油气田地面工程.ppt

油气田地面工程石油大学（北京）储运工程系目录目录一、概述 二、原油集输系统 三、油气分离与计量 四、原油与天然气净化 五、原油稳定及轻烃回收 六、油田集气系统 七、注水系统一、概论4油气田开发方案与油气田地面工程4油气田地面工程的任务及组成4油气田地面工程设计及建设的特点一、概论（1）区块开发设计方案，开发方式、规模、开采速度、井网布置、单井配产、采油方式、机型选择、稳产年限和开发规划预测另外，气象资料、水文地质和原油物性资料等地面工程就是根据上述条件建设的生产设施 （2）任务：利用上述生产设施按计划进行生产作业，生产合格的原油和天然气组成：原油集输系统、集气系统、注水系统污水系统、输配电系统等 （3）设计：总体室作规划，选择流程、确定各级井站的隶属关系工艺室根据规划室的资料进行详细的施工图设计特点：区域广阔、设施分散、系统多一、概论油气集输就是将分散于各井中的原油及天然 气进行收集和运输在石油生产过程中，油气 集输是继油藏勘探、油田开发、采油工程之后 的重要生产阶段油、气井的产物主要是原油 、天然气、水和某些杂质的混合物原油和天 然气是油矿的主要产品，在它们被外输销售之 前还必须经过净化处理使之符合质量标准。

在油田，从井口采油到原油和天然气外输 之间所有的石油生产过程均属油气集输工作范 畴二、原油集输系统工作内容和范畴工作内容和范畴油气集输工艺（油气集输工艺（1 1））油气集输将分散于各矿井的原油及 天然气收集、处理及运输 的生产过程1、油气收集与计量2、油气的分离与净化主要生产环节矿井与石油地面 生产设施的总合油气集输系统油气集输工艺（油气集输工艺（2 2））油气集输工作过程油气集输工作过程1 1、根据油气田开发方案规划设计油气集输、根据油气田开发方案规划设计油气集输 系统，主要内容有：确定集输流程、集输系统，主要内容有：确定集输流程、集输 管网布局、各类站址选择、设备选型等；管网布局、各类站址选择、设备选型等； 2 2、集输系统的工艺设计，包括计量、分离、集输系统的工艺设计，包括计量、分离 、净化、稳定等装置的流程、施工图和生、净化、稳定等装置的流程、施工图和生 产工艺过程的设计；产工艺过程的设计； 3 3、对油气集输系统各种设施的日常运行管、对油气集输系统各种设施的日常运行管 理和维护理和维护具体工作具体工作油气集输工艺（油气集输工艺（3 3））油气集输流程的基本内容：油气集输流程的基本内容：1、建设规模 2、能量利用（回压） 3、分散、集中、密闭（压力罐，抽气） 4、计量和自动化（LACT、SCADA） 5、典型流程油气集输工艺（油气集输工艺（4 4））分散与集中分散与集中油气集输工艺（油气集输工艺（4 4、、1 1））压力罐密闭流程压力罐密闭流程油气集输工艺（油气集输工艺（5 5））单单 管管 流流 程程油气集输工艺（油气集输工艺（6 6））双双 管管 流流 程程油气集输工艺（油气集输工艺（7 7））• • 单管流程单管流程 加热，不加热，掺稀油 • • 双管流程双管流程 掺活性水，掺热油（液） • • 三管流程三管流程 蒸汽伴随 • • 站外管网站外管网 1、射状管网，2、支状管网， 3、环状管网 • • 管理模式管理模式 1、二级管理（大二级，小二 级），2、三级管理，3、一级半管理• • 管网优化管网优化 （管网的形式与布局（管网的形式与布局 ））油气集输工艺（油气集输工艺（8 8））射射 状状 管管 网网三级管理二级管理油气集输工艺（油气集输工艺（9 9））支支 状状 管管 网网油气集输工艺（油气集输工艺（1010））一级半流程一级半流程油气集输系统油气集输系统优化问题优化问题规模优化布局优化运行优化沙漠油田沙漠油田油气集输工艺（油气集输工艺（1111））高效油气集输技术：高效油气集输技术： 1、单管，井口加药降粘 2、管线保温、投球清蜡 3、双管掺活性水4、简化流程，一级、一级半流程 5、提高回压（回压/油压，大庆：0.4～0.5胜利：0.6） 新规范，自喷井1.0MPa，抽油机井1.5MPa。

