油田的開發(fā)與開采

1、油氣集輸?shù)谝徽掠吞锏拈_發(fā)與開采第二章油氣集輸概述第三章油氣分離第四章原油脫水第五章油田污水處理第六章原油穩(wěn)定第七章輕烴生產(chǎn)第八章礦場油氣集輸管道1第二章 礦場油氣集輸概述油氣集輸概述 油氣集輸?shù)娜蝿?油氣集輸流程2油氣集輸概述：油氣集輸就是油氣的收集和運輸。它是指把各分散油井所生產(chǎn)的石油及其產(chǎn)品集中起來，經(jīng)過必要的初加工處理，使之成為合格的原油和天然氣，分別送往長距離輸油管線的首站（或礦場原油庫）或輸氣管線首站外輸?shù)娜抗に囘^程。他所研究的對象就是原油和天然氣。3地質勘探生油層鉆井采油集輸聯(lián)合站煉廠或港口石油產(chǎn)品國民經(jīng)濟各部門油氣生產(chǎn)過程：41-1 油氣集輸任務一、定義及任務油氣集輸是指油田礦

2、場原油和天然氣的收集、處理和運輸。 主要任務是：收集油氣水（油井產(chǎn)物） 處理油氣水得到合格產(chǎn)品（原油、天然氣、輕烴產(chǎn)品、含油污水）外輸原油、天然氣、含油污水。51-1 油氣集輸工作流程框圖6 二、業(yè)務范圍及地位 油氣集輸?shù)墓ぷ鞣秶?是指以油井井口為起點，礦場原油庫或輸油、輸氣管線首站為終點的礦場業(yè)務。 地位：繼油氣藏勘探、開發(fā)和生產(chǎn)之后的一個非常重要的階段，是油氣田地面建設的骨架工程之一，是連接油氣生產(chǎn)、加工、銷售及應用之間的紐帶、橋梁，在石油工業(yè)和國民經(jīng)濟中占有相當重要的地位。7打個比方說，油氣勘探是尋找能源，油田開發(fā)和生產(chǎn)是提供原料，那么礦場油氣集輸則是把分散的原料集中處理，使之成為油田合

3、格產(chǎn)品的過程。82-2 油氣集輸產(chǎn)品及其性質油氣集輸工程得到的油田合格產(chǎn)品包括：出礦原油、天然氣（干氣）、液化石油氣、輕烴產(chǎn)品等。一、 原油原油是指經(jīng)過集輸過程處理后得到的，達到外輸質量要求的出礦原油。91.原油性質及質量指標一般而言，原油產(chǎn)地不同，其性質稍有差別。（1）從顏色上看：大多數(shù)是黑色、暗黑、暗綠、暗褐甚至呈赤褐、淺黃乃至無色。（2）從相對密度來看： （=油/水）大多介于0.80.98之間,個別有大于1.02和低于0.71的。我國原油的相對密度大多介于0.850.95之間,屬于偏重的常規(guī)原油。10（3）從流動性看：大多是流動或半流動的粘稠液體；例如50時青海冷湖原油 =1.46mm2

4、/s,孤島原油： =219.9mm2/s,大慶： =20.19mm2/s，勝利： =57.81mm2/s。11我國部分原油的外觀特性產(chǎn)地色澤20密度 50運動粘度（m2/s）四川暗綠0.83941.23*10-5青海暗綠0.80241.46*10-6克拉瑪依深褐0.86791.923*10-5大慶黑色0.86042.379*10-5勝利黑色0.88862.938*10-512（4）組分數(shù)極多：石油是復雜化合物，提煉出200多種純化合物，組成石油化合物主要有兩大類：石油化合物烴類化合物非烴類化合物烷烴環(huán)烷烴芳香烴不飽和烴正構烷烴異構烷烴氧、氮、硫化合物膠質、瀝青質等13（5）從元素組成上看：主要

5、有C、H、O、N、S組成。其中C含量為8387%；H含量為1114%；O、N、S三種元素總量約為14%。而且，C、H在石油中是以烴類化合物的形式存在，O、N、S則是以非烴類化合物的形式存在。某些石油的元素組成見下表。14某些石油的元素組成表（重%） 元素石油CHSNO大慶混合原油85.7413.310.110.150.69孤島原油84.2411.742.030.471.52江漢原油83.0012.812.090.471.6315 石油元素CHSNO克拉瑪依原油86.113.30.040.250.28墨西哥84.211.43.6-0.8烏克蘭84.614.000.141.251.25堪薩斯州84

