生产管理知识_油气集输工艺简介

中国石油大学 华东 储运与建筑工程学院储运工程系李琦瑰 油气集输工艺简介 主要内容 概述油气分离原油净化原油稳定天然气净化和加工污水处理 1 油气集输的研究对象 勘探 开发和采油 油气集输 一 概述 外输销售 油气集输的研究对象 即油田内部原油及其伴生气的收集 加工处理和运输等问题 概括来讲 油气集输的工作范围是以油井为起点 矿场原油库或输油输气首站为终点的矿场业务 2 油气集输的工作内容 油气分离 分离的目的是便于各自的计量以及之后的加工处理 原油净化 脱除原油中所含的水 盐 泥砂等杂质 原油稳定 拔出原油中的C1 C4轻组分 降低原油的蒸气压 以减少蒸发损耗 天然气净化 脱除天然气中所含的H2O H2S和CO2等杂质气体 天然气轻油回收 分出天然气中所含的C2 C2 的烃类是极其重要的化工原料 轻烃的价值十分显著 因此有必要回收并切割成单一或混合组分产品 水处理 脱除油田生产污水中所含的污油 将净化污水回注油层以保持油层压力 2020 2 28 6 3 油气集输工艺 油气收集工艺 油井至联合站油气处理工艺 联合站工艺油气输送工艺 联合站至原油库或输油输气首站油气储存工艺 2020 2 28 7 联合站 2020 2 28 8 8 进站阀组 2020 2 28 9 进站阀组 外输罐 分离器 脱水泵 缓冲罐 换热器 稳定塔 外输泵 加热炉 加热炉 加热炉 电脱水器 稳定拔出的气体 经过冷却 分离 最后的干气与分离器出口气体同时外输 冷却分出的轻油到轻油罐 通过轻油泵可以进行外销 三脱 原油脱水 脱气伴生天然气脱轻油三回收 从伴生天然气中回收液化石油气或轻油从污水中回收原油回收污水 液化石油气或轻油 商品原油 商品天然气 净化污水 4 油田产品 2020 2 28 11 一 油气分离 组成一定的油气混合物 在一定的压力 温度条件下 充分接触足够长的时间就会形成一定比例和组成的气液两相 实现分离的设备 分离器 2020 2 28 12 1 分离器类型 按外型分 立式 卧式按功能分 两相 三相 计量 缓冲分离器 涤气器 闪蒸罐 液塞捕集器等按工作压力分 真空 6MPa 分离器按工作温度分 常温 低温分离器按实现分离主要利用的能量分 重力式 离心式和混合式 2020 2 28 13 2 卧式油气分离器 2020 2 28 14 3 立式油气分离器 与卧式分离器的不同 1 气液界面的大小 2 气体流向和气体中液滴的沉降方向 3 出油口位置 2020 2 28 15 4 卧式三相分离器 2020 2 28 16 5 立式三相分离器 2020 2 28 17 三 原油净化 1 原油中所含水的分类 一类是游离水 在常温下用简单的沉降法短时间内就能从原油中分离出来 另一类是乳化水 需要采用特殊的工艺 化学破乳 电脱水 才能从原油中脱除 乳化水与原油混合在一起形成原油乳状液 两种或两种以上互不相溶或微溶的液体 其中一种以极小的液滴分散于另一种液体中 这种分散物系称为乳状液 稳定乳状液的形成条件是充分搅拌及乳化剂的存在 2020 2 28 18 原油和水构成乳状液主要有两种类型 一种是水以极微小的颗粒分散于原油中 称油包水型乳状液 用符号W O表示 此时水是内相或称分散相 油是外相或称连续相 W O型乳状液是油田最常见的原油乳状液 另一种是油以极微小颗粒分散于水中 称为 水包油型乳状液 用符号O W表示 此时油是内相 水是外相 采出水中常存在O W型乳状液 此外 还有复合乳状液 即油包水包油型和水包油包水型 分别以O W O和W O W表示 2020 2 28 19 油水混合物进入底部水层 向上通过水层时 由于水的表面张力较大 原油中的游离水 粒径较大的水滴 盐类和亲水固体杂质等并入水层 这一过程称为水洗 大罐脱水的原理是水洗和沉降 2 常压立式沉降罐 3 电脱水器 将原油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 促进水滴的碰撞 使水滴聚结成粒径较大的水滴 在原油中沉降分离出来 适用于处理含水率小于30 油包水型乳状液 2020 2 28 21 电脱水器 2020 2 28 22 四 原油稳定 稳定方法 闪蒸稳定 分馏稳定 经分离 脱水后的净化原油进行稳定处理 所谓稳定是将原油中易挥发的轻质组分C1 C4变成气体 与原油分开 使经稳定后的原油蒸气压降低 减少储存和运输中的蒸发损耗 稳定装置和油气分离器中分出的气体一并送往气体处理厂进行净化和轻油回收作业 其中闪蒸稳定又包括负压闪蒸和正压闪蒸 负压闪蒸在我国应用最为广泛 多级分离 2020 2 28 23 1 电脱水器 2 稳定塔 3 负压压缩机 4 冷凝器 5 三相分离器 6 泵 