第一章油氣集輸流程(20211109162556)

1、第一章油氣集輸流程第一節(jié)集輸流程設(shè)計(jì)油氣集輸流程是油、氣在油田內(nèi)部流向的總說明，即從生產(chǎn)油井井口起直到外輸、外運(yùn)的 礦場站庫，油井產(chǎn)品經(jīng)過假設(shè)干工藝環(huán)節(jié)最后成為合格油、氣產(chǎn)品全過程的總說明。每個(gè)工藝環(huán) 節(jié)的功能和任務(wù)、技術(shù)要求和指標(biāo)、工作條件和生產(chǎn)參數(shù)、各工藝環(huán)節(jié)的相互關(guān)系，以及連結(jié) 它們的管路特點(diǎn)等，都要在集輸流程中給以明確的規(guī)定。顯然，集輸流程是每個(gè)工藝環(huán)節(jié)及其 連結(jié)管路的設(shè)計(jì)依據(jù)和原那么。在這個(gè)原那么指導(dǎo)下，各工藝環(huán)節(jié)內(nèi)部的油氣流向那么由這個(gè)工藝環(huán) 節(jié)的局部流程加以規(guī)定。設(shè)計(jì)油氣集輸流程，一般要收集、研究并綜合考慮以下幾個(gè)根本條件。第一，油氣集輸系統(tǒng)是構(gòu)成油田生產(chǎn)總系統(tǒng)的分系統(tǒng)，因而集輸

2、流程設(shè)計(jì)是以確定的油氣 儲(chǔ)量為根底，以油藏工程和采油工程的方案和措施為前提的。在集輸流程設(shè)計(jì)過程中應(yīng)充分收 集和分析勘探成果所提供的油藏面積、構(gòu)造類型、油藏性質(zhì)、油氣儲(chǔ)量、油氣物性等必要的基 礎(chǔ)資料，對(duì)于油藏工程和采油工程提出的開采設(shè)計(jì)和工藝措施，如井網(wǎng)設(shè)計(jì)、開發(fā)方式、井身 設(shè)計(jì)、開采特點(diǎn)、采油方式、穩(wěn)產(chǎn)年限等，以及油井含水變化、遞減規(guī)律、井下作業(yè)特點(diǎn)、井 內(nèi)液面變化規(guī)律、從油層到井口的壓力分布等，都應(yīng)該予以認(rèn)真考慮并且與之相適應(yīng)。這樣做 的目的是保證油田處在最正確的開發(fā)狀態(tài)和取得最好的開發(fā)效果；同時(shí)也是為了恰當(dāng)?shù)卮_定集輸 流程的建設(shè)規(guī)模和適應(yīng)能力，防止出現(xiàn)由于規(guī)模過小或過大而出現(xiàn)集輸?shù)孛嫦到y(tǒng)

3、連年不斷地?cái)U(kuò) 建或投資積壓浪費(fèi)的現(xiàn)象。正因?yàn)檫@樣，要按照一個(gè)油田總體設(shè)計(jì)的要求，把構(gòu)成油田生產(chǎn)的 油藏工程、鉆井工程、試油工程、測井工程、采油工程、油氣集輸工程和地面各系統(tǒng)配套工程, 看做是相互聯(lián)系、相互依賴、相互制約、相互作用的統(tǒng)一整體，既要保證它們各自的特殊要求, 更要強(qiáng)調(diào)它們之間的橫向關(guān)系，用系統(tǒng)工程的思想對(duì)每項(xiàng)工程的方案進(jìn)行綜合比選，從而產(chǎn)生 油田開發(fā)建設(shè)總體設(shè)計(jì)的最正確方案。第二，按照集輸流程配置集輸系統(tǒng)的地面工程，因而油田所處的地理位置、氣象條件、地 形地物、水文和工程地質(zhì)、地震烈度等自然條件，和油田所在地區(qū)的工業(yè)根底、農(nóng)林牧漁開展 狀況、動(dòng)力來源、交通運(yùn)輸、居民區(qū)及其配套設(shè)施布局

4、等社會(huì)條件，都將直接影響集輸流程設(shè) 計(jì)和工程布局。了解、研究并充分考慮這些自然條件和社會(huì)條件，揚(yáng)長避短，權(quán)衡利弊，對(duì)提 高集輸流程設(shè)計(jì)水平和使工程布局更加合理是十分重要的。第三，就油田地面工程而言，集輸系統(tǒng)中各項(xiàng)工程是集輸流程的工程保證和具體表達(dá)，而 集輸系統(tǒng)與地面其他系統(tǒng)之間又是主體工程和配套工程的關(guān)系。由此看來，集輸流程的設(shè)計(jì)帶 有總體設(shè)計(jì)的性質(zhì)，它對(duì)油田地面工程的布局有著舉足輕重的作用。從事集輸流程設(shè)計(jì)首先要 掌握本系統(tǒng)各工藝環(huán)節(jié)的根本特點(diǎn)、工藝要求和工藝過程，處理好集輸流程和各工藝環(huán)節(jié)局部 流程的相互關(guān)系；同時(shí)還要了解地面工程中其他配套系統(tǒng)的生產(chǎn)特點(diǎn)和布局的特殊要求，協(xié)調(diào) 好各專業(yè)之間

5、的配合關(guān)系。第四，要加強(qiáng)技術(shù)儲(chǔ)藏和技術(shù)情報(bào)信息的交流與消化吸收。注意技術(shù)資料的積累，特別是 收集、分析和研究國內(nèi)外同類型油田所選集輸流程的特點(diǎn)和開展過程，他們對(duì)每個(gè)工藝環(huán)節(jié)處 理的原那么，以及所選擇的工藝流程給油田生產(chǎn)帶來的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。借鑒他人的經(jīng)驗(yàn)， 積極穩(wěn)妥地引進(jìn)國內(nèi)外先進(jìn)的工藝技術(shù)，解決本油田當(dāng)前或?qū)⒁霈F(xiàn)的技術(shù)難題，無疑是一條 捷徑。針對(duì)本油田集輸流程中的特殊問題、普遍問題和長遠(yuǎn)問題，有必要列出專題，開展應(yīng)用 技術(shù)研究工作，同時(shí)要組織好這些專題的技術(shù)配套，使得這些問題解決之后整個(gè)集輸流程能夠 全面地提高到一個(gè)新的水平。第二節(jié) 集輸流程的根本內(nèi)容為了更好地進(jìn)行具體油田的集輸流程設(shè)