油气集输工艺（油气集输工艺（1212））三、油气分离与计量油气分离油气分离分离目的分离目的分离方法分离方法分离机理分离机理分离设备分离设备分离作业分离作业油气分离与计量（油气分离与计量（1 1））从井口采油树出来的石油主要是烃类从井口采油树出来的石油主要是烃类混合物天然气是低碳烃组分，在常混合物天然气是低碳烃组分，在常温、常压下呈气态；原油是由分子量温、常压下呈气态；原油是由分子量较大的高碳烃组成，在常温、常压下较大的高碳烃组成，在常温、常压下呈液态，在油藏的高温、高压条件下天然气溶解在原呈液态，在油藏的高温、高压条件下天然气溶解在原 油中当石油从地下沿井筒向上流动和沿集输管道流油中当石油从地下沿井筒向上流动和沿集输管道流 动的过程中，随着压力的降低，溶解在在液相中的气动的过程中，随着压力的降低，溶解在在液相中的气 体不断析出，形成了气液混合物为了满足产品计量体不断析出，形成了气液混合物为了满足产品计量 、处理、储存、运输和使用的需要必须将它们分开，、处理、储存、运输和使用的需要必须将它们分开， 这就是这就是————分离目的分离目的油气分离与计量（油气分离与计量（2 2））• • 烃系相特征烃系相特征一元体系与多元体系一元体系与多元体系（过冷、反凝析、反汽化）（过冷、反凝析、反汽化）相平衡与平衡常数相平衡与平衡常数 K K平衡影响因素平衡影响因素 P P、、T T • • 分子撞击与能量转换分子撞击与能量转换 • • 平衡分离与机械分离，效果评价平衡分离与机械分离，效果评价分离机理分离机理油气分离与计量（油气分离与计量（3 3））分离方法分离方法一次分离连续分离多级分离分离级数与压力油气分离与计量（油气分离与计量（4 4））分离设备分离设备卧式分离器卧式分离器油气分离与计量（油气分离与计量（5 5））分离设备分离设备立式分离器立式分离器油气分离与计量（油气分离与计量（6 6））三三 级级 分分 离离 流流 程程油气分离与计量（油气分离与计量（7 7））分离作业分离作业压力控制压力控制液位控制液位控制时间控制时间控制新式分离器新式分离器双筒式双筒式离心式离心式倾斜式倾斜式预分气管式预分气管式油气分离与计量（油气分离与计量（8 8））高效油气处理技术：高效油气处理技术：1 1、中高压集输，多级分离、中高压集输，多级分离2 2、选用高效分离器、选用高效分离器3 3、常（低）温沉降脱水、常（低）温沉降脱水4 4、一热多用、一热多用5 5、污水回掺、污水回掺油气计量油气计量计量目的计量目的计量方式计量方式计量作业计量作业三、油气分离与计量油气分离与计量（油气分离与计量（9 9））计量目的计量目的单井计量：生产统计、油井状态监测，预测油井的生产能力和寿命。

