油气集输知识点

1、声明：均为个人整理，仅供参考，大家努力复习，正道沧桑。PS:祝考研同学金榜题名一班肖帅绪论分离成原有、伴生天然天然气、液化石油气、一、油气集输系统的功能：将分散在油田各处的油井产物加以收集; 气和采出水；进行必要的净化、加工处理使之成为油田商品（原油、 天然汽油）以及这些商品的储存和运输。二、油气集输系统的工作内容和建设特点1置B油井混分离处理U井产物脱隸曾输淄 稳隹控醫盃链i co；硫回收气销石IDU态股物LPGF石化产品疑回收4-和分搐A_J干汽 f軽疑蒸飞/油气主产工艺系统0图1表示油气生产工艺的全部内容及其产品。油井生产的产物，经集中并初步分离为油、气、水三种流体。含污水经水处理后，由

2、注 水井回注地层，以保持地层的能量。，稳定后的原油经脱盐降低盐含量后，进行稳定或拔顶（从塔器顶部抽出轻质油蒸汽） 原油作为油田产品送往炼厂。含H2S、CO2、H2O的酸性湿天然气进行初步脱水，以控制对设备和管道的腐蚀。然 后，脱除H2S和CO2,使天然气变为“甜”天然气（对！ ！你没看错，我也没打错）。从脱出的H2S内回收硫磺，为制酸工业提供原料。CO2或回注地层、或出售、或放空。“甜”天然气需进一步脱水，并和原油稳定单元来的拔顶气汇合，在烃液回收单元将气体内较重的烃类变成液体， 这项工作称天然气凝液回收，或称轻烃回收。天然气凝液加工成液化石油气（C3、C4烷烃）和稳定的轻烃 c+ （也称天然

3、气汽油或轻质石脑油）。液化石油气作为油田产品外销，或供石油化工厂做原料，或再气化为用户提供调峰天然气。 三、油气集输系统工作内容n-I唠?K厚遍彳腕水严叫 稳定!代 - JTil：ly1净化净化卜轻产胡储存1111V1商覘1天然气! 1TIIi L采出水_U.回选汕气集输系统的H作内容主要内容包括：1 、油井计量测出每口油井产物内的原油、天然气、采出水的产量，作为分析油藏开发动态的依据。2、集油将计量后的油井产物（油、气、水）或油水混合物集中，通过管线输送至有关站场经行处理。3 、集气将油田内部一级油气分离器分离出的天然气通过管线输送至气体处理厂进行净化和加工。4、 油气水分离将井流分离成原油

4、、天然气、采出水。必要时，还需要分离出井流中 所含的固体杂质。5、 原油处理（脱水）含水原油经破乳、沉降、分离，脱除游离水、乳化水和悬浮固 体杂质，使商品原油含水率小于规定的质量标准。6 、原油稳定脱出原油内易挥发组分，使原油饱和蒸汽压等于或低于商品原油规定的标准。稳定过程中产生的呈气态易挥发组分送气体处理厂回收凝液。7、原油储存将符合商品原油标准的原油储存在矿场的原油油库中，以调节原油生产H2S、CO2 ）。和销售间不平衡。8 、天然气净化净化包括脱出天然气中的饱和水和酸性气体（9 、天然气凝液回收油田伴生气含有较多的、容易液化的丙烷和比丙烷重的烃类,回收天然气中重烃组分凝析液，可满足商品天

5、然气对烃露点的要求。10、 凝液储存将轻烃产品储存在压力储罐中，以调节生产和销售的不平衡。11、 采出水处理将分离后的油田采出水进行除油，初机械杂质，除氧，杀菌等处理。 四、集气流程1、产量特别高的油井，每口井有单独的分离、计量设备，有时还有单独的油气处理设备，该流程经济性差。2、计量站集油流程，每口油井有单独的出油管线把油井产物送往（分井）计量站，在计量站内轮流计量每口井的油气产量，此后与其他油井产物汇合输往集中处理站，该流程广泛应用。3、多井串联集油流程，若干口井共用一根出油管线，将产物送往集中处理站。图3汁址站集油泵统 i专如站 隼中处fp站阳4裳井申诙集油系统人五、在应用计量站集油流程

