密度差）。 二、二、简答简答 1.1.简述分离器的主要组成。简述分离器的主要组成。 2.2.迪克松板组能否替代捕雾器？为什么？迪克松板组能否替代捕雾器？为什么？ 3.3.简要地对立式和卧式分离器进行比较。简要地对立式和卧式分离器进行比较。 4.4.简述影响分离器分离性能的因素有哪些？简述影响分离器分离性能的因素有哪些？ 5.5.什么是多级分离，图示为几级分离。图中什么是多级分离，图示为几级分离。图中 1 16 6 各代表什么？各代表什么？ 附图 6.6.多级分离有哪些优点？多级分离有哪些优点？ 7.7.试对卧式分离器和立式分离器的使用性能进行比较。试对卧式分离器和立式分离器的使用性能进行比较。 8.8.画出三相分离器原理图，并说明工作原理。画出三相分离器原理图，并说明工作原理。 1 16 9.9.解释发泡原油，并说明原油发泡对油气分离器有哪些危害及原油发泡的原因。解释发泡原油，并说明原油发泡对油气分离器有哪些危害及原油发泡的原因。 10.10.下图所示为卧式油气分离器原理图，请回答下列问题：下图所示为卧式油气分离器原理图，请回答下列问题： (1)(1)说明图中说明图中 1 19 9 各代表的意义各代表的意义 (2)(2)分离器工作压力由图中哪个数字代表的部件控制分离器工作压力由图中哪个数字代表的部件控制? ? (3)(3)写出图中数字写出图中数字 2 2 代表的部件的作用代表的部件的作用 (4)(4)为了避免发生液体再携带为了避免发生液体再携带, ,对卧式分离器的尺寸设计有何要求对卧式分离器的尺寸设计有何要求? ? (5)(5)对于较长的卧式分离器对于较长的卧式分离器, ,为阻止液面波浪的传播为阻止液面波浪的传播, ,应在垂直于流体流动方向安装什么部件应在垂直于流体流动方向安装什么部件? (6)? (6)说说 明油气分离器的工作原理。明油气分离器的工作原理。 11.11.简述油气分离采用多级分离具有哪些优点？简述油气分离采用多级分离具有哪些优点？ 1.1.简述分离器的主要组成。简述分离器的主要组成。 【答】 （1）入口分流器；（2）重力沉降区；（3）集液区；（4）捕雾器；（5）压力、液位控制元件； （6）安全防护部件。 2.2.迪克松板组能否替代捕雾器？为什么？迪克松板组能否替代捕雾器？为什么？ 【答】不能替代。迪克松板组起气体整流、强化重力沉降、减小进入捕雾器的气体带液量、 提高 捕雾器除油效率的作用，因而属于气体预处理或气体调质部件，不能替代捕雾器。 3.3.简要地对立式和卧式分离器进行比较。简要地对立式和卧式分离器进行比较。 【答】 （1）在立式分离器重力沉降和集液区内，分散相运动方向与连续相运动方向相反；而在卧式分离 器中两者相互垂直。因此，卧式分离器的气液机械分离性能优于立式。 （2）卧式分离器中的气液界面面积较大，有利于分离器内气液达到相平衡。因此，无论是平衡分 离还是机械分离均优于立式分离器。 （3）在相同气液处理量下，卧式分离器尺寸较小、制造成本较低。 （4）卧式分离器有较大的集液区体积，适合处理发泡原油和伴生气的分离以及油气水三相分离。 （5）来液流量变化时，卧式分离器的液位变化较小，缓冲能力较强，能向下游设备提供较稳定增 长的流量。 （6）卧式分离器易于安装、检查、保养等优点。 （7）立式分离器适合于处理含固体杂质较多的油气混合物，可以在其底部设置排污口定期排污。 （8）立式分离器占地面积小，特别适合于海洋采油、采气平台。 