油田油气集输方案研究

油田油气集输方案研究

油气集团是整个油田生产过程中的一个环节，在整个过程中起着非常重要的作用。油气集输主要负责的任务有四个方面:(1)将开采出来的石油气、液混合物传输到处理站,将油气进行分离以及脱水,使原油达到国家要求标准;(2)将合格的原油通过管道输送到原油储存库进行储存;(3)将分离出来的天然气输送到再加工车间,进行进一步的脱水,脱酸,脱氢等处理;(4)分别把经过处理,可以使用的原油和天然气输送给客户。由于油气集输涉及到整个油田的各户钻井,因此相较于其它环节,油气集输铺设范围广,注意部位多等诸多相关难题,因此,一个油田油气集输环节技术水平的高低,可能会直接波及到整个油田的整体开发水平和能力。下面笔者对油气集输进行相关介绍,希望对读者有所帮助。一、原油长距离输送的分类和设计原则(一)油藏输流程分类(二)油气集输方案比选油气集输的整个流程,会因为油田内蕴含的油气物理及化学性质的差异,地理自然条件的制约,经济利用价值和方式的不同,采取不同的油气集输方案。通过相互对比,得出性价比相对最高的一种设计流程。尤其技术流程设计所遵循的基本原则如下:1.整个油气集输流程,尽量全程封闭,以减少油气在运输的过程中产生不必要的损耗。二、国内外油气收集和输送的现状(一)高含蜡原油开采中单管不加热集输方案在含蜡量过高,高凝聚油田中,国际上包括我国,普遍应用的是加热集输工艺,并在集输线路上多级布站,单井计量,单双管协调集油,最后经由大站对原油集中处理的联合工艺系统。另外国外一些国家对高含蜡原油开采过程中,出去加热外,还进行添加化学物质降低粘合度的方式进行单管油气集输。对含蜡量不高的油田,一般采用单管不加热油气集输工艺流程。在油气集输工艺流程上,我国的大庆油田,在国内外都处于领先地位。由于石油开采储备问题,现在油田的开采一开始进入高含水阶段,由于原油含水量的增加,开采时的原油特性有所改变,油气集输集输,也向着常温或低温集输工艺发展,并进一步简化整个集输工艺流程。(二)开发工艺过程由于现在生活对石油和天然气的依赖,长距离的油气集输必然要得到应用,同时也是一项世界前沿科技,从20世纪80年代开始,各国就已经对此项工艺流程进行开发研究。现今流行的工艺流程为多相混合油气集输技术,同时与电热技术配合,对于长距离油气集输有着重要的意义,经过多年的开发与研究,现在工艺流程在不断地简化和自动化,加强了油气集输的距离和集输过程的保护。(三)交直流变压器式脱水法对于含水量过高的原油集输,国内外通常采取两段式脱水工艺流程。其中,一段为脱出游离水,主要措施有大罐沉降和凝结脱水两项措施。二段脱水加装电机,交直流变电式复合脱水法进行脱水。对于一些含蜡量少,凝点较低的高含水型原油,主要采取热化学反应脱水工艺流程。目前,在集输原油脱水方面,各国都在开发研制高效的游离水脱除器。现在国际上应用的游离水脱除器普遍采用卧式结构,整个沉降脱出过程大概需要30~40分钟,水驱采出伴生液沉降时间为15~20分钟,聚驱流程需要大概30分钟时间。因此,根据原油开采状况,研制并使用高效率游离水脱除器是很有必要也是很有效的一种原油脱水工艺。三、高效油气集输工艺流程我国在20世纪初期,就已经开始大规模开采石油,最初的油气集输系统也是从那个时候产生的,随着工业技术的逐步成熟,各种大型油田也不断地被发现,并进行开发和开采工作,油气集输工艺流程从最开始的单井集油,到现在的高效油气集输工艺流程,前后经历了一个世纪的发展,也是我国在油气集输领域处于世界领先行列。下面就介绍下我国这一个世纪以来前后经历的油气集输工艺五个阶段的变化和发展。(一)天然气的预处理单井集油,即在油田的开发过程中,多数使用的是单井集油,单井加工的操作流程,只要石油,不收集天然气。原油的加工也仅限于沉降法来脱水以及除沙,属于最简单的工艺流程,这种工艺流程浪费较大,原油加工较为粗糙。代表油田:出矿坑油田(1906年)、延长油田(1907年)、玉门油田开发初期(20世纪30年代初)。