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武汉理工大学毕业设计（论文）文献综述报告油田联合站设计与研究学生：学号：专业：指导老师：学院：时间：1.概述联合站设计是油气集输工艺设计的重要组成部分，为了使其最大限度地满足油田开发和油气开采的要求，设计时应该做到技术先进，经济合理，生产安全可靠，保证为国家生产符合质量要求的油田产品。本设计充分考虑联合站设计工程中可能存在的一些问题，通过大量的计算以及校验，最终制定了联合站的设计方案。联合站将来自井口的采出物集中起来进行必要的加工处理，然后将合格的原油外输。一般情况下，联合站的功能包括油气水分离、原油脱水、原油稳定、天然气脱水、轻油回收、原油储存及向矿场原油库输送、污水处理，净化水回注地层，计量，加热等。本设计主要设计内容如下：(1)油气水混合物的收集一个区域中若干油井的井口产物经过计量后，输送到联合站进行集中处理。在收集的过程中对于高粘度、高凝点原油要采取一定措施，使它能够在允许的压力下安全的输送到联合站而不至于凝固在管线内。通常采用的方法有：加热保温法；化学降粘、降凝法；物理降粘、降凝法。(2)油气水的初步分离在实际生产工程中，从油井出来的不单是原油，常常含有气、水、砂、盐、泥浆等。为了便于输送、储存、计量和使用，必须对它们进行初步分离。油井产物中常含有水特别在油井生产的中后期，含水量逐渐增多，利用离心重力等机械方法分离成气液两相。有些井出砂量很高，同时还应该除去固体混合物。油气水的初步分离主要在三相分离器中进行，在开式流程中，也在沉降罐中进行。油和机械杂质、盐的分离一般与油水分离同时进行。当含盐、含砂量高时，有的要用热水冲洗和降粘后再沉降分离，连同水、机械杂质和盐一起脱除。(3)原油脱水对轻质、中质含水原油，宜采用热沉降、化学沉降法脱水；对中质、重质的高含水原油，先采用热化学沉降法脱水，再用电脱水，对乳化度高的高粘度、高含水原油，应先破乳再沉降脱水。(4)原油稳定原油中甲烷、乙烷、丙烷、丁烷（正构）在通常情况下是气体，这些轻烃从原油中挥发出来时会带走大量戊烷、己烷等成分，造成原油的大量损失，为了降低油气集输过程中的原油蒸发损耗，一个有效的方法就是将原油中挥发性强的轻烃比较完全的脱除出来，使原油在常温下的蒸汽压降低，这就是原油稳定。原油稳定所采用的方法可以分为闪蒸法和分馏法两大类。闪蒸法又分为常压闪蒸、负压闪蒸和正压闪蒸。(5)轻烃回收从原油中脱除的轻烃，经过回收加工是石油化工的重要原料，也是工业与民用的洁净燃料。随着石油化学工业的飞速发展和世界性能源短缺，天然气回收液烃技术得以迅速发展，轻烃回收给国家创造了更多的财富。轻烃回收工艺基本可以分为三种：吸附法、油吸收法和冷凝分离法。我国油田气轻烃回收都采用冷凝分离法，按冷冻深度不同，冷凝分离可以分为浅冷（-15℃～-25℃）和深冷（-60℃～-100℃）两种。(6)天然气随油井中原油一起采出的伴生气，直接输送到气体处理厂。(7)含油污水的净化原油经过沉降、脱水后放出来的水，还含有一定量的原油、泥砂等物质必须经过净化才能回注或外排。从污水中回收污油，既节约能源又保护环境，经过处理后的污水一般回注地层，保持油层压力，提高油藏采收率。含油污水处理的常用方法是：重力沉降除油法、混凝沉降法、气体浮选法、斜板除油法和过滤除油法。(8)辅助生产系统辅助生产系统包括给排水系统、供热系统、变配电系统、通讯系统、采暖及通风系统、道路系统等。这些系统都是联合站的必要组成部分，是联合站正常工作的保证。2.国内外研究进展国外对高含水期和特高含水期油田采用的方法和措施：在高含水油田(区块)建立独立的预脱水系统，由大站集中脱水改为在井场分散脱水；在转油站和大站推广使用适用于高含水期油田原油预处理新流程。为此，原苏联各高含水期油田相继研制出了一些矿场原油预处理新流程。全苏石油集输与预处理科学研究所研制出并在各油田推广使用一中新流程，用于高含水期油田的转油站预脱地层水，并使脱出的污水达到回注地层的标准。