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油气田地面工程 石油大学 北京 储运工程系 目录 一 概述 二 原油集输系统 三 油气分离与计量 四 原油与天然气净化 五 原油稳定及轻烃回收 六 油田集气系统 七 注水系统 一 概论 油气田开发方案与油气田地面工程油气田地面工程的任务及组成油气田地面工程设计及建设的特点 一 概论 一 概论 二 原油集输系统 工作内容和范畴 油气集输工艺 1 油气集输 将分散于各矿井的原油及天然气收集 处理及运输的生产过程 1 油气收集与计量2 油气的分离与净化 主要生产环节 矿井与石油地面生产设施的总合 油气集输系统 油气集输工艺 2 油气集输工作过程 1 根据油气田开发方案规划设计油气集输系统 主要内容有 确定集输流程 集输管网布局 各类站址选择 设备选型等 2 集输系统的工艺设计 包括计量 分离 净化 稳定等装置的流程 施工图和生产工艺过程的设计 3 对油气集输系统各种设施的日常运行管理和维护 具体工作 油气集输工艺 3 油气集输流程的基本内容 1 建设规模2 能量利用 回压 3 分散 集中 密闭 压力罐 抽气 4 计量和自动化 LACT SCADA 5 典型流程 油气集输工艺 4 分散与集中 油气集输工艺 4 1 压力罐密闭流程 油气集输工艺 5 单管流程 油气集输工艺 6 双管流程 油气集输工艺 7 单管流程加热 不加热 掺稀油双管流程掺活性水 掺热油 液 三管流程蒸汽伴随站外管网1 射状管网 2 支状管网 3 环状管网管理模式1 二级管理 大二级 小二级 2 三级管理 3 一级半管理管网优化 管网的形式与布局 油气集输工艺 8 射状管网 三级管理 二级管理 油气集输工艺 9 支状管网 油气集输工艺 10 一级半流程 油气集输系统优化问题 规模优化 布局优化 运行优化 沙漠油田 油气集输工艺 11 高效油气集输技术 1 单管 井口加药降粘2 管线保温 投球清蜡3 双管掺活性水4 简化流程 一级 一级半流程5 提高回压 回压 油压 大庆 0 4 0 5胜利 0 6 新规范 自喷井1 0MPa 抽油机井1 5MPa 油气集输工艺 12 三 油气分离与计量 油气分离 分离目的 分离方法 分离机理 分离设备 分离作业 油气分离与计量 1 从井口采油树出来的石油主要是烃类混合物 天然气是低碳烃组分 在常温 常压下呈气态 原油是由分子量较大的高碳烃组成 在常温 常压下呈液态 在油藏的高温 高压条件下天然气溶解在原油中 当石油从地下沿井筒向上流动和沿集输管道流动的过程中 随着压力的降低 溶解在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 分离目的 油气分离与计量 2 烃系相特征一元体系与多元体系 过冷 反凝析 反汽化 相平衡与平衡常数K平衡影响因素P T分子撞击与能量转换平衡分离与机械分离 效果评价 分离机理 油气分离与计量 3 分离方法 一次分离 连续分离 多级分离 分离级数与压力 油气分离与计量 4 分离设备 卧式分离器 油气分离与计量 5 分离设备 立式分离器 油气分离与计量 6 三级分离流程 油气分离与计量 7 分离作业 压力控制 液位控制 时间控制 新式分离器 双筒式 离心式 倾斜式 预分气管式 油气分离与计量 8 高效油气处理技术 1 中高压集输 多级分离2 选用高效分离器3 常 低 温沉降脱水4 一热多用5 污水回掺 油气计量 计量目的 计量方式 计量作业 三 油气分离与计量 油气分离与计量 9 计量目的 油气分离与计量 10 计量方式 油气分离与计量 11 油气分离与计量 12 油气分离与计量 13 计量作业 四 原油与天然气净化 原油乳化液 天然气净化 天然气脱硫 原油脱水 天然气脱水 原油净化 原油与天然气净化 1 原油乳化液 原油含水形式 游离水 乳化水乳状液 两种 或更多 不相溶液体的混合物乳状液类型 O W W O O W O W O W乳化液性质 分散度 粘度 原油脱水 化学破乳 井口加药 管内破乳 重力沉降 适当加热 初级脱水 脱出游离水 电脱水 偶极聚结 震荡聚结 电泳聚结深度脱水 脱出乳化水 原油与天然气净化 2 原油脱水 原油与天然气净化 3 天然气脱水 溶剂吸收法 三干醇吸收法固体吸附法 固体表面的分子和吸附物之间普遍存在范德华力 分子间的引力 吸附物能凝聚在吸附剂上 气体与固体之间的范德华力较弱 而且气体分子动能大不易被吸附 液体容易被吸附 原油与天然气净化 4 三干醇脱水流程 原油与天然气净化 5 天然气脱硫 化学吸收法 醇胺法 碱性溶液中和反应 物理吸收法 多乙二醇醚法 Selexol 砜胺法 Sulfinol 等 分子筛法 原油与天然气净化 6 原油与天然气净化 7 天然气脱硫 五 原油稳定及轻烃回收 原理 轻烃回收 精琉法 流程 冷却法 原油稳定 原油稳定与轻烃回收 2 原油稳定的 目的 原油是复杂烃类混合物 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大量戊烷 己烷等组分 造成原油在储运过程中损失 并污染环境 脱出原油中的轻组分 降低原油的蒸汽压 减少原油的蒸发损耗 原油稳定与轻烃回收 3 原油稳定的 原理 利用原油中轻重组分挥发程度不同 从原油中分离出C1 C4组分 从而达到降低原油蒸汽压的目的 实现的方法主要有闪蒸法和分馏法 负压闪蒸适用于密度大的原油 因其轻组分少 轻组分多的原油宜采用加热闪蒸 此时汽化量大 若采用负压闪蒸会使压缩机功耗过高 原油稳定与轻烃回收 4 负压闪蒸流程 原油稳定与轻烃回收 5 加热闪蒸流程 原油稳定与轻烃回收 6 原油稳定与轻烃回收 7 目的 轻烃回收的 在天然气中含有大量的C2 C7组分 在油田称之为轻烃 它们是石油化工的宝贵原料 含有轻烃的天然气叫湿天然气 湿天然气在管道输送过程中会析出液态烃 形成气液两相的流动 给管道的运行管理带来困难 因此 需要把轻烃从天然气中分离出来 原油稳定与轻烃回收 8 工艺 轻烃回收的 1 吸附法2 油吸收法3 冷凝分离法 在以上几种方法中 冷凝分离法因其对原料气适应性强 投资低 效率高 操作方便等突出优点被广泛采用 其它方法应用较少 原油稳定与轻烃回收 9 原油稳定与轻烃回收 10 六 集气系统 系统管网 一般多与油系统同沟敷设 起点多在转油站 气体处理厂多建在联合站上 个别情况单独建站 油田的气网分中压气网和低压气网和反输气网 需要在规划时考虑 气体的处理 净化 轻烃回收 单独建站时可作为独立系统考虑 多数情况下与集油系统统筹考虑 四 捡漏