油氣集輸系統(tǒng)課件

油氣集輸系統(tǒng)石油工程學(xué)院肖榮鴿2023/6/71油氣儲(chǔ)運(yùn)工程主要內(nèi)容和油氣儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程示意圖2023/6/72油氣集輸?shù)墓ぷ魅蝿?wù)和范圍

將分散的油井產(chǎn)物、分別測(cè)得各單井的原油、天然氣和采出水的產(chǎn)量值后，匯集、處理成出礦原油、天然氣、液化石油氣及天然汽油，經(jīng)儲(chǔ)存、計(jì)量后輸送給用戶的的油田生產(chǎn)過(guò)程。

油氣集輸?shù)墓ぷ鞣秶侵敢杂途疄槠瘘c(diǎn)，礦場(chǎng)原油庫(kù)或輸油、輸氣管線首站為終點(diǎn)的礦場(chǎng)業(yè)務(wù)。

2023/6/73油氣集輸?shù)墓ぷ鲀?nèi)容油氣分離

原油凈化

原油穩(wěn)定

天然氣凈化

輕烴回收

水處理2023/6/74油氣集輸系統(tǒng)的工作內(nèi)容2023/6/75三脫三回收三脫原油脫水原油脫氣伴生氣、天然氣脫輕油三回收

污水中回收原油

回收污水

回收輕油、液化氣

2023/6/76油田產(chǎn)品

◆商品原油、天然氣、液化石油氣、穩(wěn)定輕烴和凈化污水2023/6/77商品原油的質(zhì)量指標(biāo)1、質(zhì)量含水率合格原油含水率不大于1％，優(yōu)質(zhì)原油含水率不大于0.5％。對(duì)于凝析油和稠油有不同的質(zhì)量含水率要求。2、飽和蒸汽壓儲(chǔ)存溫度(或60℃)下原油的飽和蒸汽壓不大于當(dāng)?shù)貧鈮骸?、含鹽量

不大于50g/m3。2023/6/78商品天然氣的質(zhì)量指標(biāo)1、露點(diǎn)最高輸送壓力下天然氣的露點(diǎn)應(yīng)低于輸氣管埋深處最低環(huán)境溫度5℃。2、硫化氫含量：不大于20mg/m3。

3、C5＋含量：不大于50g/m3。4、有機(jī)硫含量：不大于250mg/m3。2023/6/79液化石油氣的質(zhì)量指標(biāo)

1、組成要求

C1＋C2含量：不大于3％(分子百分?jǐn)?shù))；

C5＋含量：不大于2％(分子百分?jǐn)?shù))；2、飽和蒸汽壓要求

38℃時(shí)的飽和蒸汽壓不大于15個(gè)大氣壓（絕對(duì)）；-10℃時(shí)的飽和蒸汽壓大于3個(gè)大氣壓（絕對(duì)）；3、體積含水量要求

不大于50g/m3；液化石油氣的主要成分是C3和C4

，在質(zhì)量制定中限制的是C1＋C2及C5＋的含量要求，更為合理。2023/6/710穩(wěn)定輕烴的質(zhì)量指標(biāo)

2023/6/711凈化污水標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于凈化污水有兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，分別為回注標(biāo)準(zhǔn)和排放標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)其所含雜質(zhì)的要求不同污水排放水質(zhì)含油低于5mg/L；海上排放污水水質(zhì)要求是：渤海海域排放污水含油量小于30mg/L；南海海域?yàn)樾∮?0mg/L；對(duì)回注的污水水質(zhì)要求是：達(dá)到本油田規(guī)定的注水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，特別關(guān)注回注污水與地層配伍性，包括懸浮物濃度大小、含油濃度及細(xì)菌含量。2023/6/712凈化污水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)之排放指標(biāo)2023/6/713凈化污水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)之注水指標(biāo)

2023/6/714油田生產(chǎn)對(duì)集輸系統(tǒng)的要求

1、滿足油田開(kāi)發(fā)和開(kāi)采的要求2、集輸系統(tǒng)能夠反映油田開(kāi)發(fā)和開(kāi)采的動(dòng)態(tài)3、節(jié)約能源、防止污染、保護(hù)環(huán)境4、集輸系統(tǒng)應(yīng)安全可靠，并有一定的靈活性5、與輔助系統(tǒng)協(xié)調(diào)一致，并有經(jīng)濟(jì)性