6、和多井串联集油流程时， 命名集油流程，具体有：1234我国石油界常按流程中最具特色的部分、按集油加热方式、按集油管网形态、按通往油井的管线数量 、按集油系统的布站级数选井点仅设分井计量用的选井阀组，5 、按流程的密闭性六、各集油流程的特点及适用条件1 、不加热集油流程：如图注：一级半布站：不设计量分离器和计量仪表。是在集中处理站之外， 布置若干选井点,5,油井以单独的出油管线与计量站相连，各井产物在计量站轮流计量，计量分离器将井流分离成气、液两相分别计量气、液量后，再次混合其他油井 产物汇合流至集中处理站。1井场计量站去集中处理站H3厂、/fa 51单管不加热集油流程2 、加热集油流程：如图

7、6，在井场设加热炉提高油井井流温度后，沿出油管线流入计在分离器内分成气、液两相并在计量后经加热并和计量油井井流混合送往下井场I t5塑fA单僭加热集汕流稗I场力11热炉,2it肉器：3=计駅前加斑炉沁一集汕蓟力1热炉:5 分 离 缓冲獭；6珮 门一外输力11热炉去樂中处理站计:姑擔转站量站，被计量油井井流先经加热后进入计量分离器， 重新汇合，不计量的油井井流在计量站管汇处混合后, 游。3热油）井口。井场花10=1r* ctL* * k * #一*333Jr3M、掺热水（热油）集油流程：如图 7所示，油气水三相分离器分出的油井采出水（或 在供热站加热、增压后通过单独的管线送至计量站，经计量站阀组

8、分配、输送到各井 热水（油）由井口掺入油井出油管线。皿晴1-计分离器;2-油、气JK%分离器订一原油S；4 污水加热炉;5-热水泵4 、热水、蒸汽伴热集油流程：如图 8所示，热水伴热集油流程与掺水流程类似，循环 水泵自水罐吸水，增压、加热后，经阀组分配、经保温的热水管线送至各井口，回水管线与油井出油管线用保温层包扎在一起，经过保温的热交换加热油井井流， 达到安全集油的目的。w 11 I F井场去集屮处理站无机成因理论：碳不锻和袖期（平含利）W袖环屈熬袖爭锻和油（含wwrj折ra葺汽i图1-4油气藏分类M单位体积岩石中孔隙体Vp，总体积为Vf，也三管热水伴热集油流程1讣ht.牛-产分离器亡一除油

9、分离器;3缓冲飜胡一输汕泵；5、8抑热炉:缓冲水歸;了一循环水泵第一章一、石油：由拉丁语“岩石”与“油”两个字拼写而成的，指具有天然产状的碳氢化合物 的混合物，而同它的是气体、液体、固体（除煤以外）或他们的混合物无关。二、石油生成理论： 有机成因理论：水中的微生物死后沉积于水域的底部，随后被沉积 的泥沙所掩埋，这些尸体在地下高温、高压和缺氧条件下分解成石油 和氢在地壳内部高温、高压下由化学反应生成石油。三、油气藏分类： 分为五个类型见图1-4 不饱和油藏：（a）为油中不含溶解气，这 种油藏极少；（b）中为油中含有溶解气。 饱和油藏：油藏具有气顶，但原油占主要份 额。原油中有溶解气，气顶气内有溶

10、解油，如 图（C）所示 油环气藏：气藏内油气两相共存， 在气与水 之间存在油环的少量油相，油的相对密度为 0.60.9，如图（d）所示 凝析气藏：气藏的温度处于临界温度与临界凝析温度之间，气体内含有大量在常态下为液 相的轻烃（丙烷及重于丙烷的组分），气藏内 气体对水的相对密度可以达到0.4，见图（e）。 气藏：非甲烷烃类气体份额极少（10% , 但可能含有较多量的 N2和CO2，气藏常处于超临界状态，见图（f）。四、孔隙度：由于沉积条件不同，不同岩层或同一层的不同部位, 积大小各不相同，常用孔隙度表示孔隙的相对体积。若岩石孔隙体积为 孔隙度*可表示为:4Vf若Vp指岩石层孔隙体积 Vtp，则*