6、計(jì)，有必要把已有流程進(jìn)行概括，認(rèn)識(shí)其本質(zhì)和共 性，用以指導(dǎo)新油田流程的研究、設(shè)計(jì)。分析集輸作業(yè)各工藝環(huán)節(jié)，不外是油氣計(jì)量、油氣分 離、油氣凈化、油氣加壓等幾項(xiàng)。流程是這些工藝環(huán)節(jié)間的關(guān)系及其管路特點(diǎn)的說明，諸如規(guī) 模確實(shí)定、能量的使用、集輸流程的集中或分散程度、系統(tǒng)的密閉程度、管網(wǎng)情況等，這些都 是任何集輸流程都要遇到和需要解決的普遍問題。這些問題將在下面逐一討論。一、建設(shè)規(guī)模確實(shí)定設(shè)計(jì)集輸流程遇到的第一個(gè)問題是確定流程的建設(shè)規(guī)模。這是因?yàn)橐唤?jīng)確定了流程中的管 徑、容器、設(shè)備等，就只能在一定的產(chǎn)液量范圍內(nèi)工作，而油田開發(fā)和開采的特殊性決定了各 油田產(chǎn)液量上升速度差異很大。如果流程的一次規(guī)模定得

7、太大，將長期達(dá)不到設(shè)計(jì)能力，發(fā)揮 不了應(yīng)有的投資效益，甚至可能因熱力條件不夠而不能正常運(yùn)行；反之，如果一次規(guī)模定得太 小，而產(chǎn)液量上升速度又太快，流程的水力工況不能適應(yīng)生產(chǎn)要求，必然在短時(shí)間內(nèi)就要改建、擴(kuò)建，同樣給國家造成損失，給生產(chǎn)帶來影響。同時(shí)，流程中管道、容器、設(shè)備等都有一定的使用年限，在此期間它們有一個(gè)從新到舊直 至完全報(bào)廢的過程。確定流程的建設(shè)規(guī)模，要本著物盡其用、充分發(fā)揮投資效益的原那么，在固 定資產(chǎn)報(bào)廢之前的使用年限內(nèi)充分發(fā)揮它們的作用，超過這一年限后再進(jìn)行改建、擴(kuò)建去適應(yīng) 新的規(guī)模，這種做法才是經(jīng)濟(jì)的。我國規(guī)定油氣井和注水井折舊年限為 5年，油氣田地面建設(shè)的固定設(shè)施為15年，油

8、氣田儲(chǔ)運(yùn)設(shè)施為8年。由此看來，集輸系統(tǒng)中各項(xiàng)設(shè)施的適應(yīng)年 限按5 10年來考慮是做到了物盡其用的。綜合上面的分析，如果油田投產(chǎn)初期不含水，那么流程建設(shè)規(guī)模G可用下式計(jì)算：G=G01 -1 w式中Go 開發(fā)設(shè)計(jì)提出的產(chǎn)油量，噸/日；M開發(fā)設(shè)計(jì)提出的無水采油年限，年；-集輸設(shè)施的使用年限，年；W 開發(fā)設(shè)計(jì)提出的年平均含水率上升速度，/年；G 流程適應(yīng)的液量，噸/日。如果油田投產(chǎn)初期含水，那么流程建設(shè)規(guī)模G可用下式計(jì)算：G1-wB式中B油田投產(chǎn)時(shí)含水率，流程的建設(shè)規(guī)模確定以后，集輸流程的設(shè)計(jì)就可以進(jìn)入定量的設(shè)計(jì)計(jì)算和設(shè)備的設(shè)計(jì)選型 了。二、能量利用問題油井產(chǎn)物從井口流到油庫， 總要依靠某種形式的壓能

9、和熱能來完成，集輸中可以利用的能量有：地層剩余壓能和熱能、水力機(jī)械和加熱設(shè)備提供的能量、地形起伏造成的勢能能量。這里 著重研究壓能的利用問題。地層剩余壓能是自噴井把油氣混合物送到井口后還剩余的能量，這能量中的一局部可以用 于集輸系統(tǒng)。其合理利用問題將在后面專題討論。集輸采輸中可供利用的水力機(jī)械能量，有抽 油井的抽油機(jī)、潛油泵、地面泵和壓縮機(jī)提供的能量。當(dāng)自噴井和抽油井的可利用能量消耗殆 盡，就只能靠地面泵和壓縮機(jī)補(bǔ)充的能量把油氣轉(zhuǎn)輸?shù)侥康牡?。?dāng)油區(qū)地形有起伏時(shí)，如果各工藝環(huán)節(jié)的位置安排適當(dāng)，可以利用地形的勢能通過自流的 方式把原油轉(zhuǎn)送到目的地，象玉門油礦就比擬充分地利用了這局部能量。一自噴井剩

10、余壓及其應(yīng)用 油氣流向井底的量是和地層壓力與井底壓力之差成函數(shù)關(guān)系的。在開發(fā)的某一階段內(nèi)，地 層壓力可以認(rèn)為是不變的， 因此油井產(chǎn)量只是井底壓力的函數(shù)， 其關(guān)系如圖 11 中地層工作曲 線 1 所示。在一定時(shí)期內(nèi)它是一條固定的曲線。油氣從井底通過油管、油嘴和地面管線，最后進(jìn)入油罐。當(dāng)油罐為常壓罐，通過油管、油 嘴和地面管線的流量那么是井底壓力的函數(shù)，其關(guān)系如圖11中管線系統(tǒng)工作曲線 2，3 所示。改變油管、油嘴或集輸管路的直徑，都會(huì)改變管線系統(tǒng)工作曲線的形狀。圖11 中曲線 2， 3就是使用不同油嘴時(shí)的情況。從地層到地面油罐是一個(gè)統(tǒng)一的水力系統(tǒng)，所以地層工作曲線和管線系統(tǒng)工作曲線的交點(diǎn) 就是油

