油氣田地面工程

1、油氣田地面工程 石油大學(xué)（北京） 儲運工程系 一、概述 二、原油集輸系統(tǒng) 三、油氣分離與計量 四、原油與天然氣凈化 五、原油穩(wěn)定及輕烴回收 六、油田集氣系統(tǒng) 七、注水系統(tǒng) 一、概論 4油氣田開發(fā)方案與油氣田地面工程 4油氣田地面工程的任務(wù)及組成 4油氣田地面工程設(shè)計及建設(shè)的特點 一、概論 （1）區(qū)塊開發(fā)設(shè)計方案，開發(fā)方式、規(guī)模、 開采速度、井網(wǎng)布置、單井配產(chǎn)、采油方式、 機型選擇、穩(wěn)產(chǎn)年限和開發(fā)規(guī)劃預(yù)測。另外， 氣象資料、水文地質(zhì)和原油物性資料等。地 面工程就是根據(jù)上述條件建設(shè)的生產(chǎn)設(shè)施。 （2）任務(wù)：利用上述生產(chǎn)設(shè)施按計劃進行 生產(chǎn)作業(yè)，生產(chǎn)合格的原油和天然氣。 組成：原油集輸系統(tǒng)、集氣系統(tǒng)

2、、注水系統(tǒng) 污水系統(tǒng)、輸配電系統(tǒng)等。 （3）設(shè)計：總體室作規(guī)劃，選擇流程、確 定各級井站的隸屬關(guān)系。工藝室根據(jù)規(guī)劃室 的資料進行詳細的施工圖設(shè)計。 特點：區(qū)域廣闊、設(shè)施分散、系統(tǒng)多。 一、概論 油氣集輸就是將分散于各井中的原油及天然 氣進行收集和運輸。在石油生產(chǎn)過程中，油氣 集輸是繼油藏勘探、油田開發(fā)、采油工程之后 的重要生產(chǎn)階段。油、氣井的產(chǎn)物主要是原油、 天然氣、水和某些雜質(zhì)的混合物。原油和天然 氣是油礦的主要產(chǎn)品，在它們被外輸銷售之前 還必須經(jīng)過凈化處理使之符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。 在油田，從井口采油到原油和天然氣外輸 之間所有的石油生產(chǎn)過程均屬油氣集輸工作范 疇。 二、原油集輸系統(tǒng) 油氣集輸 將

3、分散于各礦井的原油及 天然氣收集、處理及運輸 的生產(chǎn)過程 1、油氣收集與計量 2、油氣的分離與凈化 主要生產(chǎn)環(huán)節(jié) 礦井與石油地面 生產(chǎn)設(shè)施的總合 油氣集輸系統(tǒng) 計 量油井氣液分離 氣 體 液 體 計 量 計 量 計 量 凈 化 凈 化 輕烴回收 原油穩(wěn)定 污水處理 外輸 外輸 外輸 1、建設(shè)規(guī)模、建設(shè)規(guī)模 2、能量利用（回壓）、能量利用（回壓） 3、分散、集中、密閉（壓力罐，抽氣）、分散、集中、密閉（壓力罐，抽氣） 4、計量和自動化（、計量和自動化（LACT、SCADA） 5、典型流程、典型流程 來自油井 分離器 集 油 管 集 氣 管 流量計 圖12 單井計量、分離流程 流量計 圖13 集中

4、計量、分離流程 分 離 器 集 油 管 集 氣 管 流量計 分 離 器 井 場 來 油 油氣分離器 沉降脫水器 電脫水器 緩沖罐 脫水泵 氣體處理 原油穩(wěn)定 污水處理 加熱爐 圖117 典型的脫水流程 圖14 單管流程 井 場 計量站 轉(zhuǎn)油站 去脫水站 分 離 器 分 離 器 緩沖罐 井 場 去脫水站 圖15 雙管流程 計量轉(zhuǎn)油站 分 離 器 分離緩沖罐 熱水爐 加熱，不加熱，摻稀油加熱，不加熱，摻稀油 摻活性水，摻熱油（液）摻活性水，摻熱油（液） 蒸汽伴隨蒸汽伴隨 1、射狀管網(wǎng)，、射狀管網(wǎng)，2、支狀管網(wǎng)，、支狀管網(wǎng)， 3、環(huán)狀管網(wǎng)、環(huán)狀管網(wǎng) 1、二級管理（大二級，小二、二級管理（大二級，小二

5、 級），級），2、三級管理，、三級管理，3、一級半管理、一級半管理 三級管理 二級管理 規(guī)模優(yōu)化 布局優(yōu)化 運行優(yōu)化 1、單管，井口加藥降粘、單管，井口加藥降粘 2、管線保溫、投球清蠟、管線保溫、投球清蠟 3、雙管摻活性水、雙管摻活性水 4、簡化流程，一級、一級半流程、簡化流程，一級、一級半流程 5、提高回壓（回壓、提高回壓（回壓/油壓，大慶：油壓，大慶：0.40.5 勝利：勝利：0.6） 新規(guī)范，自噴井新規(guī)范，自噴井1.0MPa，抽油機井，抽油機井1.5MPa。 三、油氣分離與計量 一次分離 連續(xù)分離 多級分離 分離級數(shù)與壓力 1 1 n n p p R 1 1 n pR 三、油氣分離與計量