(二)油气集输系统随着玉门油田的开发规模逐步扩大,地面油气集输工程开始逐渐形成系统。将几口井所产的油气集中到一个选油站内,原油在开放式的罐体内,经过沉淀脱水,经过油泵输送到集油站内,装车外运。这种由管线和部分简单的相关系统形成的开放式集油流程,就是油气集输最原始的系统。该系统最初由前苏联巴鲁宁首次使用,故又称巴鲁宁流程系统。代表油田:玉门油田中后期(20世纪30年代末)、克拉玛依油田(20世纪50年代)(三)高含蜡原油的井网集输系统新中国建立以后,特别是进入60年代全国工业大发展进程加快,相继开发出了一大批储量丰富,质量过硬的大型油田。这类油田在开发的过程中,逐渐形成了以封闭式为主,多种集油流程共存的油气集输系统。这种系统先后开创了单管密闭,井网排状流程,后来又发展成井网“米”字形流程。这种流程由单管输出,通过计量站和集油站进行分离、脱水等相关处理。这套流程在油气的集中环节,做到了初步的密闭式收集,但进行脱水阶段,还是开放式的,有一定的油气损耗。这一时期,是油气集输发展相对较快的时期,许多油气集输方案和工艺都是在这一时期研发出来的。包括加热保温集输、设备工艺创新等。后来发展出来的常温油气集输,也是在这一时期试验成功并推广应用的。这一成果使高含蜡原油的集输技术有了重大突破。代表油田:大庆油田、胜利油田、辽河油田、大港油田等新中国成立后开发出来的大部分新型油田。(四)油气集输回收技术随着技术革新,和人们对石油认知的加深,我国油田采集者们充分的认识到了老式油气集输方式在资源利用上的浪费。通过研究和实践,提出了“三脱三回收”的油气集输方案。即原油的脱水、脱气以及从脱离出来的天然气中脱轻烃,回收轻烃,采出水和废水中残留的原油这一整套的油气集输处理技术。充分采集利用石油采出过程中的全部资源,即原油、天然气、轻烃及采出水这四种资源,确保资源不流失。从70年代中期开始,经过十余年的努力,在技术攻关上,成功解决了各脱出和回收环节中资源流失的问题,做到了最大限度的资源利用。同时增加了除原油外另外三种资源的深加工系统。到20世纪80年代末,我国各大主要油田都完全掌握了“三脱三回收”的全套技术流程,并实现了产出自重合格资源产品的要求。(五)节能减排是“发展的点”从20世纪90年代开始,我国各大油田相继进入高含水采油期,各大油田都把节能降耗作为开采过程中的重点问题来对待。特别是“十一五”计划以来,节能减排成为了我国各产业发展的主要目标,近年来更是变为硬性指标。各大油田在为了响应国家号召,在油气集输工艺流程方面,突出了高效节能问题,研发出了一批具有世界领先水平的高效节能油气集输工艺流程,使我国在油气集输方面进入了高效时期,并在世界处于相对领先地位。四、油气集输系统流程由于石油开采在不同时期所含有的伴生物大不相同,所以在石油开采方面,油田开发者应时刻注意油田开采伴生物的变化,根据不同地理位置和不同环境下,对不同伴生物原油进行规划不同的油气集输工艺流程,找到最适合自己的油气集输工艺,不断完善和发展,使油田开采可以做到资源的最大化利用,为国家的发展和建设提供强有力的能源支持。同时应该鼓励开发和利用新型能源,做到逐步替代矿石能源,在新能源开发领域走在世界的前沿,使自己不受能源的制约,以促进自身的发展。1.按加热方式。按加热方式可分为不加热流程、热水伴随流程、井场加热流程、蒸汽伴随流程、掺热水流程、掺稀油流程、掺活性水流程以及掺蒸汽流程。2.按管线数目。按油井管线数目可分为单管、双管和三管集油流程。3.按管网形态。按管网分布形态可分为米字形管网流程、环形管网流程、树形管网流程以及串联式管网流程。4.按系统步站级数。按着整个油气集输系统的步站级数可分为一级步站流程、二级步站流程和三级步站流程。其中一级流程中只含有集中处理站,二级流程有集中处理站和计量站,三级流程除了拥有集中处理站、计算站外,还拥有增压接转站。5.按密闭程度。按着系统密闭程度可分为开放式和密闭式集油流程。2.最大限度地收集油田中所出产的油气资源,把油气资源最大限度地生产加工成为符合使用标准的原油