11、井的工作點(diǎn)，交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的流量是油井的實(shí)際產(chǎn)量，對(duì)應(yīng)的壓力是實(shí)際的井底壓力。為了獲得油田最大采收率，經(jīng)常要防止溶解氣驅(qū)采油，所以總要求井底流動(dòng)壓力保持在飽 和壓力以上。另一方面，為使油井能發(fā)揮最大的生產(chǎn)能力，井底壓力又不宜過高，一般總是保 持在飽和壓力附近。井底壓能消耗在以下幾個(gè)方面：首先是把油井產(chǎn)物舉升到井口采油樹，這局部壓能消耗在 井筒。油管直徑不變情況下，油井產(chǎn)量越大消耗越大；當(dāng)含水率上升或油管結(jié)蠟時(shí)，消耗也會(huì) 變大。表現(xiàn)在采油樹上的剩余壓力稱為油管壓力。其次是消耗在油嘴上，局部壓降在油嘴直徑 和流量一定情況下很難發(fā)生變化。油嘴直徑可以更換，用以調(diào)節(jié)產(chǎn)量從而調(diào)整井底壓力在飽和 壓力附近。這是

12、因?yàn)殡S著開采時(shí)間的延續(xù)，地層壓力逐漸下降，地層工作曲線發(fā)生變化，或者 隨含水上升，油管中液柱壓降變大，改變了管線系統(tǒng)工作曲線，這些都靠更換油嘴來調(diào)整。通 常把油嘴以后的剩余壓力稱作回壓，它是驅(qū)使油氣在集輸管路流動(dòng)的動(dòng)力。再次，回壓消耗在 井口油嘴以后的地面集輸管線上。這局部壓力降受外界影響較大，溫度變化，結(jié)蠟程度以及幾 口油井管線匯在一起流量發(fā)生波動(dòng)等，都會(huì)造成并口回壓的變化。最后是消耗在油罐的液面高 度上?？梢?，集輸系統(tǒng)充分利用地層能量的起點(diǎn)是井口回壓。如果由于某些原因使回壓過高而導(dǎo) 致油井產(chǎn)量下降，就應(yīng)當(dāng)更換適當(dāng)?shù)挠妥?，減少油嘴局部的壓力降；當(dāng)油管壓力相當(dāng)高，而回 壓相對(duì)值不十分大時(shí)，回壓

13、的波動(dòng)對(duì)產(chǎn)量的影響很小。一般認(rèn)為，油壓與回壓之比大于2 以上時(shí)，回壓的變化不會(huì)影響油井產(chǎn)量。由于種種原因，我國以往對(duì)自噴井的井口回壓控制較低， 嚴(yán)格限制在 0.4-0.6 兆帕 表壓。應(yīng)該注意，假設(shè)干油井并聯(lián)到同一管網(wǎng)中去，會(huì)互相影響到井口 壓，這對(duì)低壓、低產(chǎn)油井的生產(chǎn)干擾較大，要慎重對(duì)待。二抽油井剩余壓力及其應(yīng)用 開發(fā)自噴能力較低和不能自噴的油田，或者某些油田的生產(chǎn)逐漸進(jìn)入中、后期。抽油機(jī)的 應(yīng)用會(huì)愈來愈多。只要回壓的增高不致加劇井下泵的內(nèi)漏而影響其效率和檢修周期，抽油井的 產(chǎn)量根本上不受回壓的影響，而且回壓在一定范圍內(nèi)變化也不會(huì)大幅度地增加抽油機(jī)的電耗。 抽油井的這些特點(diǎn)為提高集輸系統(tǒng)的壓

14、力創(chuàng)造了條件。但抽油井的回壓也有一定的限度，回壓太高會(huì)使抽油機(jī)磨損、抽油桿密封局部憋漏，增加 維修工作量，也會(huì)降低井下泵效，增加電耗。提高集輸系統(tǒng)壓力，系統(tǒng)的閥門、管線和別離器 等壓力等級(jí)都要相應(yīng)提高， 增加了鋼材和投資的消耗。 所以我國目前控制抽油井回壓不高于 1.5 兆帕 表壓。國內(nèi)外大量的生產(chǎn)實(shí)踐說明，提高集輸系統(tǒng)壓力具有明顯的優(yōu)越性：可使伴生氣更多地溶解在原油中，減少氣量，降低原油粘度，進(jìn)而減少管線的水力損失和提高油氣別離效率，可采 用多級(jí)別離工藝，使原油和大局部伴生氣自壓輸送，增加別離后原油的穩(wěn)定程度并增加油、氣 的采收率；為不加熱輸送創(chuàng)造條件，可減少油田的自耗燃料。因此，合理確定集

15、輸系統(tǒng)的壓力 是一個(gè)復(fù)雜的技術(shù)經(jīng)濟(jì)問題，要根據(jù)油田開采方式、油氣物性和油氣預(yù)處理及輕烴回收的要求 等做出比擬才能確定。三、集輸流程的分散和集中程度 集輸流程的分散和集中程度主要表現(xiàn)在量油和別離兩個(gè)環(huán)節(jié)上。對(duì)每口油井單獨(dú)進(jìn)行油、 氣產(chǎn)量的計(jì)算，目的是為油藏工程和采油工程提供資料，以觀測油井的開發(fā)動(dòng)態(tài)和采油曲線對(duì) 比，判斷油井和地層的變化。除了間歇出油井需要專用計(jì)量別離器以外，輪流計(jì)量一般可以滿 足開發(fā)和開采的要求。油氣混合輸送還是分別輸送是以別離環(huán)節(jié)為分界點(diǎn)的，別離環(huán)節(jié)設(shè)在什 么位置根據(jù)集輸系統(tǒng)壓能大小而定。油井產(chǎn)物較早地分別輸送，一定的井口回壓可輸送較長的 距離，但集輸管網(wǎng)比擬復(fù)雜。油氣混合輸