转油站、脱水站进油计量：生产单位间的产量统计交油计量：贸易结算 油气分离与计量（油气分离与计量（1010））计量方式计量方式单井计量、单井分离 这种情况是指计量和分离作业都在井场上进行分离后气液分别进入各自的管线，见图1—2此种流程最为分散 集中计量、集中分离 这是将几口井的产物集中到计量站上利用阀组轮流计量、分离或在计量站上计量后再送到分离站上分离，见图1—3这种流程集中程度最高单井计量、集中分离 计量作业在井场上进行，然后将气液混输至集中分离站这种流程的分散程度居前两者之间油气分离与计量（油气分离与计量（1111））油气分离与计量（油气分离与计量（1212））油气分离与计量（油气分离与计量（1313））计量作业计量作业单井计量：连续作业多井计量：轮换作业自动化计量装置：LACT系统（SCADA系统）新式计量仪表：超声波、伽玛射线、差压、电容、电导等 四、原油与天然气净化原油乳化液原油乳化液天然气净化天然气净化天然气脱硫天然气脱硫原油脱水原油脱水天然气脱水天然气脱水原油净化原油净化原油与天然气净化（原油与天然气净化（1 1））原油乳化液原油乳化液• 原油含水形式：游离水、乳化水原油含水形式：游离水、乳化水• • 乳状液：两种（或更多）不相溶液体的混合物乳状液：两种（或更多）不相溶液体的混合物• • 乳状液类型：乳状液类型：O/WO/W、、W/OW/O、、O/W/OO/W/O、、W/O/WW/O/W• • 乳化液性质：分散度，粘度乳化液性质：分散度，粘度原油脱水原油脱水• • 化学破乳：化学破乳：“ “井口加药、管内破乳井口加药、管内破乳” ”• • 重力沉降：适当加热，初级脱水（脱出游离水重力沉降：适当加热，初级脱水（脱出游离水 ））• • 电脱水：偶极聚结、震荡聚结、电泳聚结电脱水：偶极聚结、震荡聚结、电泳聚结深度脱水（脱出乳化水）深度脱水（脱出乳化水）原油与天然气净化（原油与天然气净化（2 2））原油脱水原油脱水原油与天然气净化（原油与天然气净化（3 3））天然气脱水天然气脱水• • 溶剂吸收法：三干醇吸收法溶剂吸收法：三干醇吸收法• • 固体吸附法：固体表面的分子和吸附物之间普固体吸附法：固体表面的分子和吸附物之间普 遍存在范德华力（分子间的引力），吸附物能遍存在范德华力（分子间的引力），吸附物能 凝聚在吸附剂上。

气体与固体之间的范德华力凝聚在吸附剂上气体与固体之间的范德华力 较弱，而且气体分子动能大不易被吸附，液体较弱，而且气体分子动能大不易被吸附，液体 容易被吸附容易被吸附原油与天然气净化（原油与天然气净化（4 4））三干醇脱水流程三干醇脱水流程原油与天然气净化（原油与天然气净化（5 5））天然气脱硫天然气脱硫• • 化学吸收法：醇胺法（碱性溶液中和反应）化学吸收法：醇胺法（碱性溶液中和反应）• • 物理吸收法：多乙二醇醚法（物理吸收法：多乙二醇醚法（SelexolSelexol）、）、砜胺砜胺 法（法（SulfinolSulfinol））等• • 分子筛法分子筛法原油与天然气净化（原油与天然气净化（6 6））原油与天然气净化（原油与天然气净化（7 7））天然气脱硫天然气脱硫五、原油稳定及轻烃回收原理原理轻烃回收轻烃回收精琉法精琉法流程流程冷却法冷却法原油稳定原油稳定原油稳定与轻烃回收（原油稳定与轻烃回收（2 2））原油稳定的原油稳定的目目 的的原油是复杂烃类混合物，其中低碳烃（C1 ～C4）在常温、常压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 组分，造成原油在储运过程中损失，并污染 环境。

脱出原油中的轻组分，降低原油的蒸 汽压，减少原油的蒸发损耗原油稳定与轻烃回收（原油稳定与轻烃回收（3 3））原油稳定的原油稳定的原原 理理利用原油中轻重组分挥发程度不同，从原油中分离 出C1～C4组分，从而达到降低原油蒸汽压的目的实现 的方法主要有闪蒸法和分馏法负压闪蒸适用于密度大的原油，因其轻组分少；轻组 分多的原油宜采用加热闪蒸，此时汽化量大，若采用负 压闪蒸会使压缩机功耗过高原油稳定与轻烃回收（原油稳定与轻烃回收（4 4））负压闪蒸流程原油稳定与轻烃回收（原油稳定与轻烃回收（5 5））加热闪蒸流程原油稳定与轻烃回收（原油稳定与轻烃回收（6 6））原油稳定与轻烃回收（原油稳定与轻烃回收（7 7））目目 的的轻烃回收的轻烃回收的在天然气中含有大量的C2～C7组分，在 油田称之为轻烃，它们是石油化工的宝贵原 料含有轻烃的天然气叫湿天然气，湿天然 气在管道输送过程中会析出液态烃，形成气 液两相的流动，给管道的运行管理带来困难 因此，需要把轻烃从天然气中分离出来原油稳定与轻烃回收（原油稳定与轻烃回收（8 8））工工 艺艺轻烃回收的轻烃回收的1、吸附法2、油吸收法3、冷凝分离法在以上几种方法中，冷凝分离法因其对原料气适应性强、投资低、效率高、操作方便等突出优点被 广泛采用，其它方法应用较少。

原油稳定与轻烃回收（原。