11、称绝对孔隙度，并以 鴨表示；若 V指有效孔隙体积 Vep ,则0为有效孔隙度，以 魅表示。五、最终采收率：指油藏枯竭时，已开采原油累积量与油藏原始地质储量之比。最终采收率=原始含有饱和度-残余油饱和度原始含油饱和度六、水压驱动：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，称为弹性水压驱动。七、自喷井：在油田开采初期， 油藏往往具有较大的能量，是有依靠油藏能量可由地下至地面，即为自喷井。人工举升

12、井：在开采过程中随着油藏能量的不断的消耗，当油藏能量不足以使石油沿井筒流至地面时，必须认为的补充能量才能使石油流至地面，即为人工举升井。八、根据气油比不同，油气混合物在井筒中的流 动形态，称为流型，如图 1-25所示，从左至右分 别为：（1）气泡流 气体以气泡形式分布于原油中。（2）段塞流 原油中析出大量气体，气泡合并扩大成气团，气团占据了油管的大部分通道面积，油气混合物呈气团和液柱在油管中交替流动，此 时油井的生产很不顺利、有压力脉动现象。（3 ）乳沫状流 随气量增多，气体对液体产生激烈搅拌，使液体形状很不规则。（4）环状流 气量继续增多，在管子中兴星辰连 续的气流，液体被挤向管壁，靠气体与

13、液体的摩 擦力使液体沿管壁向上运动，此时液相中有小气泡，气相中有雾状液滴。九、深井泵采油：游梁式抽油机-深井泵图 1-35tssl.xib） 1 何/电空/并简内流型Q）气泡乳沐狀直;心环狀流(d)主N r辭他亂国年峯霍申卷 |-i|i,K：2-M4W|? iJli Bi t-10 sffiLii r*ii71?wu：niuifitB国i-VJ也土皤讪禽心$（慕址I ；?（?1电円；7氓护固汀_或战真心 J iflR. 鬥隹电!;*一 1卜11 SW.iT-导向花1N11闵浪flip如!5；111山时剧卄 水力活塞泵图1-37 电动离心泵图1-39101.325kPa、温第二章一、国内外计量气

14、体体积采用的状态标准常不同，常见的有三种压力度20 ，是我国天然气计量的法定状态;英美法等西方国家，以1atm、60 F (15)为标准状态；书刊中也常用101.325kPa、温度0为标准状态。三种状态之间的转换关系为：1m3 （20 t）=0.985 m3（ 15：C）=0.932 m3 （0呛）。二、原油是一种极其复杂的烃类和非烃类的液态混合物，其中碳和氢的质量分别为 12%右，其余的为硫、氮、氧和金属氧化物。三、原油分类：按气油比分类死油，从油藏压力降至大气压，原油内无溶解气体析出;85%黑油或称普通原油，气油比小于356 m3 / m3的原油；挥发性原油，气油比在356588m3/ m

15、3范围内的原油；凝析气，气油比在5888905m3/ m3 ；湿气，气油比大于8905 m3/ m3 ；干气，不含液体的天然气。四、%PI相对密度：描述石油及其产品时，西方国家用：API相对密度，其范围从 0100 ,与我国惯用的相对密度 的关系为141.5API =-131.5式中15 9，原油对同温度下的水的相对密度由上式可知，水的 认PI为10;油品愈轻， 认PI的相对密度越大。五、天然气溶解度： 单位体积脱气原油在某一压力、温度下的溶解天然气体积数（折算成标准状态下的体积）称为天然气溶解度，或称溶解气油比，以艮表示，常以m3/m3为单位。八、倾点：在规定的实验仪器和实验条件下，试管内油