16、送管網(wǎng)顯得簡單，但輸送距離相對(duì)變短。在自噴井口 系統(tǒng)中井口回壓可利用的程度有限，所以流程分散和集中問題更應(yīng)慎重對(duì)待。這里就這種系統(tǒng) 中的單井計(jì)量、單井別離，集中計(jì)量、集中別離和單井計(jì)量、集中別離的典型流程加以介紹。一單井計(jì)量、單井別離 這種情況是指每口油井都裝有量油、生產(chǎn)別離器，計(jì)量和別離工作都在井場上進(jìn)行。油氣 別離器兼做計(jì)量和別離使用。別離后，油、氣分別進(jìn)入集油管線和集氣管線，如圖 l-2 所示。別離器控制壓力主要取決于集輸管網(wǎng)的壓力和對(duì)油氣別離的質(zhì)量要求，靠氣體出口的壓力 控制閥控制。井場上的別離器可設(shè)一臺(tái)，也可以設(shè)兩臺(tái)，這取決于油井產(chǎn)油量、產(chǎn)氣量和允許 的最高回壓。采用二級(jí)別離時(shí)，更要

17、注意二級(jí)別離器的壓力比集油管壓力要高，否那么不僅排不 出油還可能使原油送入集氣管。二集中計(jì)量、集中別離 這種情況是指把一個(gè)區(qū)域中假設(shè)干油井的計(jì)量和別離工作集中在計(jì)量別離站進(jìn)行，由一臺(tái)生 產(chǎn)別離器承當(dāng)幾口井的生產(chǎn)別離工作，把幾口井的產(chǎn)物一并別離，并計(jì)量；另一臺(tái)專做單井計(jì) 量別離器用，各井輪流計(jì)量。別離以后的油、氣分別進(jìn)入站外的集油、集氣管線，如圖 1-3 所 示。在同一區(qū)域內(nèi)有壓力懸殊較大的油井時(shí)，可根據(jù)油井壓力把井分為兩組或幾組，進(jìn)行計(jì)量 和別離。油井產(chǎn)物在進(jìn)入計(jì)量別離站前，各井分別有一條混相輸送管線進(jìn)站；別離出站以后，所有 各井原油共用一條集油管，而天然氣那么根據(jù)情況，可以采用不同壓力系統(tǒng)的

18、兩條或三條 集氣管，也可以把氣相壓力均衡以后進(jìn)一條集氣管。油井分組別離，一方面是防止各不同壓力油井之間的干擾而影響低壓井的產(chǎn)量，同時(shí)也是 為了采油資料中要求有不同油層的產(chǎn)量記錄。同組的生產(chǎn)別離器和計(jì)量別離器的一級(jí)壓力一定要保持相等，否那么當(dāng)油井產(chǎn)物由生產(chǎn)別離 器改良計(jì)量別離器進(jìn)行計(jì)量時(shí)，由于兩者壓力不同，必然引起管路中壓力和輸量的突變，因而 計(jì)量就不可能準(zhǔn)確。在制定流程方案時(shí)，集中計(jì)量、集中別離流程也可能演變成另一種形式：即集中計(jì)量設(shè)在 集中計(jì)量站上進(jìn)行，計(jì)量站的位置設(shè)在距離兒口井適中的地方并兼顧其中的一口井的管理，這 樣從油井到計(jì)量站的距離較短，混相輸送管線的熱力工況較好，也便于對(duì)所轄油井的

19、管理，站 內(nèi)設(shè)一臺(tái)或兩臺(tái)別離器做單井和多井的計(jì)量用。計(jì)量以后的油氣仍混相輸送到集中別離站，在 別離站上集中別離。這樣做的好處是流程管線比擬簡單，不同性質(zhì)的崗位分工明確，但混相輸 送的管線長，壓降大，從而使井口回壓升高，因此是否選用這種方案要根據(jù)客觀條件的允許程度，予以綜合考慮。三單井計(jì)量、集中別離這種情況是指計(jì)量工作在各井井場上進(jìn)行，別離工作集中到別離站上進(jìn)行、各油井產(chǎn)物分 別在井場上計(jì)量以后，油、氣再進(jìn)入同一條混相輸送的管路，到集中別離站，如圖1 4所示。井場上的別離計(jì)量裝置可以是固定的，也可以是車載活動(dòng)的。采用活動(dòng)計(jì)量裝置時(shí)，要求 油田道路狀況要好，而且到井場的道路要配套；活動(dòng)裝置與井場流

20、程管線連接要簡便；計(jì)量完 畢以后整套裝置要方便吹掃，以防止局部殘油凝固。別離站的工作是把集油管送來的井產(chǎn)物按 組進(jìn)行油氣別離、計(jì)量，并記錄其總產(chǎn)量。這種流程節(jié)約管路， 但要注意進(jìn)入同一集油管的各油井的回壓問題， 各井回壓會(huì)因距別離站 遠(yuǎn)近、管徑、液量、氣油比等不同而變化。各油井根據(jù)采油曲線和油壓情況，所要求的回壓不 同，油壓高的油井回壓可以適當(dāng)高些。壓力不同的油井進(jìn)入同一管路，結(jié)果使回壓平衡在某一 個(gè)中間壓力值上，致使油壓高的油井有多余的地層剩余能量未充分利用，而要求回壓低的油井 會(huì)因此達(dá)不到規(guī)定的產(chǎn)量。對(duì)油壓較低因回壓影響產(chǎn)量的油井，可以更換油嘴使其既到達(dá)規(guī)定 產(chǎn)量又適應(yīng)這一水力系統(tǒng)。如果油

21、嘴再無更換余地，那么應(yīng)降低別離器壓力或使用較大的管徑， 或調(diào)整油井分組。采用哪種方法，需從全面考慮再做決定。以上幾種別離和計(jì)量流程各有特點(diǎn)，應(yīng)采用哪種，須按具體情況，如井距、油井產(chǎn)量、油 壓、管理等因素綜合考慮，分析比擬才能決定。應(yīng)該說明的是上述只是幾種典型的流程，并不 是集輸流程的固定模式，實(shí)際上我國各油田采用的流程彼此并不完全相同，都是根據(jù)那里的具 體情況制定的，或是為著解決某些具體的特殊問題，做了一些頗具特點(diǎn)的安排。有的油田根據(jù) 其開發(fā)狀況的變化，對(duì)原有的流程做了大規(guī)模的變更和調(diào)整，這也是應(yīng)該的。決定了別離和計(jì)量流程，事實(shí)上就確定了一系列問題。如集油管網(wǎng)敷設(shè)形式，第二種流程 總是輻射形的