4.4.简述影响分离器分离性能的因素有哪些？简述影响分离器分离性能的因素有哪些？ 【答】（1）油气的最大、最小和平均流量；（2）分离压力和温度；（3）油气混合物进入分离器 时形成段塞流的倾向；（4）油气物性；（5）原油发泡倾向；（6）砂、铁锈等固体杂质含量；（7） 油气混合物的腐蚀性等。 17 5.5.什么是多级分离，图示为几级分离。图中什么是多级分离，图示为几级分离。图中 1 16 6 各代表什么？各代表什么？ 附图 【答】多级分离是指油气两相保持接触条件下压力降到某一数值时，把降压过程中析出的气体排出； 脱除气体的原油继续沿管路流动，压力降到另一较低值时，把该段降压过程中从油中析出的气体排 出，如此反复，直至系统的压力降为常压，产品进入储罐为止。图示为二级分离。 1油气混合物；2分离器；3平衡气；4油；5储罐；6泵。 6.6.多级分离有哪些优点？多级分离有哪些优点？ 【答】多级分离所得的储罐原油收率高、密度小、组成合理；多级分离所得储罐原油 C1 含量 少，蒸气压低，蒸发损失少；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 离能充分利用地层能量、减少输气成本。 7.7.试对卧式分离器和立式分离器的使用性能进行比较。试对卧式分离器和立式分离器的使用性能进行比较。 【答】 卧式优点：气中油滴易沉降，气体处理量大，处理成本低，适于气油比较高的混合物；气液界面大， 有较好的油气分离效果；安装、制造、维修方便，可以作成撬装式。 立式优点：占地少，适用于海洋采油；适合于处理含固体杂质较多的油气混合物；液位控制灵敏。 卧式分离器气流运动方向互相垂直，立式气流运动方向相反。 8.8.画出三相分离器原理图，并说明工作原理。画出三相分离器原理图，并说明工作原理。 【答】 工作原理：油、气、水三相存在密度差。 1 18 9.9.解释发泡原油，并说明原油发泡对油气分离器有哪些危害及原油发泡的原因。解释发泡原油，并说明原油发泡对油气分离器有哪些危害及原油发泡的原因。 【答】有些原油所含气泡上升至油气界面后并不立即破裂，在气泡消失前有一段寿命，使许多气泡 聚集在油面上形成泡沫层，泡沫层的体积甚至可占分离器容积的一半，具有这种性质的原油称发泡 原油。原油发泡对分离器的危害：液位控制困难；减小了重力沉降和集液区的有效体积，使油气分 离工况恶化；气体中带油量和原油中带气量增多。 10.10.下图所示为卧式油气分离器原理图，请回答下列问题：下图所示为卧式油气分离器原理图，请回答下列问题： (1)(1)说明图中说明图中 1 19 9 各代表的意义各代表的意义 (2)(2)分离器工作压力由图中哪个数字代表的部件控制分离器工作压力由图中哪个数字代表的部件控制? ? (3)(3)写出图中数字写出图中数字 2 2 代表的部件的作用代表的部件的作用 (4)(4)为了避免发生液为了避免发生液体再携带体再携带, ,对卧式分离器的尺寸设计有何要求对卧式分离器的尺寸设计有何要求? ? (5)(5)对于较长的卧式分离器对于较长的卧式分离器, ,为阻止液面波浪的传播为阻止液面波浪的传播, ,应在垂直于流体流动方向安装什么部件应在垂直于流体流动方向安装什么部件? (6)? (6)说说 明油气分离器的工作原理。明油气分离器的工作原理。 