16、品在5s内能流动的最低温度。凝点：油品在倾斜 45角试管内停留1min不流动的最高温度。七、密度：若已知201时油品密度，则在050C范围内、温度为t的密度可按下式计片=卩20- (t-20)nnQ式中 、卩20 温度为t C和20c的原油密度，kg/ m ；巴一一温度系数，kg/ （ m3JC ），匕=1.828-0.00132 P20在20120 范围内，原油密度为卩20R =1 +a(t-20)780 w P20 w 860, a = (3.083-2.638x 10% )10860 W p20 W 960, a = (2.513-1.975x10-P20 )1。-八、气液相平衡状态：在

17、一定温度、压力条件下，组成一定的物系，当气液两相接触时， 相间将发生物质交换，直到各相性质（如温度、压力和气、液相组成等）不再变化为止。达 到这种状态时，称该物系处于气液相平衡状态。九、第三章一、什么是矿场集输管路：管路是连接油气田各种设施的纽带，从油气井到矿场原油库、长距离输油管和输气站首站之间、矿场地域内的所有输送工艺流体（原油和天然气）的管路两相和多相 集气管，统称为矿场集输管路。二、 集输管路的分类：1、按管路内流动介质的相数，集输管路可分为单相， 流管路。2、按管路工作的范围和性质，集输管路可分为出流管、采气管，集油、 输油、输气管等。3、按管路结构，集输管路又可以分为简单管和复杂管

18、两类。只要管路内存在管路。三、油气混输管路：用一条管路输送一口或多口油气井所产产物的管子，气液两相，都称为油气混输管路，或称两相流（油气）和多相流（油气水或油气水固）二、气液含率：描述管路气液含率常用三种方式，即气液质量、体积和截面含率。1、气液质量含率：质量含气率：气相质量流量与混合质量流量之比。在水-蒸汽系统内质量含气率也称干度，或称空泡份额或空泡率。X=Mg/M =Gg/G质量含液率：（1-x） = Ml/M =Gl/G。2、气液体积含率：气液体积含率：管路流通截面上气相体积流量与气液混合物总体积流量之比，即体积含液率：在文献中常用 R表示， R =（1-P ） = Ql/Q。3、气液界

19、面率：截面含气率：气相流通面积与管路总流通面积之比，又是也只某一管段内气体所占流道体积的份额。=Ag/A截面含液率：文献常用 H L表示,Hl =(1-半户 A/A。三、T-D流型划分：在上个世纪70年代，有两个英国科学家Taitel （男）和Dukler （男），他俩在玩 过家家，恩？ ？你懂得。看到自己家门前有根大管子，就回家拿钢锯把管子锯开了，于是得至U下图。注：他俩是不是英国人我不知道，瞎编的，仅供娱乐！分M气团隘段塞流- - - 妳檢沛分离流：间歇流：分散流：包括:包括:包括:2）问歇流戍段起流 血壬5丿T-D流型划分分离h;向咏诡或段:髓流心）分层流、波浪流和环状流。气液均为连续相

20、，管路压力较为平稳。 气团流和段塞流。气体为分散相，液体为连续相，压力有较大波动。 汽包流，分散气泡流和弥散流。一种流体以细小颗粒分散于另一种流体内,压力比较平稳。四、 多相流计算特点： 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、非牛顿流体水合物。五、段塞流分类：1、水动力段塞流管内气液表现流速处于流型图段塞流范围内诱发的段塞流，如图3-8所示其诱发机理f it图3胡披痕的不稳定性机理：管内液体流量较大、管内液位hL较高时，气流吹起的液波波幅高达到管顶，当阻塞气体流通截面积 时，就由分层流转变成间歇流（段塞流）。2、 地形起伏段诱发的段塞流由 于液相在管路低洼

21、处聚集、局部堵 塞气体通道而诱发的段塞流，常在 较低气液流量下发生。如图 3-20所 示。1华1 3-2（）也践起伏段恥漩孑啪:晔低沖 趾 积 液;乜一被休问飙地流 至下游的低洼 处 3= f:城段邯外陲休倒砸、号丄游來的瞼休磁，歧秋虺3、 强烈段塞流液塞长度大于立管高度的一种段塞流，其特征是气液流量和出油管压力有周期的强烈波动。第四章一、平衡分离：组成一定的石油，在某一压力和温度下，就有明确的气液相组成和数量，压 力温度变化时，气液相组成和数量也就随之而变。AS-I、W 桁曲严廿1 Itf丄】|，卜式分离爲原V-i力沉酢傀匚斗一拥暮話注一1代惮叮；7ft位肿Sf阀百S油岀门网 在相同气液量处