6、.213.001.900.450.45勝利油(101混合油)86.2612.200.80.41-某些石油的元素組成表（重%）16（6）出礦原油技術要求項目原油類別石蠟基石蠟-混合基混合基混合-石蠟基混合-環(huán)烷基環(huán)烷基環(huán)烷-混合基質量含水量/ %0.51.02.0含鹽量/(mg/L)實測飽和蒸氣壓/kPa在儲存溫度下低于油田當?shù)卮髿鈮和ǔＲ?guī)定：原油的質量含水率小于0.5%，為優(yōu)質原油；小于1%，為合格原油；172. 原油的分類及國產(chǎn)原油的性質引言：我們知道，原油的組成非常復雜，而且，由于生油條件、地質構造和年代的不同，世界各地的原油物性差別也很大，因此，對原油進行確切的分類是十分困難的，目前也還

7、沒有一致的標準分類方法。通常對原油可以從工業(yè)、化學、物理和地質等不同角度進行分類。本章著重討論廣泛采用的工業(yè)分類法和化學分類法。18（1）原油的分類方法1）工業(yè)分類法工業(yè)分類法又名商品分類法。其依據(jù)很多，如密度、含硫量、含氮量、含蠟量、含膠質量等。目前，世界各國無統(tǒng)一的分類標準，國際石油市場常用的計價標準是按相對密度指數(shù)API0和含硫量分類的。見表3-1和表3-2。19原油按API0分類的標準 表3-1類別API0（相對密度指數(shù)）15 密度，20 密度輕質原油340.8550.851中質原油34200.8550.9340.8510.930重質原油20100.9340.9990.9300.996

8、特稠原油 0.9990.99620表3-2 幾種原油的工業(yè)分類的標準（一）分類根據(jù)按含硫量分類按含氮量分類原油類別低硫含硫高硫低氮含氮高氮分類標準2.0%0.2521分類根據(jù)按含蠟量分類按含膠質量分類原油類別低蠟含蠟高蠟低膠含膠高膠分類標準0.52.5%.510.0%10.0%15表3-2 幾種原油的工業(yè)分類的標準（二）22類別相對密度輕質原油 1.0000表3-2 幾種原油的工業(yè)分類的標準（三）232）原油的化學分類法原油的化學分類法是以原油的化學組成為基礎進行分類的，最常用的分類法是特性因數(shù)分類法和關鍵餾分特性分類法。特性因數(shù)分類法：是根據(jù)特性因數(shù)的大小，將原油分成三類：石蠟基原油，K12

9、.1;中間基原油,K=11.512.1;環(huán)烷基原油,K=10.511.524三類原油各自的特點：石蠟基原油特點是含蠟量高，密度小,凝點高,含硫、氮、膠質量較低。如大慶、克拉瑪依原油。環(huán)烷基原油特點是密度較大，凝點較低，環(huán)烷基中的重質原油含大量的膠質和瀝青質,又稱為瀝青基原油，如孤島原油等。中間基原油性質介于二者之間,例如大港油、勝利混合油等。25關鍵餾分特性分類法此法是把原油置于特定的簡易蒸餾設備中，在規(guī)定條件下進行蒸餾，取得250275和395425兩個關鍵餾分，分別測定兩個關鍵餾分的密度，并對照分類標準（表3-3）確定兩個關鍵餾分的基屬，最后參照關鍵餾分特性分類表3-4確定原油的類別。26

10、表3-3 關鍵餾分分類標準 基別關鍵餾分 石蠟基20 密度中間基20 密度環(huán)烷基20 密度第一關鍵餾分400.8210 0.8562API0=3340 0.8562 API033第二關鍵餾分300.8723 0.9305API0=2030 0.9305API090%。濕氣或富氣：C5+ 10 mL/Nm3,甲烷90%。酸性天然氣：含有顯著的硫化氫和二氧化碳等酸性氣體。：潔氣：H2S和CO2含量甚微，不需要進行凈化處理的天然氣。352.天然氣的主要性質（1）分子量（平均分子量）天然氣的分子量i組分的分子量i組分的摩爾組成36（2）天然氣的密度與相對密度天然氣的密度是指單位體積天然氣的質量。在標準

