油气集输流程

第二讲油气集输流程中级工培训绪论油气集输的研究对象油气集输的研究对象是油田内部原油及其伴生天然气的收集、加工处理和运输。油气集输在油田建设中的地位集输系统是油田建设中的主要生产设施，集输系统在油田生产中起着主导作用。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；分离成原油、伴生天然气和采出水；进行必要的净化、加工处理使之成为油田商品（原油、天然气、液化使油气）以及这些商品的储存和外输。同时油气集输系统还为油藏工程提供分析油藏动态的基础信息：各井油气水的产量、气油比（101.325kpa，20℃下，天然气与原油产量之比，m3/m3或m3/t）、气液比、井的油压（油管压力）和回压（井出油管线起点压力）、井流温度等参数及它们随生产延续各种参数的变化情况等。因此油气集输系统不但将油井生产的原料集中、加工成油田产品，而且还为不断加深对油藏的认识，适时调整油藏的开发设计方案、正确经济地开发油藏提供了科学依据。第一节油气集输系统的工作内容下图表示油气生产工艺系统的全部内容及其产品1.油井的产物，经集中并初步分离为油、气、水三种流体。含油污水经水处理后，由注水井回注到地层，保持地层能量2.原油经脱盐降低盐含量后，经行稳定或拔顶（从塔器顶部抽出轻质油蒸汽），稳定后的原油作为油田产品送往炼厂。3.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，使酸性天然气变成“甜”天然气。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。4.甜性的天然气需要进一步脱水，并和原油稳定单元来的拔顶气汇合，在凝液回收单元将气体内较重的烃类变成液体，称为天然气凝液回收（轻烃回收）。天然气凝液加工成液化石油气LPG（C3、C4烷烃）和稳定轻烃C5（天然汽油或轻质石脑油）。LPG作为油田产品外销，或提供给石油化工厂做原料。5.在凝液回收单元的不凝气，主要是C1和部分C2，经管道送往用户，或部分气体供给LNG厂。液化后的天然气，可供石油化工厂做原料，或再汽化为用户提供调峰天然气。由于油田所处的自然和社会环境不同，油藏类型。规模，原油与天然气组分和物理性质不同，因而各油田并非具备上述油气生产的全部工艺环节。比如，除个别特例外，我国所产原油含盐量很少，在矿场一般不进行脱盐，脱盐工作可以放在炼厂进行。又比如我国天然气脱酸气和脱水经常集中在一个厂区内，不必进行天然气两次脱水。尽管因各油田的具体情况不同，构成了不同的符合各油田情况和特色的油气集输系统，但各油田的集输系统也存在一定的共性：接受油井流出的原料，生产出油田产品。除个别特殊油田外均有与上图类同的主要工作内容，我国石油工作者将油气集输归纳为下图所示的流程框图。它将全面而且直观地给大家表示出油田所产出油气水的流向，各种加工处理环节和产品。1.油井计量：测出每口油井产物内原油、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进行处理。3.集气：将油田内部一级分离器分离出来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、天然气、采出水。必要时，还需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，使商品原油水含率小于规定的质量标准。6.原油稳定：脱出原油内易挥发的组分，使原油饱和蒸汽压等于或者低于商品原油规定的标准。稳定过程中产生的呈气态的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原油库中，以调节原油生成和销售间的不平衡。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，通过脱水，使气体在管线输送时不析出液状水。以满足商品天然气对水露点的要求；或用冷凝法回收凝液时不析出液态水。商品天然气对酸性气的含量也有严格规定，原料气内酸性气含量超过规定值时，需要脱除硫化氢、二氧化碳等酸性气体。9.天然气凝液回收：油田伴生气中含油较多的、容易液化的丙烷和比丙烷重的烃类，回收天然气中重烃组的分凝析液，可满足商品天然气对烃露点的要求。加工天然气凝液可获得各种轻烃产品（液化石油气、天然汽油），提高油田的经济效益。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、除机械杂质、除氧、杀菌等处理，使处理后的水质符合回注油层或国家外排水质标准。商品原油的质量指标1.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2.饱和蒸气压：储存温度(或60℃)下原油的饱和蒸气压不大于当地气压3.含盐量：不大于50g/m3商品天然气的质量指标1.露点最高输送压力下天然气的露点应低于输气管埋深处最低环境温度5℃；2.硫化氢含量：不大于20mg/m3；3.C5＋含量：不大于50g/m3；4.有机硫含量：(CS2)含量不大于250mg/m3。液化石油气的质量指标液化石油气的主要成分是C3和C4。1.组成要求：a.C1＋C2含量：不大于3％(摩尔百分数)b.C5＋含量：不大于2％(摩尔百分数)2.饱和蒸气压：38℃时的饱和蒸气压不大于15个大气压（绝对）－10℃时的饱和蒸气压大于3个大气压（绝对）3.体积含水量：不大于0.5％净化污水标准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。海上排放污水水质要求：渤海海域排放污水含油量小于30mg/L；南海海域为小于50mg/L。回注污水的水质要求：达到本油田规定的注水水质标准，包括悬浮物浓度大小、含油浓度及细菌含量。特别关注回注污水与地层配伍性。油田生产对集输系统的要求1.