22、理下，卧式分离器尺寸较小、制造成本低。同时 卧式分离器具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。来叶柳变化量时，卧式分离器的液 位变化较小，缓冲能力强，能向下游设备提供稳定的流量。卧式 分离器还有易于安装、检查、保养，易于制成撬装装置的优点。 立式分离器适合处理含固体物较多的油气混合物，立式分离器占 地小，对海洋采油采气很重要。 总之，对于普通油气分离，特别是可能存在乳状液、泡沫或用于 高气油比油气混合物时，卧式分离器比较经济；在气油比很高和 气体流量较小时（如涤气器），常采用立式分离器。七、 影响分离性能的因素：1油气最大、最小和平均流量 2分离压力和温度3油

23、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。八、 油滴沉降速度：假设1油滴为球形，不聚结不破碎2油滴与其他之间没有作用力3流动 稳定。则油滴沉降公式为：HUS 订一彼曲戡；4弍4gdd （ P。- Pg ）0.5二、物理（机械）分离：为满足油气井产品计量、矿场加工、储存和管道输送的需要，必须 将已经形成的气液两相分开，用不同的管线输送。三、 分离器的类型：按照外形主要分为两种形式，即立式和卧式分离器。偶尔还有球形和卧 式双筒体分离器。1按分离器的功能分为油气两相分离器、油气水三相分离器；计量分离器和生产分离器；从高气液比流体

24、中分离夹带油滴的涤气器；用于分离从高压降为低压时，液体释放气体的闪蒸罐；用于高气液比管线分离气体和游离液体的分液器。2按其工作方式可分为真空、低压、中压和高压分离器；按其工作温度可分为常温和低温分离器。3按实现气液分离所利用的能量可分为重力式、离心式和混合分离器。四、卧式分离器：进入分离器的流体，经入口分流器时，油、气流向和流速突然改变，使得 油气得以初步分离。经入口分流器初步分离后的原油在重力的作用下流入分离器的集液区。来自入口分流器的气体水平通过液面上方的重力沉降区，被气流携带的油滴在该区内靠重力沉降至集液区。未沉降至液面的、粒径更小的油滴随气体流经捕雾器，在捕雾器内聚结、合成大油滴，在重

25、力作用下流入集液区。脱除尤迪德气体经压力控制阀流入集气管线。五、立式分离器：立式分离器与卧式分离器原理相同，但是分离器内携带油滴的沉降方向与气流方向相反，液体内夹带气泡的上浮方向和液体的流动方向相反。六、卧式分离器与立式分离器的比 较：在重力沉降和集液区内，立式分 离器的分散运动与连续运动方向相 反，而卧式是垂直。所以卧式机械分 离性能优于立式。在卧式分离器中， 气液界面面积大，有利于气液达到平 衡，所以平衡分离也优于立式，即：Iili?L itij SaAcr 订一人 口 井蠲 JS j TE?J 控翻阀1 5-q侔出 11 沾一ST?K肾Si； = 讹K di IEiffi战扶制阀！ ni

26、N（in：lDJftirtK5 =3Cg243Cd =+7+0.34Re Re0.5dd g ( Po Pg )18%5 = 巳、Pg 分离条件下油滴和气体的密度 g重力加速度油滴沉积速度CD阻力系数% 分离条件下的气体的动力粘度dd油滴直径计算沉降速度 5的4种方法：1按相关式计算2按流态分区计算3图解法4阿基米德准数 法。油滴沉降的必要条件：油滴沉降速度Vd必须等于或大于气体流通截面上的平均流速Vg。九、影响流出原油含气率的主要因素为：1原油粘度2原油在分离器停留时间 3分离压力4分离器入口元件的压降。十、发泡原油对原油分离器的危害：1液位控制困难2减小了重力沉降和集液区的有效体积，是油气

