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第一章1、油气田生产对集输系统的要求油气田生产是由开发、开采和油气集输等环节构成。油气集输是油气田生产中很重要的生产阶段，无论新油气田的开发建设，还是已开发油气田的调整改造，油气集输必须适应油气田生产全局的需要。1、满足油田开发和开采的要求根据油藏类型、储层岩石物理性质、油藏流体物理性质、地质储量和可采储量、驱动能力和驱动方式等特点，由地质和油藏工程师提出合理的开发设计，由采油工程师制定开发方案，确定相应的采油措施，由此确定相应的集输系统（生产规模、工艺流程、总体布局）以及相应的工程内容，从而保证采输协调、生产平稳，促进油田的开发和开采。油田生产的特点是连续的、又是不均衡的，主要原因在于：a.油井数量增加，含水量上升，产液量增加；b.自喷井间歇自喷或改抽；c.个别抽油井改为注水井；d.生产层系调整，油品物性发生变化。2、集输系统能够反映油田开发和开采的动态油田开发和开采的变化，反映到地面集输系统中就是：油、气、水产量、出砂量、气油比、气液比、井的油压和回压、井流温度、压力等参数的变化。油气田开发和开采这一动态变化的生产特点，要求油气集输系统的工程设施随之作出相应的调整，要考虑能以地面设施的少量变化去适用油田开发不同时期、不同阶段的要求。同时利用这些基础信息，使油藏工作者能加深对油藏的认识，适时调整油田开发设计和各油井的生产制度。3、节约能源、防止污染、保护环境油气田是能源的生产基地，也是一个能耗大户（需要消耗大量电力），所以应考虑节能的方法。a.充分利用自喷井、抽油井的能量，减少转油环节，在有条件的油田提高第一级的分离压力，减少动力消耗；b.流程密闭，降低损耗；c.充分收集和利用油气资源，生产稳定原油、干气、液化石油气、天然汽油等产品，减少油田生产的自耗气量；d.采用先进高效的处理设备，如高效分水设备、高效注水泵等。4、集输系统应安全可靠，并有一定的灵活性集输系统的生产运行是连续的，无论哪一个环节发生故障都会或多或少地对全局生产产生影响；另外，油田地域大，点多、面广、线长，抢修困难，要求集输系统简单、可靠、安全。一旦发生异常情况，要有调整的余地。5、与辅助系统协调一致，并有经济性集输系统要满足提高经济效益的原则，具有经济性。满足国家标准或有关规定，并且与供排水、供电、道路、通讯、土建等密切配合，协调一致,对于海上油气田生产设施，还要考虑与陆上油气田的区别，主要考虑海上设施远离陆地、海上运输困难等因素，需要设置相应的生产辅助系统（安全系统，中央控制系统，发电/配电系统，仪表风系统，柴油、海水和淡水系统，供热系统，空调与通风系统，起重设备，生活住房系统，排放系统，放空系统，通信系统，化学药剂系统）。2、海上油气集输系统的模式有哪些？各有何特点。全海式集输系统将油气的集中、处理、储存和外输工作全部放在海上的油气集输系统，称为全海式集输系统。可以是固定式，也可以是浮动式；井口生产系统可以在水上，也可以在水下。这种集输生产系统既适合小油田、边际油田，也适合大油田；既适合油田的常规开发，也适合油田的早期开发。半海半陆式集输系统油井开采出来的油气在海上经过分离初处理后，再将原油加压管输上岸处理、储存及外输。一般适用于离岸不远、油田面积大、产量高、海底适合铺设管线以及陆上有可利用的油气生产基地或输油码头条件的油田全陆式集输系统,油井的产出物靠油井的压力经出油管线上岸集油、分离、计量、处理、储存及外输。这种把全部的集输设施放在陆上的生产系统叫全陆式集输系统。一般适用于浅水、离岸近、油层压力高的油田第二章3、原油按关键馏分可分为哪几种类型关键馏分分类方法该方法是美国矿物局提出的原油分类方法。它是以原油中特定的轻重两个馏分的API度为指标，对原油进行分类。由于每种原油的轻重组分不一定同属一类，所里理论上可排列组合出9类原油，即石蜡基、中间基、环烷基、石蜡-中间基、中间-石蜡基、中间-环烷基、环烷-中间基、石蜡-环烷基以及环烷-石蜡基。