22、，第一、第三種流程大多數(shù)情況是成排的，也有環(huán)狀的。確定別離站的位置也就 確定了哪一段是油氣混合輸送，哪一段是油、氣分別輸送。實(shí)際上，計(jì)量、別離流程確實(shí)定和 它們建設(shè)地點(diǎn)的布局，要考慮管網(wǎng)敷設(shè)、輸送方式、系統(tǒng)壓力降的分布、各油井對(duì)回壓的要求 等因素，還要權(quán)衡管理上的利弊并做出技術(shù)經(jīng)濟(jì)比擬之后才能確定。一般傾向采用集中計(jì)量、 集中別離的流程。原油需要加熱時(shí)，加熱方式一般是根據(jù)流程所規(guī)定的管路狀態(tài)而選定的。熱力條件最不利 的地方一般在井口和井口到計(jì)量別離站這段管線第二種流程 ，或集油管中液量最少的端點(diǎn)井局部 第一、第三種流程 。四、系統(tǒng)的密閉程度 在油氣集輸過程中，利用地層能量階段必須是密閉的。當(dāng)?shù)?/p>

23、層剩余能量消耗殆盡，為了完 成集輸流程中規(guī)定的工藝內(nèi)容，液體需用泵送設(shè)備補(bǔ)給能量，這一環(huán)節(jié)稱為轉(zhuǎn)油或接轉(zhuǎn)。 然而， 由于一般的泵送設(shè)備對(duì)含氣液體不能很好地工作，所以經(jīng)常使原油進(jìn)入別離系統(tǒng)的最后一級(jí)， 即常壓油罐，進(jìn)行徹底的脫氣，這樣原油與大氣相通，就出現(xiàn)了流程中的非密閉點(diǎn)，蒸發(fā)損耗 相繼發(fā)生。目前，我國各油田蒸發(fā)損耗的情況不一，集輸流程密閉和原油穩(wěn)定工藝配套的，蒸發(fā)損耗 串已經(jīng)降到 0.3 -0.5，具有國際先進(jìn)水平；也有一局部油田流程不密閉，穩(wěn)定工藝不配套， 蒸發(fā)損耗率為 1 -3。后者急需對(duì)集輸流程進(jìn)行以降低蒸發(fā)損耗為核心的技術(shù)改造?？梢哉J(rèn)為轉(zhuǎn)油或接轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)是流程密閉與否的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。為此，一

24、方面應(yīng)該盡量減少流程中 的接轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)，一方面還應(yīng)在必要的接轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)上加強(qiáng)密閉，減少原油損耗的可能性。減少接轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)要從地層能量的合理利用和轉(zhuǎn)油接轉(zhuǎn) 站的布局來解決。這里僅就轉(zhuǎn)油站密閉和降低損耗問題提出兩個(gè)特殊措施。第一是從轉(zhuǎn)輸油泵的性能來解決，選用或研制適合于油田工作特點(diǎn)的自吸能力較強(qiáng)的可以 輸送混氣原油的泵。這樣，在轉(zhuǎn)油站上，別離器中的原油可以直接進(jìn)泵，沒有必要在常壓罐中 進(jìn)行徹底脫氣。轉(zhuǎn)油站的原油計(jì)量可在轉(zhuǎn)油泵出口通過計(jì)量儀表進(jìn)行。在高于別離壓力狀態(tài)下 原油中不會(huì)因游離氣體而影響儀表的計(jì)量準(zhǔn)確性。第二是減少含氣原油進(jìn)入油罐時(shí)的攜帶效應(yīng)及進(jìn)行原油穩(wěn)定。 為了減少進(jìn)入油罐的氣體量，實(shí)際上都不在油罐中

25、進(jìn)行最后一級(jí)別離，而在油罐附近設(shè)置 油氣別離器，盡量除去自由氣體。但這不是根本解決問題的方法，因?yàn)橛凸薜囊褐叨纫螅?再加上進(jìn)罐管線的阻力， 別離器壓力最低不能低于 0.1 兆帕表壓，因而進(jìn)罐原油中仍含有局部 氣體，并在油罐脫氣過程中產(chǎn)生劇烈的攪動(dòng)，氣體的攜帶效應(yīng)比在別離器中更為嚴(yán)重。別離器 控制壓力越高，這種攜帶效應(yīng)越嚴(yán)重。油罐逸出的氣體中，多數(shù)是在常溫下呈氣態(tài)的C1、C2 、C3等輕烴，同時(shí)攜帶走 C5、C6等較重的烴類，損失掉珍貴的輕餾分。原油穩(wěn)定的目的就是從別離以后的原油中盡可能多地脫除Cl 一 C4組分，使原油在常溫、常壓下儲(chǔ)存時(shí)沒有產(chǎn)生攜帶效應(yīng)的時(shí)機(jī)，因而保持穩(wěn)定狀態(tài)。原油穩(wěn)定的

26、方法有多級(jí)別離、負(fù) 壓脫氣、 加熱閃蒸、 加熱精餾等。 原油的穩(wěn)定深度和穩(wěn)定方法要根據(jù)原油中輕組分含量的多少， 經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比擬才能確定。如果原油經(jīng)油氣別離后，C1 一 C4 的質(zhì)量含量小于 0.5時(shí)，一般可不需穩(wěn)定。我國目前規(guī)定，穩(wěn)定后的原油飽和蒸氣壓，在最高儲(chǔ)存溫度下應(yīng)不超過當(dāng)?shù)氐拇髿鈮海徊捎描F路或水路運(yùn)輸?shù)脑惋柡驼魵鈮哼€應(yīng)略低一些。原油穩(wěn)定深度，應(yīng)控制C6組分脫出量不超過穩(wěn)定前原油中C6總含量的5%,以免影響煉油廠的汽油收率。原油穩(wěn)定產(chǎn)生的氣體一般隨油田伴生氣進(jìn)輕烴回收裝置。油田伴生氣除含有大量的甲烷以外，還含有不少 C2 一 C6的烴類，它們是珍貴的化工原料和液化氣燃料，因而世界各國