11、狀態(tài)下：天然氣的密度Kg/m3i組分的分子量i組分的摩爾組成37天然氣的相對密度單位體積天然氣的質量與相同條件下單位體積空氣的質量之比稱為天然氣的相對密度或天然氣的比重。天然氣的密度空氣的密度，標準狀況下，空=1.293Kg/m338天然氣的粘度是指氣體內(nèi)部相對運動時，氣體分子內(nèi)摩擦力所產(chǎn)生的阻力。他是研究天然氣運移、開采和集輸時的一項重要參數(shù)。天然氣粘度一般隨分子量增加而減小，天然氣的粘度很小，比油和水的粘度低得多，在標準狀況下僅為0.0010.09mPaS。 （3）天然氣的粘度39由于相對運動氣層間分子 發(fā)生動量傳遞。由于相對運動氣層間的分子有相互吸引力。注：低壓下，特別是高溫低壓下，第一

12、個因素決定著氣體的粘度。氣體粘度產(chǎn)生的原因40（4）天然氣的濕度和水露點1）影響天然氣含水量的因素壓力：溫度不變時，壓力上升，含水量降低。溫度：壓力不變時，溫度上升，含水量增大。分子量：分子量越大，含水量越多。412）天然氣含水量的表示方法絕對濕度：單位體積天然氣所含水蒸氣的質量。相對濕度：在相同條件下，天然氣的絕對濕度與呈飽和狀態(tài)的單位體積天然氣的含水量之比。相對濕度的物理意義：相對濕度反映了天然氣中所含水蒸氣的數(shù)量接近于飽和的程度。423）天然氣的水露點在一定壓力下，天然氣為水蒸氣所飽和時的溫度稱為天然氣的水分露點。天然氣水分露點的物理意義：天然氣水分露點的大小反映了天然氣含水量的高低。4

13、3（5）天然氣的燃燒值燃燒單位體積的天然氣所發(fā)出的熱量稱為天然氣的燃燒值（發(fā)熱量）。單位：J/m3或Kcol/m344天然氣燃燒值的表示方法：全熱值（高熱值）單位體積天然氣燃燒時，將所發(fā)生的水蒸氣的汽化潛熱也計算在內(nèi)的熱量稱為天然氣的全熱值。 CH4+2O2=CO2+2H2O凈熱值（低熱值）高熱值減去不能利用的汽化潛熱值稱為凈熱值。45（6）天然氣的爆炸性天然氣和空氣混合后將形成爆炸性氣體。只有空氣中的天然氣含量在一定的濃度范圍內(nèi)才會形成爆炸性氣體?？諝庵刑烊粴庑纬杀怏w的濃度范圍稱為天然氣的爆炸極限。461）天然氣的爆炸極限爆炸高限（爆炸上限）當空氣中天然氣的含量一直增加到不能形成爆炸氣體

14、時的含量，稱為天然氣的爆炸高限。爆炸低限（爆炸下限）當空氣中天然氣的含量一直減少到不能形成爆炸氣體時的含量，稱為天然氣的爆炸低限。47例如：0.1MPa壓力下的甲烷，范圍爆炸低限：小于5%，非爆炸氣體；爆炸高限：高于15%，非爆炸氣體。5%15%范圍之內(nèi)：爆炸性氣體。482） 天然氣的安全生產(chǎn)做到五防：防超壓 防火防爆 防雷 防靜電 防中毒窒息49(7)天然氣的臨界參數(shù)由氣體轉變?yōu)橐后w所需要的最高溫度叫做臨界溫度（氣液相態(tài)轉變的極限溫度）。臨界溫度下，使氣體轉變?yōu)橐后w所需要的最小壓力叫做臨界壓力。天然氣的液化儲存天然氣的液化運輸50 (8).天然氣技術要求項目質量指標高位發(fā)熱量/(MJ/m3)

15、A組31.4B組14.6531.4含硫量/(mg/m3)150270480480H2S含量/(mg/m3)620實測實測CO2含量/ %3實測水分含量無游離水表中、類天然氣主要作民用燃料，、類天然氣主要用作工業(yè)原料。其中，類天然氣只能供給有處理手段的用戶使用。513.液化石油氣質量指標主要成分是C3+C4.一般可分為商品丙烷，商品丁烷，商品丙、丁烷的混合物三類。質量指標如下表。52 液化石油氣的質量指標 項目質量指標商品丙烷商品丁烷商品丙、丁烷混合物通用冬用夏用組分（mol）/%C2及C2以下_5.03.0C4及C4以上2.5_C5及C5以上_2.02.03.05.037.8時蒸汽壓（表壓）/kPa 143048014301360最大殘留物量ml /（100ml）0.05銅片腐蝕等級111硫含量/（mg/m3）340游離水