但实际上未曾发现石蜡-环烷基以及环烷-石蜡基类的原油。因此，按此分类方法实际上只有7种基属的原油。当前，这个方法运用比较广泛。4、倾点凝点倾点：在规定试验仪器和试验条件下，试管内油品在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。5、原油比热熔与温度的关系在原油析蜡温度以上时tc3151039.3687.11在原油析蜡温度以下时122~4.18681e~04.18681entmtttcAtcBABmn温度范围，温度范围，、是比热容常数，、是比热容指数，不同原油可根据比热容与温度的实测关系曲线回归。四种原油的c一t曲线极其相似。温度高于析蜡温度t1时，石蜡全部溶于原油内，比热容随温度的升高而缓慢上升；最大比热容对应的温度为t2，在t1～t2范围内随油温下降比热容急剧上升。在t2～0℃范围内，比热容随原油温度下降而减小。6、原油导热系数导热系数是原油加热输送工艺计算的一个重要物性参数。定义为在单位温度梯度作用下，单位时间内通过与温度梯度相垂直的单位面积所传导的热量。常用λ表示，国际单位为W/(m.℃)影响原油导热系数大小的因素有原油种类和所处的温度。原油密度越大，导热系数越小；原油温度越高，导热系数越小。7、气液相平衡状态在一定温度、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，直至各相的性质(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。气液相平衡时，气液两相的组成通常互异，常利用这种平衡组成的差异实施各种分离过程。油气分离即为相平衡分离的例子，油气混合物进入分离器内并停留一段时间，使挥发性强的轻组分与挥发性弱的重组分分别呈气态和液态流出分离器，实施轻、重烃类组分的分离。油气田井流是一种由成百上千种纯化合物组成的极其复杂的烃类和非烃类的混合物。因此，要了解油气混合物体系的相平衡，必须了解烃系的相特性。8、一元物系的相特性（p-t图）及特点P-t图上有升华曲线1-2，蒸气压曲线2-C和熔解曲线2-3，将图面分成5个区域，即：固相区、液相区、蒸气区、气体区和密相流体区。三相点2至临界点C之间为纯烃的蒸气压曲线，在曲线左上方的p-t条件下物系内为液相，右下方为蒸气相，只有压力和温度条件处于蒸气压曲线上的任一点时，物系内才存在气液两相。9、1-2一升华曲线；2-c一蒸气压曲线；2-3一熔解曲线。一元体系的相特性主要有以下特点：1）纯烃的饱和蒸气压仅仅是温度的单值函数，压力愈高，其饱和蒸气压愈大。2）纯烃气体温度愈高，愈不容易液化。3）临界压力和临界温度是气液两相共存的最高压力和最高温度。8、二元物系的相特性与一元物系的相特性有何不同对于一元物系，温度超过临界温度时，气体不能被液化；压力高于临界压力时，物系内不可能有平衡的气液两相。但对二元物系，当物系温度高于临界温度或压力高于临界压力时，只要物系的状态处于包线范围内，物系内就存在平衡的气液两相。二元体系的相特性主要有以下特点：由P－T图可以看出，相特性与二元体系的组成有关，重组分越多，特性曲线向右偏移。饱和蒸气压不再是温度的单值函数，在某一温度下，气液处于平衡状态时的压力有一个范围，其大小和汽化率有关，汽化率愈小，饱和蒸气压愈大。二元体系的临界温度在构成二元体系的组分临界温度之间，临界压力多数情况下高于纯组分的临界压力。临界冷凝温度、临界冷凝压力是气液两相能平衡共存的最高温度和最高压力，在二元体系中临界温度和临界压力不再是气液能平衡共存的最高温度和最高压力。二元体系内，温度高于轻组分临界温度时，仍能使轻组分部分或全部液化。临界点附近存在反常区，有反常冷凝和反常汽化现象。9、等温反常冷凝10、等温反常汽化对二元和多元物系p-t曲线：在等温条件下，由于压力降低，反常地发生液化的现象称为等温反常冷凝。如上述过程反向进行，等温升压，物系内的混合物气体开始出现正常的冷凝，进一步升高压力，液相反而减少，直至全部变成饱和蒸气，这称为等温反常汽化。