27、都很重視從油田氣中回收輕烴?；厥盏姆椒S油田伴生氣的組分、產(chǎn)量及要回收的產(chǎn)品種類不同而有 所不同。主要采用冷凍別離的方法。由于回收輕烴的組分和多少不同,冷凍的深度也不同。如主要回收C3以上的輕烴，只需要冷到-20 - 40 C, 一般就能見到效果，這種冷凍稱之為淺冷。如要回收C2以上的輕烴，那么要冷到-100C,乃至更低，這種冷凍稱之為深冷。淺冷法工藝較簡 單,但伴生氣中的丙烷只能回收20%一 50%。深冷法工藝較復(fù)雜,但效果較好,可回收70%一 90%的乙烷, 95%以上的丙烷,和幾乎全部的丁烷以上的組分。五、管網(wǎng) 油礦的管網(wǎng)是根據(jù)其輸送介質(zhì)的品種和壓力級(jí)別劃分的,主要分為液體、氣體和氣液混

28、相 三類。一般來說,井口到別離接轉(zhuǎn)站之間為混相,別離接轉(zhuǎn)站與脫水站之間為氣體和液體含水原油 ,脫水站與礦場油庫或外輸油、氣首站之間也是氣體和液體純油 。在礦場內(nèi)部含水油和凈化油是嚴(yán)格分輸?shù)?。不同油藏所生產(chǎn)的原油,如果其組分、性質(zhì)差異很懸殊,根據(jù)它們加工 方向的要求,有時(shí)也采用不同的管網(wǎng)分別輸送。就壓力而言,一般油礦的管網(wǎng)有高壓和低壓兩套,也有的設(shè)中壓管網(wǎng)。高、中、低壓是相 對(duì)的,以不互相干擾生產(chǎn)又能自成壓力系統(tǒng)為前提。輸送同類介質(zhì)，在同一壓力系統(tǒng)下工作的管網(wǎng)稱為一套管網(wǎng)，管網(wǎng)的套數(shù)及其狀況在很大 程度上能夠說明集輸流程的工作。管網(wǎng)的安排主要決定于系統(tǒng)的集中和分散的情況， 它在地面建設(shè)中占投資的

29、比例很大。 管網(wǎng) 布置同流程中每個(gè)工藝環(huán)節(jié)有關(guān)，同油田所在地區(qū)的自然條件和社會(huì)條件有關(guān)，同油田生產(chǎn)系 統(tǒng)的總體布局有關(guān)，因此需要認(rèn)真推敲，仔細(xì)研究。六、自動(dòng)化問題集輸系統(tǒng)的自動(dòng)化程度對(duì)集輸流程的安排有很大影響，近年來集輸自動(dòng)化在一些國家開展 很快。由于油田工作地區(qū)范圍廣、操作分散，自動(dòng)化對(duì)于減少操作管理人員，減少經(jīng)營管理費(fèi) 用，穩(wěn)定生產(chǎn)過程和產(chǎn)品質(zhì)量，減輕操作工人的勞動(dòng)強(qiáng)度和改善勞動(dòng)條件等都有其優(yōu)越之處。目前國外在集輸系統(tǒng)中積極采用的是在精確計(jì)量下進(jìn)行輸轉(zhuǎn)的礦場集輸自動(dòng)控制。這種自 動(dòng)控制系統(tǒng)不僅自動(dòng)輸轉(zhuǎn)和計(jì)量，而且能進(jìn)行儀表校驗(yàn)，測量溫度以及對(duì)密度進(jìn)行溫度補(bǔ)償， 還能記錄出原油中水和雜質(zhì)的含

30、量。應(yīng)該注意。集輸系統(tǒng)的自動(dòng)化一定要同整個(gè)油田的自動(dòng)化水平相適應(yīng)，同采油過程的自動(dòng) 化控制相配合，著力于提高采、輸一體的自動(dòng)化水平。 同時(shí)還要加強(qiáng)自動(dòng)化儀表的維護(hù)和管理， 以及儀表維修系統(tǒng)的配套建設(shè)，提高操作人員的技術(shù)素質(zhì)和技術(shù)水平。第三節(jié) 礦場油氣集輸流程選例一、薩爾圖油氣集輸流程 薩爾圖流程是在大慶會(huì)戰(zhàn)初期，根據(jù)油田早期橫切割內(nèi)部注水開發(fā)方案和油田具體情況創(chuàng) 造出來的。它的特點(diǎn)是單井計(jì)量、多井串聯(lián)、油氣混輸、集中處理。如圖 1-5 所示。這種流程在井場 (自噴井或抽油井 )上設(shè)有計(jì)量別離器和水套加熱爐聯(lián)合裝置，為本井油、 氣計(jì)量和加熱保溫用。加熱爐的燃料取自分氣包分出的天然氣。水套加熱爐中

31、的熱水用做井場 管線伴熱、井口房保溫、采油樹油嘴和防噴管保溫。利用熱水和回水的密度差促成自然循環(huán)， 使回水回到水套加熱爐中。油氣計(jì)量前經(jīng)水套加熱爐加熱后進(jìn)入計(jì)量別離器，油、分別計(jì)量后 再度混合進(jìn)入井排集油管線。井排集油管線串聯(lián)假設(shè)干口井，并隔一定距離設(shè)有分氣包和干線加 熱爐，就地利用伴生氣為本集油管線分段加熱?；煜噍斔偷募凸芫€進(jìn)入轉(zhuǎn)油站，在這里進(jìn)行油氣別離，原油脫水凈化，天然氣脫水。脫 水后的凈化油泵輸?shù)窖b車外運(yùn)油庫或管線外輸首站。脫水的天然氣送往壓氣站或用戶。這是一種典型的單井計(jì)量、集中別離的流程，它適用于油層壓力高而且保持比擬好，單井 產(chǎn)量高而且能量差異小，采用橫切割注水的行列式開發(fā)井網(wǎng)