50 70 0 05 0 07MPa 绝对压力 0 3 0 4MPa 20 40 左右 负压闪蒸典型工艺流程 2020 2 28 24 稳定塔 2020 2 28 25 五 天然气净化和加工 2020 2 28 26 1 天然气脱酸方法 按操作特点 脱酸原理 多种脱酸工艺可分类为六大类 间歇法化学吸收法物理吸收法混合溶剂吸收法直接氧化法膜分离法 2020 2 28 27 2 天然气脱水方法 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 其中甘醇脱水和固体干燥剂脱水是油气田最常用的天然气脱水方法 能满足脱水要求的前提下 优先考虑选择甘醇吸收脱水 甘醇吸收脱水常用于管输天然气的处理 但要求天然气深度脱水的情况需要采用分子筛脱水 2020 2 28 28 轻油回收的方法 吸附法 油吸收法 冷凝分离法 应用广泛 冷凝分离法是利用天然气中轻 重组分冷凝温度不同的特点 在逐步降温的过程中将组分由重到轻依次分离出来 根据凝液回收目的的不同 冷凝温度不同 所采用的方法分为浅冷法 45 以上 中冷法 45 100 和深冷法 100 以下 3 凝液回收方法 2020 2 28 29 浅冷法主要用于控制天然气烃露点 防止输送管线内产生气液两相 或以回收天然气内的C3 为目的 节流膨胀制冷和冷剂制冷都可以实现浅冷 浅冷法只能使天然气内C3的回收率达到中等至较大比例 若要进一步提高C3收率并回收C2 必须进一步降低天然气温度 需采用中冷或深冷法 节流膨胀制冷 冷剂制冷和透平膨胀机制冷均可达到中冷和深冷温度 其中透平膨胀机制冷在天然气凝液回收领域内的使用占有主导地位 2020 2 28 30 节约能源保护环境 庞大的污水处理系统 回注地层 保持油层压力提高油藏采收率 1 污水处理的常用方法 六 污水处理 重力沉降除油法 混凝沉降法 气体浮选法 斜板除油法 过滤除油法 旋流分离法 2020 2 28 31 2 污水处理常用设备 压力式过滤罐 混凝除油罐 2020 2 28 32 3 污水处理工艺流程 集水管 配水管 分出浮油和分散油 分出乳化油 反冲洗 2020 2 28 33 END 2020 2 28 商品原油的质量指标 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 饱和蒸汽压 最高储存温度 或60 下原油的饱和蒸气压不大于当地大气压 含盐量 不大于50g m3 2020 2 28 净化污水的质量指标 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 陆上排放污水的水质要求 排放污水含油低于5mg L 注水水质基本要求 水质稳定 与油层水相混不产生明显沉淀 水中不得携带大量悬浮物 对注水设施腐蚀性小 2020 2 28 依靠油水密度差 在静止或流动状态下实现油水的分离 这种除油法的效果与油滴直径有关 油滴愈大 所受浮力愈大 愈易油水分离 重力沉降除油法 2020 2 28 混凝沉降法 污水中的污油一般呈三种状态存在 浮油 分散油和乳化油 对于前两种靠重力沉降除油法一般就能获得较好的除油效果 对于乳化油 因油颗粒太小 一般直径在10微米以下 靠浮力上升至水面的速度太慢 再加上分子热运动的影响 使得乳化油滴很难上升至液面 混凝沉降法 就是向含油污水中加入一种化学混凝剂 让乳化油滴破乳 使油滴发生凝聚 颗粒变大 浮力增加 以实现油水分离 2020 2 28 气体浮选法 由于气体密度较小 常把气体吹入污水底部 气泡从水底向水面很快上升 上升过程由于气泡所受静压减小 气泡逐渐变大 这样就可托带一些小油滴浮到水面 加快油水分离速度 这就是气体浮选法除油 2020 2 28 斜板除油法 在油水分离设备内加上许多并列的斜板 以此增大分离设备的工作表面积 缩短油滴浮升的距离 改善水流的稳定性 从而大大提高油水分离设备的分离效果 重力分离除油设备的除油效率是其分离高度的函数 减小除油设备的分离高度 可以提高除油效率 在其他条件相同时 除油设备的分离高度越小 油滴上浮到表面所需要的时间就越短 这就是所谓的 浅池理论 2020 2 28 过滤除油法 含油污水通过一层石英砂 无烟煤或其它滤料后 由于筛滤和吸附作用将污油截留并吸附在细小的砂粒滤层或其它物质构成的过滤层中 使污水中的含油量大为减少 这就是过滤除油法 截留在砂层中的原油 可通过反向冲洗的办法 将砂层再生 重新恢复过滤能力 继续使用 2020 2 28 旋流分离法 待分离的油水混合物在一定压力下切向进入旋流器的圆筒段 在器内形成强烈的旋转运动 进入锥段高速旋转 由于离心沉降作用 轻相 油 向旋流器轴心处运动 形成向上的内