【答】 （1）1油气混合物入口；2入口分流器；3重力沉降区；4捕雾器；5压力控制阀；6气 体出口；7液位控制阀；8出油品；9集液区 （2）由部件 5 压力控制阀来控制分离器的工作压力。 （3）2 为入口分流器，它使入口油气混合物的动量减小，气液得到初步分离。 （4）油滴沉降至气液界面所需的时间应小于或等于油滴随气体流过重力沉降区所需的时间。 （5）安装防波板。 （6）工作原理：经入口分流器初步分离后的原油在重力作用下流入分离器的集液区。集液区需要 有一定体积，使原油流出分离器前在集液区内有足够的停留时间，以便被原油携带的气泡有足够时 间上升至液面并进入气相。同时集液区也提供缓冲容积，均衡进口分离器原油流量的波动。集液区 原油流经分离器全长后，经由液面控制器控制的出油阀流出分离器。 11.11.简述油气分离采用多级分离具有哪些优点？简述油气分离采用多级分离具有哪些优点？ 【答】 （1）多级分离所得的储罐原油收率高、密度小、组成合理； （2）多级分离所得储罐原油中 含量少，蒸气压低，蒸发损失少； （3）多级分离所得天然气数量少，重组分在气体中的比例少； （4）多级分离能充分利用地层能量、减少输气成本。 三、选择三、选择 1三相分离器的工艺计算中液相在分离器内的停留时间由（B B）决定。 A 油滴随气体流过重力沉降区所需的时间； B 油中分出水所需的停留时间； C 水中分出油所需的停留时间； D 油滴沉降至气液界面所需时间 2. 分离器的工作压力为 3.0MPa，它属于（C C）。 A 真空分离器； B 低压分离器； C 中压分离器； D 高压分离器 19 第五章原油处理第五章原油处理 一、填空一、填空 1矿井原油中所含的水的类型有（游离水和乳化水游离水和乳化水）。 2沉降罐主要依靠（水洗段的水洗水洗段的水洗）作用和（沉降段的重力沉降沉降段的重力沉降）作用使油水分离。 二、简答二、简答 1.1.解释原油处理，并简要说明为什么油田要对原油进行处理。解释原油处理，并简要说明为什么油田要对原油进行处理。 2.2.简述原油开采过程中，油水乳状液是如何形成的？简述原油开采过程中，油水乳状液是如何形成的？ 3.3.简述影响原油乳状液稳定性的因素有哪些？简述影响原油乳状液稳定性的因素有哪些？ 4.4.谈谈破乳剂脱水的优缺点。谈谈破乳剂脱水的优缺点。 5.5.简述重力沉降脱水的优缺点。简述重力沉降脱水的优缺点。 6.6.原油加热脱水有哪些缺点，加热脱水的总的原则是什么？原油加热脱水有哪些缺点，加热脱水的总的原则是什么？ 7.7.静电脱水有哪些特点。静电脱水有哪些特点。 8.8.总结静电脱水的原理，保证静电脱水器电场稳定的方法有哪些？总结静电脱水的原理，保证静电脱水器电场稳定的方法有哪些？ 9.9.请列出直接和间接式加热炉各自的优缺点和适用条件。请列出直接和间接式加热炉各自的优缺点和适用条件。 10.10.乳化水、游离水是怎么定义的？乳化液主要类型有哪些？乳化水、游离水是怎么定义的？乳化液主要类型有哪些？ 11.11.在破乳过程中破乳剂起哪些作用？在破乳过程中破乳剂起哪些作用？ 12.12.原油处理的基本方法有哪些？原油处理的基本方法有哪些？ 13.13.列出油田油水乳状液类型，并讨论影响乳状液类型的因素有哪些列出油田油水乳状液类型，并讨论影响乳状液类型的因素有哪些 1.1.解释原油处理，并简要说明为什么油田要对原油进行处理。解释原油处理，并简要说明为什么油田要对原油进行处理。 【答】原油处理：对原油进行脱水脱盐脱除泥沙等机械杂质，使之成为合格商品原油的工艺过程。 