11、平衡常数K称为平衡常数。它表示在一定条件下，气液两相平衡时，物系中组分i在气相与液相中浓度之比。平衡常数K可作为组分挥发性强弱的衡量标准。12、泡点、露点泡点：一定组成的液体，在恒压下加热的过程中，出现第一个气泡时的温度，也就是一定组成的液体在一定压力下与蒸气达到汽液平衡时的温度。露点是在恒压条件下冷却气体混合物，当气体混合物开始冷凝出现第一个液滴时的温度。13、油气平衡分离方式分为哪几种类型，各有何特点油气分离方式包括两方面的内容：1、平衡分离：组成一定的气液混合物，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，这种现象称为平衡分离。平衡分离是一个自发过程，实际上就是相平衡。2、机械分离：把平衡分离所得的气和液分开，用不同的管线分别输送，称为机械分离。油气平衡分离方式分为一次分离、连续分离和多级分离14、多级分离的优点①多级分离所得到的原油收率高、密度小三级分离与一级分离相比，每吨石油可多得储罐原油79.3kg，其中C5+以上组分为70.9kg，占89.4%；原油密度由一级分离的0.89t/m3降为三级分离的0.882他/m3。惠特列实验：27℃下，分离级数由2级提高到4级，原油收率增加3.16-22%，平均增加8%。②多级分离得到的天然气量少，重组分在气体中的比例小三级分离时，每吨石油所得气体的质量为89.69kg，C5+组分的质量为10.2kg，占11.4%；而一级分离分别为169.03kg、81.19kg、48%。油气分离所得天然气中有一部分将作为矿场集输的燃料。当采用一级分离时，将有大量的汽油组分被烧掉，使油田产品贬值。另外，含重组分较多的天然气在管输时容易产生凝析液堵塞管路。③多级分离所得储罐原油中C1含量少，蒸汽压低，蒸发损耗少三级分离所得原油中C1的质量分数为0.0046%，而一级分离为0.016%，一级分离大约是三级分离的3.5倍。多级分离得到的蒸汽压低，储存时蒸发损耗少，把多级分离作为原油稳定的一种措施。4,多级分离能充分利用地层能量，减少输送成本采用多级分离时，第一级分离器能分离出气体总量的大部分（占67%），这些气体具有较高的压力，可直接依靠地层能量输送，减少增压输气成本。三级分离第一级分离出的气体中含水量（3g/m3）远小于一级分离中气体的含水量（90g/m3），因而多级分离还能减少气体的脱水净化费用。15、为什么多级分离优于一次分离？在多元体系中，运动速度较高的轻组分分子，在分子运动过程中与速度低的重组分分子相撞击使轻组分分子失去了原来可以使其进入气相的能量留在液相中，而重组分分子获得能量进入气相。平衡体系压力较高时，分子的间距小，分子间吸引力大，分子需要具备较大的能量才能进入气相，能量低的重组分分子进入气相更困难，所以平衡体系内气相数量较少，重组分在气相中的浓度也较低。如果在较高的压力下把已分离成为气相的气体排出，减少了体系中具有较高能量的轻组分分子，即改变了体系的组成，则在压力进一步降低时就减少了重组分分子被轻组分分子的撞击、携带的机率。气体排出越及时，携带效应减少连续分离所得的液体量最多，一次平衡分离所得的液体量最小，多级分离居中。在多级分离中，级数越多，液体的收率越大，液体的密度越小。16、油气分离器功能有哪些油气分离器主要功能从气中除油：液态烃和气态烃的密度差异在油气分离器中完成分离作用。但在某些情况下，还需要使用油雾提取器，以在气体排出分离器之前从其中除去油雾。从油中除气：原油的物理和化学性质及其压力和温度条件决定原油溶解的气量。油气分离器从原油中分离出的气体体积取决于以下因素：原油的物理和化学性质、操作压力、操作温度、过流量、分离器大小及结构等从油中除水：在某些情况下，最好在油井流体流经压降段之前将水从其中分离和除掉。这样可以防止水在下游引起的困难，如造成腐蚀、形成水合物、形成难以分离为油和水的顽固乳化液等油气分离器次要功能保持分离器最佳压力：为使分离器完成主要功能，在分离器中必须保持一定的压力，使液体和气体分别排入其处理或收集系