6、 單井計量：生產(chǎn)統(tǒng)計、油井狀態(tài)監(jiān)測， 預(yù)測油井的生產(chǎn)能力和壽命。 轉(zhuǎn)油站、脫水站進油計量：生產(chǎn)單位間 的產(chǎn)量統(tǒng)計。 交油計量：貿(mào)易結(jié)算。 單井計量、單井分離 這種情況是指計量和 分離作業(yè)都在井場上進行。分離后氣液分別 進入各自的管線，見圖12。此種流程最為 分散。 集中計量、集中分離 這是將幾口井的產(chǎn)物 集中到計量站上利用閥組輪流計量、分離或 在計量站上計量后再送到分離站上分離，見 圖13。這種流程集中程度最高。 單井計量、集中分離 計量作業(yè)在井場上進 行，然后將氣液混輸至集中分離站。這種流 程的分散程度居前兩者之間。 來自油井 分離器 集 油 管 集 氣 管 流量計 圖1 2 單 井 計量、

7、分離流程 流量計 圖1 3 集 中 計量、分離流程 分 離 器 集 油 管 集 氣 管 流量計 分 離 器 井 場 來 油 單井計量：連續(xù)作業(yè)。 多井計量：輪換作業(yè)。 自動化計量裝置：LACT系統(tǒng)（SCADA系統(tǒng)）。 新式計量儀表：超聲波、伽瑪射線、差壓、 電容、電導(dǎo)等。 四、原油與天然氣凈化 油氣分離器 沉降脫水器 電脫水器 緩沖罐 脫水泵 氣體處理 原油穩(wěn)定 污水處理 加熱爐 圖1 1 7 典 型 的脫水流程 五、原油穩(wěn)定及輕烴回收 原油是復(fù)雜烴類混合物，其中低碳烴 （C1C4）在常溫、常壓下是氣體。這些輕 烴從原油中揮發(fā)出來時會帶走大量戊烷、己 烷等組分，造成原油在儲運過程中損失，并 污

8、染環(huán)境。脫出原油中的輕組分，降低原油 的蒸汽壓，減少原油的蒸發(fā)損耗。 利用原油中輕重組分揮發(fā)程度不同，從原油中分離 出C1C4組分，從而達到降低原油蒸汽壓的目的。實現(xiàn) 的方法主要有閃蒸法和分餾法。 負(fù)壓閃蒸適用于密度大的原油，因其輕組分少；輕組 分多的原油宜采用加熱閃蒸，此時汽化量大，若采用負(fù) 壓閃蒸會使壓縮機功耗過高。 負(fù)壓閃蒸流程負(fù)壓閃蒸流程 加熱閃蒸流程加熱閃蒸流程 在天然氣中含有大量的C2C7組分，在 油田稱之為輕烴，它們是石油化工的寶貴原 料。含有輕烴的天然氣叫濕天然氣，濕天然 氣在管道輸送過程中會析出液態(tài)烴，形成氣 液兩相的流動，給管道的運行管理帶來困難。 因此，需要把輕烴從天然氣

9、中分離出來。 1、吸附法、吸附法 2、油吸收法、油吸收法 3、冷凝分離法、冷凝分離法 在以上幾種方法中，冷凝分離法因其對原料氣適 應(yīng)性強、投資低、效率高、操作方便等突出優(yōu)點被 廣泛采用，其它方法應(yīng)用較少。 六、集氣系統(tǒng) 系統(tǒng)管網(wǎng)。一般多與油系統(tǒng)同溝敷設(shè)， 起點多在轉(zhuǎn)油站。氣體處理廠多建在聯(lián) 合站上，個別情況單獨建站。油田的氣 網(wǎng)分中壓氣網(wǎng)和低壓氣網(wǎng)和反輸氣網(wǎng)， 需要在規(guī)劃時考慮。 氣體的處理。凈化、輕烴回收。 單獨建站時可作為獨立系統(tǒng)考慮，多數(shù) 情況下與集油系統(tǒng)統(tǒng)籌考慮。 （1）反盜油是現(xiàn)階段的重點。盜油的信號 相對比較容易監(jiān)測到。 （2）我國的管道在技術(shù)上相對比較落后， 許多管道沒有泄漏監(jiān)測系統(tǒng)，增加泄漏監(jiān)測 系統(tǒng)受到SCADA系統(tǒng)的限制。 （3）我國地域廣闊、氣候復(fù)雜，原油物性 變化大，輸油管道的運行參數(shù)差異明顯，管 道上的輸油設(shè)備種類多，技術(shù)水平參差不齊。 通用的監(jiān)測系統(tǒng)不易推廣。 四、撿漏技術(shù)與中國國情 七、注水系統(tǒng) 大多數(shù)油田天然能量不足，油井自噴時 間短，產(chǎn)量下降快，采油速度低。采用注水 方式補充地層能量，保持油田產(chǎn)量。 （1）邊緣注水。注水井分布在油區(qū)的邊緣， 油井在邊緣的內(nèi)測。有分緣上注水、緣內(nèi)注 水和緣外注水。 （2）內(nèi)部切割注水。對大面積油田，利用 注水井排