32、。它的優(yōu)點(diǎn)是：(1) 同雙管、三管流程相比，本流程省鋼材，省投資，施工速度快，投產(chǎn)見效早；(2) 多井串聯(lián)、成排進(jìn)站，每個(gè)轉(zhuǎn)油站所轄井?dāng)?shù)多，泵站顯著少；節(jié)省大量機(jī)、泵、爐，便 于集中處理。它的缺點(diǎn)是：(1) 對(duì)于地質(zhì)復(fù)雜、斷層多、油井壓力變化大的區(qū)塊，由于各井生產(chǎn)能力差異較大，流程中 各井相互干擾嚴(yán)重，甚至端點(diǎn)井進(jìn)不了集油管線；(2) 計(jì)量點(diǎn)、加熱點(diǎn)過多而且分散，不便于操作管理；(3) 隨著含水上升、產(chǎn)液量增加，適應(yīng)能力差，而且不便于改造。二、單井進(jìn)站、集中計(jì)量、油氣混輸、集中別離流程 這種流程又叫做小站流程，是將計(jì)量站布置在 8-10 口井的適當(dāng)位置上，每口井單管油氣混 輸集中到計(jì)量站內(nèi)。單

33、井來的油氣先經(jīng)過水套式加熱爐加熱，之后進(jìn)計(jì)量別離器分別對(duì)油、氣 計(jì)量，完成計(jì)量后的油、氣再度混合進(jìn)集油管線出站。不做單井計(jì)量的油井，一般是將油氣混 輸?shù)接?jì)量站， 經(jīng)總機(jī)關(guān)閥組切換， 直接進(jìn)入出站集油管線。 也有的在出站之前進(jìn)入生產(chǎn)別離器， 對(duì)油、氣的總量分別計(jì)量，之后再次混合進(jìn)集油管線出站，如圖 1-6 所示。計(jì)量站以后，視地層 (或抽油井 )剩余能量的消耗情況，有的直接進(jìn)別離脫水轉(zhuǎn)油站進(jìn)行油、 氣集中別離、脫水凈化。脫水后的天然氣輸至天然氣處理站，回收其中的輕烴，而脫水后的原 油進(jìn)穩(wěn)定裝置做穩(wěn)定處理。為了便于管理，有時(shí)把原油穩(wěn)定和天然氣輕烴回收都安排在轉(zhuǎn)油站 內(nèi)，這樣有利于熱能和動(dòng)力的集中使

34、用，這樣的轉(zhuǎn)油站工藝內(nèi)容較多，稱做集中處理站。處理 以后的原油輸至礦場油庫或外輸首站，干氣輸至礦場壓氣站增壓外輸?shù)交S或其他用戶。礦 場上把計(jì)量站、集中處理站的布局稱作兩級(jí)布站，它密閉程度較高，油氣損耗較小，能量利用 合理，便于集中管理，是比擬好的布局方法。有時(shí)集輸?shù)姆秶葦M廣，單靠地層 (或抽油井 )的剩余能量不能完成兩級(jí)布站，在集輸流程 上增加一個(gè)接轉(zhuǎn)站環(huán)節(jié)。即計(jì)量站以后的集油管線進(jìn)別離接轉(zhuǎn)站，油、氣別離以后，天然氣經(jīng) 過計(jì)量進(jìn)入集氣管網(wǎng)，以便集中處理，原油靠轉(zhuǎn)軸泵補(bǔ)給能量，經(jīng)計(jì)量輸送轉(zhuǎn)油站或集中處理 站。這種包括計(jì)量站、接轉(zhuǎn)站、集中處理站的布局稱為三級(jí)布站。顯然它多了一個(gè)管理環(huán)節(jié)， 而

35、且在混氣原油泵輸問題未解決之前，往往別離以后的原油進(jìn)入常壓罐脫氣，造成流程上的開 口，破壞了集中處理站以前的密閉，增加了油、氣損耗。而且，這樣的原油再進(jìn)行穩(wěn)定處理就 失去了意義。因此，集輸流程的設(shè)計(jì)一般不采用三級(jí)布站實(shí)在因客觀條件限制定要設(shè)接轉(zhuǎn)站 時(shí)，也要采取措施既使原油不進(jìn)常壓罐脫氣又能使轉(zhuǎn)輸泵正常工作，保證接轉(zhuǎn)這一環(huán)節(jié)的密閉 程度。大慶油田在這方面就有比擬成熟的經(jīng)驗(yàn)。這種流程的優(yōu)點(diǎn)：(1) 井場上一般都設(shè)有水套加熱爐， 它除用來加熱油井產(chǎn)物外， 還可用來實(shí)現(xiàn)熱油循環(huán)清蠟：(2) 計(jì)量站設(shè)備簡單；(3) 節(jié)省鋼材，因?yàn)橹挥幸粭l集油管線；(4) 對(duì)地質(zhì)條件復(fù)雜的油井適應(yīng)性較強(qiáng)。它的缺點(diǎn)是：(1

36、) 井場上的水套加熱爐給管理帶來不便，也難于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化；(2) 停井或作業(yè)時(shí)需要清掃管線，否那么會(huì)堵塞管線；(3) 對(duì)無氣或少氣的油井，有時(shí)井場水套爐需要另敷設(shè)供氣管線。三、單井進(jìn)站、伴熱保溫、集中計(jì)量、油氣混輸、集中別離流程 顯然，這類流程比“小站流程多了一項(xiàng)伴熱保溫措施，它尤其適用于低壓、低產(chǎn)、低氣 油比而原油流動(dòng)性又很差的油田這類流程又可分為：(一 )蒸汽伴隨流程 (二管流程 ) 蒸汽鍋爐設(shè)在計(jì)量站，蒸汽經(jīng)管線送至井口，對(duì)單井進(jìn)站管線和井口伴隨加熱保溫。因?yàn)?計(jì)量站多了鍋爐及其給水設(shè)備，成為一個(gè)較大的管理環(huán)節(jié)。一般把這樣的計(jì)量站與接轉(zhuǎn)站合在 一起，成為集中計(jì)量、集中別離的類型，如圖 1-