原油处理的目的：（1）满足对商品原油水含量盐含量的行业或国家标准；（2）原油密度是原油质 量和售价的重要依据，因而原油含水增大了原油密度使原油售价降低，不利于卖方；（3）原油在 储运过程中需要加热升温，原油含水增大了燃料消耗，增加了原油生产成本。（4）原油含水增加 了原油粘度和管输费用；（5）原油内的含盐水常引起金属管路和运输设备的结垢和腐蚀，泥沙等 固体杂质使泵管路和其他设备产生激烈的机械磨损，降低了管路和设备的使用寿命；（6）影响炼 油工作的正常进行。水影响原油处理量，单位体积水汽化后体积比同质量原油气化后的体积大十多 倍。原油含水还污染和腐蚀炼油设备。 2.2.简述原油开采过程中，油水乳状液是如何形成的？简述原油开采过程中，油水乳状液是如何形成的？ 【答】（1）原油中存在水，且水和油是两种互不相溶的液体；（2）原油中含有天然乳化剂，如沥 青质、胶质、环烷酸、氮和硫的有机物、蜡晶、粘土等；（3）各种强化采油方式使油水混合物产 生剪切和搅拌，促使形成稳定的原油乳状液。 3.3.简述影响原油乳状液稳定性的因素有哪些？简述影响原油乳状液稳定性的因素有哪些？ 【答】1.分散相粒径；2.外相原油粘度；3.油水密度差；4.界面膜和界面张力；5.老化时间；6.内 相颗粒表面带电；7.温度；8.原油类型；9.相体积比；10.水相盐含量；11.PH 值 4.4.谈谈破乳剂脱水的优缺点。谈谈破乳剂脱水的优缺点。 【答】优点：在系统内较早注入破乳剂可防止乳状液的形成；可在较低温度下脱水节约燃料费用。 缺点：注入破乳剂剂量过多时，可生成新的稳定性更高的乳状液；若破乳剂用量较大费用较高时， 仅靠破乳剂脱水费用过高。 5. 5. 简述重力沉降脱水的优缺点。简述重力沉降脱水的优缺点。 【答】优点： 沉降罐采用聚结和停留一段时间的方法使油水分离，进罐油水混合物一般无需加 热，节省燃料； 罐内无运动部件，操作简单，要求自控水平低；由于不加热，原油内轻质组 分损失少、原油体积和密度变化小。 20 缺点： 不适用于气油比大的原油乳状液；罐容及装液后的质量较大，不适用于海洋原 油处理； 由于沉降罐内表面积较大和污水的腐蚀性，使内壁衬里和牺牲阳极的投资、检查、维护费用较高； 由于罐内表面积较大，若油水混合物温度高于环境温度则热损失较大；罐截面面积较大，欲使 油水混合物沿截面均匀流动、避免短路流和流动死区十分困难，使沉降罐的性能受到影响。 6.6.原油加热脱水有哪些缺点，加热脱水的总的原则是什么？原油加热脱水有哪些缺点，加热脱水的总的原则是什么？ 【答】缺点：使原油轻组分挥发，密度增大、体积缩小，还对安全生产带来潜在危险；原油生产成 本上升；加热使生产设备增加；加热炉火管的局部过热点容易结焦。 总原则：能常温脱水就不加热，需要加热脱水时尽可能降低加热脱水的温度；加热油水混合物前应 尽可能脱除游离水，减小无效热能消耗；有废热可利用的场合应优先利用废热加热乳状液；尽可能 一热多用以节省燃料。 7.7.静电脱水有哪些特点。静电脱水有哪些特点。 【答】优点：能在较低温度下破乳，与加热脱水相比温度可降低 1020，节省燃料，也减少原 油的密度和蒸发损耗；静电脱水处理器的处理量较大，在相同处理量下容器较小，更适用于海洋 平台；脱水温度低、净化原油水含率低，使结垢和腐蚀倾向减小。缺点：增加设备投资、控制和 维修费用高。 8.8.总结静电脱水的原理，保证静电脱水器电场稳定的方法有哪些？