该流程的技术特点是利用气浮选净化污水的原理，把分离器中分离出的一部分天然气不断地、均匀地引入到排往污水接收罐的管线中，污水和气泡在管线中一起流动时携带污水中悬浮的油滴浮到管道的上部，油滴相互聚结，进入污水接收罐后很快分离。采用该技术后，污水的沉降时间减少了50%～60%，及污水在沉降罐中的停留时间不超过15～20min；净化水剩余含油量为5～9mg/L，悬浮固体含量7～9mg/L；所需的沉降装置数量相应减少，而污水处理量却大大增加。在处理高含水原油的同时收回破乳剂的流程：根据研究结果，可用不含破乳剂的水冲洗脱水原油，将原油中所含破乳剂冲洗到污水中，然后用气浮的方法将破乳剂萃取出来重新加以利用。在实际调查和理论研究的基础上，该局1989年在科图尔-捷别油田推广使用了一中可以回收破乳剂的热化学原油预处理流程。流程的工作原理如下：由加药装置添加破乳剂后的油水乳状液经泵送入加热炉，加热的乳状液进入沉降罐，从沉降罐中排出的含破乳剂的污水进入压力气浮装置，预脱水后的原油在进入沉降罐深度脱水之前，有专门的管线添加新鲜水（淡水）冲洗原油中的破乳剂，含破乳剂的污水汇入污水管线流入压力气浮装置，气浮装置中萃取出的破乳剂（含水部分）重新送入加药装置，净化后的污水排入注水系统。整个萃取污水中和原油中破乳剂浓缩物的过程在这样一个封闭循环进行。该油田使用以上流程后，在保证原油预处理质量同时，大幅度地减少了破乳剂的投加剂量；提高了破乳剂的利用率；降低了原油处理的费用。为提高原油破乳处理的效率，脱除地层水并实现原有深度脱水，鞑靼石油科学研究所与全苏石油热采工艺研究所和卡腊然巴斯石油热采经济联合体的专家们共同研制并推广使用了一种新工艺流程，解决了卡腊然巴斯油田的高粘原油的预脱水、原有深度处理和除砂问题。国内胜利油田高含水期集输系统配套工艺技术的主要攻关目标是：通过采用高效油气水砂思想分离装置，在进站不加热的条件下达到分离后原油含水≤20%，污水含油500mg/L；应用高含水原油预分离水旋流器进行不加热预分离，处理后原油含水率＞80%，污水含油＜1000mg/L。达到降低高含水原油加热费用，节约能耗，提高效率的目的。采用污水除油水力旋流对含油污水常温除油，简化污水除油工艺，提高除油效率。旋流器进口污水含油＜1000mg/L时，出口污水含油＜50mg/L。采用旋液环流式高含水原油除砂期对高含水原油进行除砂，除砂率在80%以上。研制油井两相分离变压控制计量装置，对现用的玻璃管量油分离器进行改造，提高精度和自动化水平。改造后，在采出液含水90%条件下，计量精度为：油±10%，水±5%，气±10%。结合油田采出水处理后回注地层，处理后水质要求高的特点，水处理采用一级除油，二级过滤的工艺技术，采用了改性纤维球过滤器、重力式粗粒化斜管除油、衬塑铝合金复合管道和玻璃钢管道等新工艺、新设备、新材料，同时在各阶段投加缓蚀剂、混凝剂和杀菌剂等药品。在污水处理系统中采用的改性纤维球过滤技术，主要以改性纤维球为滤料，利用改性纤维球亲油疏水、亲水疏油的双重性，以达到截污能力强、便于反冲洗的目的，与传统过滤器相比工作效率显著提高。药剂的投加和工艺设计紧密结合，充分保证药剂反应所需的水力条件，在提高药剂效果的同时减少了投药量。使杀菌、絮凝、助凝、缓蚀及阻垢等药剂的投加更加合理有效。处理后污水均用作注水用水。出水水质标准按《长庆油田污水回注指标控制标准（修订）》渗透率为≤0.01μm2的Ⅱ类标准控制。污水处理及回注工艺的成功应用，既解决了污水出路，保护了环境，又节省了水资源，使得油田生产废水得到有效利用，取得了较好的经济效益和社会效益。3.评述与展望采用科学新技术、借鉴其他各油田成功经验,今后集输技术主要向以下方向发展:原油集输处理系统工艺简化、流程缩短、能耗低的方向发展。随着高效三相分离器的成功应用,取消电脱水器不仅成为可能,而且在部分联合站已经实现,今后推进工艺流程简化、缩短,从而降低集输处理能耗是油田在高含水期面临且必须解决的问题之一。