满足油田开发和开采的要求采输协调集输系统应考虑油田生产的特点油田生产的特点是连续却又不均衡，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，高产井变为低产井；c.个别抽油井改为注水井，油井生产一段时期后要停产修井；c.生产层系调整，油品组成和物性发生变化。2.集输系统能够反映油田开发和开采的动态油气在地层内运动的情况只能通过集输系统管网和设备测量所得的参数来反映。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、温度、压力等参数的变化。3.节约能源、防止污染、保护环境节约能源主要体现在以下几个方面：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、高效泵等。在油田生产过程中必然要产生三废：◆废液（含油污水、污油）；◆废渣（含油泥砂、污垢）；◆废气（加热设备排放气、特殊情况下的放空天然气）。集输系统应该具有消除三废污染、保护环境的工程措施。4.集输系统应安全可靠，并有一定的灵活性集输系统的是一个统一的整体，而且事故的抢修和抢救都比较困难。这就要求集输系统：一方面，设备应尽可能简单、安全可靠、不需要经常性的维修；另一方面，一旦发生异常情况，要有一定的调整能力。5.与辅助系统协调一致集输系统还有一些配套的辅助系统，一起构成油田地面总系统，互相联系、互相制约，应该统筹规划、协调一致，使油田地面系统总体最优。海上油气田生产辅助设施有别于陆上油田。除此之外，集输系统还应遵循一般工程项目应遵循的共同原则，如：经济效益；国家规定的各种规范，如：安全防火规范等。第二节油气集输流程油气集输流程是油、气在油田内部流向的总说明，即从生产油井井口起到外输、外运的矿场站库，油井产物经过若干个工艺环节，最后成为合格油、气产品全过程的总说明。各工艺环节的功能、主要技术指标和操作参数以及各工艺环节间的相互关系和连接管路的特点等，都要在集输流程中加以说明。油气收集流程----油井至联合站油气处理流程----联合站内流程油气输送流程----联合站至原油库流程设计的基本原则：“适用、可靠、经济、高效、注重环保”一、集油流程从油井到集中处理站的流程称为集油流程。集油是收集、计量油井产物的过程。国内外的集油流程大体分为三类。一类是产量特高的油井，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，这种流程经济性较差；第二类是计量站集油流程，每口油井有单独的出油管线把油井产物送往计量站，在计量站内轮流计量每口油井的油气产量，此后与其他油井产物汇合输往集中处理站，这种流程较为广泛；第三类为多井串联集油流程，若干口井共用一根出油管线，将井流送往集中处理站进行气液分离、原油脱水和稳定，由设在各井场上的计量分离器对油井产量进行连续计量，或用移动式计量装置对各井进行周期性计量。我国油田多采用第二类。集油流程的分类：1.按集油加热方式油井至计量站出油管线的加热方式有：不加热、在井场加热后井流进入出油管线、热伴随（热水、蒸汽）、掺输（掺热水、掺热油、掺蒸汽）等，相应将集油流程命名为不加热集油流程、井场加热流程、热水伴热流程、蒸汽伴热流程、掺热水集油流程、掺热油集油流程、掺蒸汽集油流程等。2.按集油管网形态集油管网形态分别有树枝状集油流程、辐射状集油流程、环状集油流程和多井串联集油流程等。3按通往油井的管线数量单管流程、双管流程、三管流程等4按集油系统的布站级数在油井井口到集中处理站之间有不同级数的站场，流程内只有集中处理站的称为一级布站，有计量站和集中处理站的称为二级布站，三级布站有计量站、接转站（为井流液相增压的站场）和集中处理站。一级半流程也称选井点流程，是在集中处理站之外，布置若干选井点，选井点仅设份井计量用的选井阀组，不设计量分离器和计量仪表。5按流程的密闭性有开式流程和密闭集油流程之分。在集中处理站进行原油稳定工艺前，原油通过常压储罐（立式固定顶储罐），这种流程称开式流程。因为常压储罐不能避免原油的工作损耗（大呼吸）、呼吸损耗（小呼吸）和闪蒸损耗，原油中大量易挥发组分将逸出大气。开式流程不仅污染环境还影响油田产品的数量和质量，故集油流程应采用密闭流程。（二）各集油流程的特点及适用条件1不加热流程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成气、液两相分别计量气、液流量后，再次混合与其他油井产物汇合流至集中处理站。2加热集油流程在井场设加热炉提高油井井流温度后，沿出油管线流入计量站。被计量油井井流先经加热后进入计量分离器，在计量分离器内分成气、液两相并在计量后重新汇合。不计量的油井井流在计量站管汇处混合后，经加热并和计量油井井流混合送往下游。3掺热水（热油）集油流程油气水三相分离器分出的油井采出水（或热油）在供热站加热、增压后通过单独的管线送至计量站，经计量站阀组分配、输送到各井井口。热水（油）由井口掺入油井出油管线。热水提高井流温度、降低液相粘度的同时也增加了出油管线的输量。从井口到计量站有两条管线，一条是出油管线，一条是热水（油）管线，属双管流程。4热水、蒸汽伴热集油流程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，通过热交换加热油井井流，达到安全集油的目的。5多井串联集油流程油井产物在井场加热、计量后进入共用的一字形出油管线，并经集油管线中部送至集中处理站。6环形集油流程环形集油流程属多井串联集油流程，具有这种流程的全部优缺点。为减少串联井相互干扰的缺点，控制环路长度为2.5-3km、串联油井数一般为4口。在环形管起点掺热水，改善井流的流动性。热水和井流一起返回站内分离缓冲罐，气液分离后，液相经增压送往集中处理站。气体由集气管线送往气体处理厂。7简易撬装集油流程有些油田的开发难度大、油井产量低、生产成本高，或处于边开