总结静电脱水的原理，保证静电脱水器电场稳定的方法有哪些？ 【答】静电脱水的原理: 将原油乳状液置于高压直流或交流电场中，由于电场对水滴的作用，削弱 了水滴界面膜的强度，促进水滴碰撞，使水滴合并成粒径较大的水滴，在原油中沉降分离出来。保 证静电脱水器电场稳定的方法有：控制乳状液水含率；有效控制油水界面；不容许在电脱容 器内析出溶解气；及时处理油水界面处积累的“脏油层”。 9.9.请列出直接和间接式加热炉各自的优缺点和适用条件。请列出直接和间接式加热炉各自的优缺点和适用条件。 【答】直接加热炉传热效率高、燃料耗量少。受热不均匀，易出现局部过热区，加剧这些区域的腐 蚀和结垢。适用于低压、液体流量大而稳定、液体腐蚀性小、不易结垢的场合。间接加热炉缺点是 传热效率低，安全性较好。 10.10.乳化水、游离水是怎么定义的？乳化液主要类型有哪些？乳化水、游离水是怎么定义的？乳化液主要类型有哪些？ 【答】原油中所含的水分，有的在常温下用静止沉降法短时间内就能从油中分离出来，这类水称为 游离水；与原油结成了稳定的油水乳状液，很难用沉降法从油中分离出来的水为乳化水。乳化液主 要类型有：油包水型、水包油型、油包水包油型、水包油包水型。 11.11.在破乳过程中破乳剂起哪些作用？在破乳过程中破乳剂起哪些作用？ 【答】破乳剂较乳化剂有更高的活性，破乳剂能降低乳化水滴的界面张力和界面膜强度，可以破坏 已经形成的原油乳状液，还可防止油水混合物进一步乳化，起到降低油水混合物粘度和加速油水分 离的作用；能消除水滴间静电斥力，使水滴絮凝；有聚结作用，使水滴合并、在原油内沉降、油水 分层；能润湿固体，防止固体粉末乳化剂构成的界面膜阻碍水滴聚结。 12.12.原油处理的基本方法有哪些？原油处理的基本方法有哪些？ 【答】利用化学破乳剂；重力沉降；加热；机械处理；离心脱水；静电处理；蒸发处理。 13.13.列出油田油水乳状液类型，并讨论影响乳状液类型的因素有哪些列出油田油水乳状液类型，并讨论影响乳状液类型的因素有哪些 【答】乳状液主要有两种类型。一种是油包水型乳状液，一种是水包油型乳状液。影响类型的因素： 乳化剂类型，油水相对数量。 三、选择三、选择 1油包水型乳状液是原油生产中最主要的乳状液形式，它用符号表示为（B）。 A O/W; B W/O C O/W/O D W/O/W 21 第六章原油稳定第六章原油稳定 一、一、填空填空 1. 原油稳定重点是从原油内分出（）组分，稳定后的在最高储存温度下规定的原油蒸汽压 不宜大于当地大气压的（0.70.7）倍。 2.（多级分离多级分离）是世界上使用最广、建设费用最低的原油稳定方法。 3.闪蒸稳定的主要设备是（闪蒸容器闪蒸容器）和（压缩机压缩机）。闪蒸容器在结构设计中应尽量使闪蒸过程 （接近平衡气化接近平衡气化）。 4. 使净化原油内的溶解天然气组分（汽化汽化），与（原油原油）分离，较彻底的脱出原油内蒸汽压高的 溶解天然气组分，降低常温常压下原油（蒸汽压蒸汽压）的过程称原油稳定。 5原油稳定过程中使原油蒸气压降低的程度称为（稳定深度稳定深度）。我国把（降低油气损耗降低油气损耗）作为原 油稳定的主要目的。 6我国原油稳定的重点是从原油内分出（），稳定后在最高储存温度下规定的原油蒸气压 （不宜大于当地大气的不宜大于当地大气的 0.7 0.7 倍倍）。 7根据精馏塔的结构和回流方式的不同，原油稳定分馏法分为（提馏法提馏法）、（