防腐技术、除防垢技术及管线泄漏报警定位的技术应用将被大力推广。随着高含水期的到来,管线腐蚀结垢问题将是困扰和制约油田今后发展的重要因素之一,防腐技术、除防垢技术、管线泄漏报警定位是今后面临的重要技术课题。地面水驱及聚合物驱两套系统将向着“有分有合、分合结合”的方向发展。随着三次采油技术的应用,如何解决随之而来的集输处理问题也是今后面临的重要技术课题。集输处理系统将向着数值模拟化及自动化方向发展。为了提高油田生产管理和运行管理效率,降低管理成本,提高管理水平,数字化、自动化油田建设是油田今后的发展方向。目前，国内油田的联合站、实验站、外输油(气)站都安装了PLC(DCS)控制系统及仪表盘，这些控制系统和仪表盘在站内参数监视、流程控制方面的作用已经是人工无法替代的。联合站是对各转油站来液进行集中处理的地方，它主要包括含水原油自然沉降系统(一段脱水)；电脱水系统(二段脱水)；污水处理系统；成品油外输系统；污水回注系统；而联合站中最重要的就是原油集输系统，包括含水原油自然沉降系统(一段脱水)，电脱水系统(二段脱水)，实现联合站脱水系统的良好控制，对于保证联合站平稳运行，确保生产安全与输出油品质量，具有十分重要的意义。联合站计算机控制系统，大都采用的是单回路给定点的PID控制算法PID控制是最早发展起来的控制策略之一，按偏差的比例积分和微分进行控制的调节器称为PID控制器，它是连续系统中技术成熟，应用最广泛的一种调节器但是在实际的工业生产过程中，往往具有非线性，时变不确定性，难以建立精确数字模型，应用常规PID控制器不能达到理想的控制效果。因此，利用神经网络的自学习能力和逼近任意函数的能力，把神经网络与传统的PID控制有机结合寻找一个最佳的PID非线性组合控制规律，将在一定程度上解决传统PID调节器不易在线实时整定参数，难于对一些复杂过程和参数慢时变系统进行有效控制的不足，从而提高控制器对系统与环境的适应能力和控制效果。在采油厂联合站中，各种仪器设备都要处于全年时时刻刻运行的工作状况，而原油生产的油井油站相对分散，但是如果这些仪器设备的原始数据完全由人工来采集，需要投入大量的人力物力，其精度保证率很低，人为因素很多。所以，如何改进和提高原油自动计量、数据自动分析、实时监控，是摆在油田企业急需攻关解决的首要课题。原油计量准确与否，关系到各区块地质开采方案的计算和编制；关系到原油产量的上产；关系到采收率的真实度；关系到勘探开发的部署；关系到企业的效益。因此充分利用网络通讯技术、工业控制、电子技术，革新传统手工操作、分散计量和统计报表的旧生产工艺，从而达到提高原油计量高精度的远程集中化科学管理和实时在线监控；实现流程操作全自动化；根据监控中心提示及时地采取相应的措施，保证生产顺利进行；存储设备运行参数以便分析生产状况，统筹规划。国内油田联合站是原有生产过程中最重要的环节之一，它是集集输、污水处理、注水等多个系统为一体的综合性生产过程。其中集输系统是进行原油脱水、实现油水分离的重要环节，直接关系到成品原油的质量及污水回注的质量，关系到联合站的节能降耗；也决定着联合站生产过程的安全平稳运行及原油生产的平稳运行、保证外输净化油含水、节省能源、减轻工人的劳动强度，具有一定的经济效益和社会效益。油气集输系统在国民经济中起着重要作用。由于各油田乃至各区所处的环境不同，油藏性质、开发方案、工艺条件、油气井产品构成、油气性质等千差万别油气集输系统必须在各种生产情况变化的条件下，安全经济地产出合格产品。油气集输系统不仅在石油工业内部是联系产、运、销的纽带，在全国以至国际范围内，夜视能源保障系统得重要一环。石油和天然气是世界各国经济发展和任命生活中不可缺少的重要能源，但全球油气资源的分布却很不均衡，以天然气为例，世界艺坛绵亘的生与储量中，俄罗斯占34%，且高度集中在西西伯利亚的远东地区的巨型气田中。人口占世界不到5%的中东地区占有32%的储量，而人口占世界近60%的亚洲，只有约9%的探明储量。我国的分布不均情况也和世界类同，新疆塔里木盆地的资源量占全国的23