37、7 所示。它的優(yōu)點(diǎn)是：(1) 對(duì)集輸困難的油井適應(yīng)性較強(qiáng)；(2) 井場簡化、集中計(jì)量、集中管理，便于實(shí)現(xiàn)油井集中控制和自動(dòng)化；(3) 停井和作業(yè)方便，不會(huì)堵塞管線。它的缺點(diǎn)是：(1) 蒸汽耗量大，一般為 250300 公斤公里 (大慶地區(qū) )，冷凝水不回收，熱量損失大，需 要配套建設(shè)供水管線系統(tǒng)；(2) 鍋爐結(jié)垢嚴(yán)重，熱效率低，壽命短，蒸汽管線易腐蝕穿孔；(3) 一次投資和經(jīng)營費(fèi)用都比擬高。 除非特殊需要，一般不采用這種流程。(二 )熱水伴隨流程 (三管流程 ) 計(jì)量站設(shè)水罐、水泵、熱水爐，經(jīng)升溫后的熱水由站內(nèi)總機(jī)關(guān)閥組分配到各油井。去油井 的熱水管線單獨(dú)保溫并對(duì)井口裝置伴隨加熱?；厮芫€與油

38、井出油管線共同保溫在一起，在進(jìn) 站的沿途對(duì)油管線加熱，回水在總機(jī)關(guān)閥組處集合進(jìn)入站內(nèi)水罐，循環(huán)使用。為了集中管理， 有時(shí)把這樣的計(jì)量站和接轉(zhuǎn)站結(jié)合在一起成為集中計(jì)量、集中別離流程，如圖 1-8 所示。也有 的油、氣計(jì)量后，直接混相進(jìn)入干線到集中處理站別離。熱水出口溫度一般為 110120C,回水溫度60C左右，循環(huán)水量為1.21.6噸/(公里小時(shí)), 油氣混合物進(jìn)站溫度一般不低于40 C。它的優(yōu)點(diǎn)：(1 )對(duì)集輸困難的油井適應(yīng)性較強(qiáng)；(2) 井場簡化、集中計(jì)量、集中管理，便于實(shí)現(xiàn)油井集中控制和自動(dòng)化；(3) 停井和作業(yè)方便，不會(huì)堵塞管線；(4) 比摻水、摻油流程計(jì)量方便而準(zhǔn)確。它的缺點(diǎn)是：(1

39、) 一次投資、鋼材消耗和施工工作量較大；(2) 計(jì)量站流程顯得復(fù)雜，不便于生產(chǎn)管理。四、摻水降粘流程 我國有許多高粘油田，如遼河的高升油田，大港的羊三木、王官屯、孔店油田，勝利的孤島油田等，原油的粘度在1000毫帕秒以上。由于原油的粘度高， 油井回壓高，抽油機(jī)負(fù)荷重， 抽油井不能正常生產(chǎn)。為了降低這種原油的表觀粘度，在稠油中摻入一定數(shù)量、一定濃度的活 性劑水溶液，使稠油形成水包油型乳狀液，使原來油與油、油與管壁之間的摩擦，變成水與水、 水與管壁的摩擦，使表觀粘度大大降低。將活性水注入井中經(jīng)井下泵作用也能減少稠油在井筒 中的流動(dòng)阻力，改善了稠油的流動(dòng)特性。這種流程一般表現(xiàn)為雙管流程，如圖 1-9

40、 所示。 一般在大站配制活性水，或者利用脫水以后經(jīng)過處理的含油污水(含有一定濃度的活性劑 )，把它泵送到計(jì)量站的配水閥組，通過摻水管線送到井口。用水嘴按規(guī)定的流量注入套管，經(jīng)過 井下泵作用，水包油型乳狀液出井到計(jì)量站。氣液兩相別離、計(jì)量以后，混相輸送到大站。油 井停抽時(shí)，翻開井口循環(huán)閥門，用活性水頂替出油管線中的稠油，并保持適量的循環(huán)，以防活 性水凍結(jié)。在計(jì)量站計(jì)量得到的產(chǎn)液量，其中包括油層水和摻入的活性水，需測定總含水率，計(jì)量活 性水的摻入量，最后通過計(jì)算得出本井的產(chǎn)油量和產(chǎn)水量。這個(gè)流程的優(yōu)點(diǎn)是：( 1 )解決了高粘度原油的開采問題；(2)投產(chǎn)容易，停產(chǎn)簡單，管理方便，生產(chǎn)平安：(3) 井

41、場、干線不設(shè)加熱爐，節(jié)約燃料；(4) 有效地降低回壓，可適當(dāng)擴(kuò)大泵站的集油范圍，特別在原油含水率處在轉(zhuǎn)相階段，更有 利于降粘和脫水；(5) 井場設(shè)備少，有利于實(shí)行自動(dòng)化管理。它的缺點(diǎn)是 : (1)摻入各井的活性水量不易穩(wěn)定控制，摻入水、地下水、產(chǎn)油量無法分別直接計(jì)量，給油田動(dòng)態(tài)分析造成一定的困難；2污水循環(huán)使用，管線腐蝕、結(jié)垢嚴(yán)重。五、密閉集輸流程 為了減少油氣損耗，提高管理水平，近年來各油田都在逐步推廣密閉集輸流程。有兩種密 閉流程型式。一加熱密閉流程根據(jù)客觀條件，密閉流程可以是加熱的，如圖 1-10 所示。如果油井產(chǎn)量低、含蠟高、粘度高、含水少或者當(dāng)?shù)貧鉁氐?，為了保證油井出油管線正常 生產(chǎn)和計(jì)量別離器正常工作，可以在井場、計(jì)量站設(shè)加熱爐。計(jì)量以后的油、氣混合輸送進(jìn)入 集中處理站，集中別離，分別處理。當(dāng)集輸范圍太大，必須設(shè)接轉(zhuǎn)站時(shí)，接轉(zhuǎn)站應(yīng)該在油、氣 別離以后，液體進(jìn)壓力別離緩沖罐，使液體在緩沖罐中進(jìn)一步別離脫氣，油、氣兩相盡量接近 相態(tài)平衡，以保證轉(zhuǎn)輸泵正常工作。為使進(jìn)泵前不因壓力降低而再次脫氣，在工程上常常采取 增加進(jìn)泵的灌注頭、放大進(jìn)泵管徑、縮短泵與罐間的距離等方法。更重要的措施是要?jiǎng)?chuàng)造條件 使緩沖罐中的相平衡狀態(tài)更加穩(wěn)定，盡量消除原油中的懸浮氣泡。為此常常加大緩沖罐的容積 即延長原油的停留時(shí)間，使懸浮氣泡有充分的時(shí)機(jī)上浮并進(jìn)入氣相空間；也可以提高原油的溫