27、分离工况恶化 3气体中带油量和原油带气量增多。十一、龟腚：非发泡原油在分离器内停留时间为13分钟，发泡原油为520分钟。十二、一级分离：混合物的气液两相在保持接触条件下逐渐降低压力，最后流入常压罐，在罐内进行气液分离。（实际并不采用）十三、连续分离：随油气混合物在管路内压力的降低，不断的将析出的平衡气排出，直至压I4 *M二壬二a勺匚;I貯籾沽臨汀f（V.；4汕；$材毎点-勒力降为常压，平衡气亦最终排除干净，剩下 的液相进入储罐。（很难实现） 十四、多级分离：油气两相保持接触条件下， 压力降至某一数值时，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， 压力降至另一较低值时，把该段

28、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。十四、多级分离的优点：1所得的储罐原油收率高、密度小、组成合理。2多级分离所得的储罐原油中碳1含量少，蒸汽压低，蒸发损失少3多级分离所得的天然气数量少， 重组分咋 爱气体的比例少4多级分离能充分利用地层能量、减少输气成本。十五、携带作用：在多元物系中，运动速度较高的轻组分分子在运动中，与速度低的重组分分子相撞击，使前者失去原本可以使其进入气相的能量，而后者获得能量进入气相。第五章一、 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商品原油交易 时要扣除原油含水量，原油密度则按含水原油密

29、度计。3从井口到矿场油库，原油在收集、 矿场加工、储存过程中，不时需要加热升温，原油含水增加了燃料的消耗，占用了部分集油、 加热、加工资源，增加了原油的生产成本。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构与腐蚀，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影响炼制工作的正常进行。二、原油乳状液：原油中所含有的水分， 有的在常温下用静止沉降法短时间就能从油中分离出来，这类水称为游离水；有的则很难用沉降法从油中分离出来，这类水称为乳化水， 它与原油的混合物称为油水乳状液，或原油乳状液。三、 乳状液类型：一种是水以极微

30、小的颗粒分散于原油中，称油包水型乳状液，用符号W/0表示，此时水是内相或称为分散相，油是外相或称为连续相，W/0乳状液是最常见的原油乳状液。另一种是油以极细微小颗粒分散于水中，称为水包油型乳状液，用符号0/W表示，此时油是内相，水是外相。很少见。四、 形成乳状液条件：1系统中必须存在两种以上互不相溶的液体。2有强烈的搅动，使一种液体破碎成微小的液滴分散于另一种液体中。3要有乳化剂的存在，使分散的微小液滴能稳定的存在于另一种液体中。五、 影响原油乳状液稳定性的因素： 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。6内相颗粒表面带电。7温度。8原油类型。9相体积比。10

31、水相盐 含量。11、pH值。六、原油处理的常用方法：化学破乳剂、重力沉降、加热、机械、电脱水。七、破乳：乳状液的破坏。八、絮凝：某些高分子聚合物的长链分子具有多个活性，分别吸附在各个水滴上， 使大量乳化水滴聚集在一起，但水滴的界面膜是连续的、没有破裂，水滴也没有形成大水滴。九、聚结：乳状液处理器内小粒径水滴的合并，变成能在龟腚停留时间内沉降至容器底部水使乳状液向上通过水层，由于水 盐类和亲水性固体杂质并进入水层。层的大粒径水滴的过程。.2破乳剂能消除水滴间的静电斥十、水洗：常使油水混合物进入乳状液处理器的底部水层， 的表面张力很大，使原油中的游离水、粒径较大的水滴、 十一、沉降：不会解释 十二、破乳剂的作用：1破乳剂较乳化剂具有较高的活性 力，使水滴絮凝。3有聚结作用。4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。十三、破乳剂类型：按分子结构、分子量大小、镶嵌模式、聚合段数、起始剂具有活泼氢官 能团的数量、溶解性能、 化合物类别等进行分类。 分为离子型和非离子型，能电离出的就是离子型，离子型又分为阴离子、阳离子和两性离子。十四、评