2023/6/715氣液混輸管路

1、流型變化多（埃爾烏斯流型）

2023/6/716Taitel和Dukler流型2023/6/717垂直管流型(a)-氣泡流(b)-段塞流(彈狀流)(c)-乳沫狀流(攪拌流)(d)-環(huán)狀流2023/6/718流型的測(cè)定目測(cè)法測(cè)定某一參數(shù)的波動(dòng)量并與流型建立某種聯(lián)系由輻射射線的吸收量確定氣液混合物的密度和流型

2023/6/719氣液混輸管路的特點(diǎn)2、存在相間能量交換和能量損失3、存在傳質(zhì)現(xiàn)象4、流動(dòng)不穩(wěn)定5、存在作用力6、存在非牛頓流體和水合物2023/6/720油氣水分離分離方式：一次分離連續(xù)分離

多級(jí)分離Q：分離效果如何？對(duì)比分析？2023/6/721油氣分離效果的衡量標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)罐中原油的收率原油密度儲(chǔ)罐中原油的組成是否合理分出天然氣的組成天然氣的運(yùn)輸和加工問(wèn)題2023/6/722多級(jí)分離與一次分離的比較

多級(jí)分離所得的儲(chǔ)罐原油收率高多級(jí)分離所得的原油密度小原油組成合理，蒸汽壓低，蒸發(fā)損耗少，效果好多級(jí)分離所得天然氣數(shù)量少，重組分在氣體中的比例少多級(jí)分離天然氣處理成本低2023/6/723推薦分離級(jí)數(shù)

2023/6/724分離器的類(lèi)型按外型分按功能分按壓力分按工作溫度分按實(shí)現(xiàn)分離主要利用的能量分2023/6/725分離器的結(jié)構(gòu)入口分流器、重力沉降部分、集液部分、捕霧器、壓力液位控制、安全防護(hù)部件2023/6/726油氣水三相分離器2023/6/727綜合型臥式三相分離器

2023/6/728綜合型臥式三相分離器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

2023/6/729HNS分離器

2023/6/730采用預(yù)脫氣技術(shù)，增大三相分離器液體有效處理容積，提高設(shè)備處理能力

采用活性水水洗技術(shù)，強(qiáng)化乳狀液破乳，加快油水分離速度，提高設(shè)備效率

采用先進(jìn)的混合液入口裝置，增加油水分離速度和提高分離質(zhì)量

采用“倒虹吸”技術(shù)，變油水界面控制為液面控制，解決油水界面自控的問(wèn)題，保證了設(shè)備平衡運(yùn)行

采用單臺(tái)設(shè)備雙向進(jìn)料、中間出液技術(shù)，有效降低了設(shè)備內(nèi)液體流速，提高了設(shè)備的處理能力

HNS型高效三相分離器技術(shù)特點(diǎn)

2023/6/731HBP三相分離器

2023/6/732HBP主要技術(shù)特點(diǎn)采用板槽式布液雙向流油氣水分離技術(shù)，加快油水分離速度，提高油水分離質(zhì)量

采用兩級(jí)填料聚結(jié)、整流技術(shù)，改善油水分離條件，提高油水分離效率

采用整流分離填料改善分散水相在油連續(xù)相中的流場(chǎng)條件，實(shí)現(xiàn)分散相與連續(xù)相的快速分離

采用“倒虹吸”法控制油水界面，采用機(jī)械式儀表控制油、水室液位，采用自力式調(diào)節(jié)閥控制分離器壓力，基本實(shí)現(xiàn)操作自動(dòng)化

2023/6/733原油脫水滿足商品原油水含量、鹽含量的行業(yè)或國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)；商品原油交易的需要；增大了燃料的消耗，占用了部分集油、加熱、加工資源，增加了原油的生產(chǎn)成本增加了原油粘度和管輸費(fèi)用；原油內(nèi)的含鹽水引起金屬管路和運(yùn)輸設(shè)備的結(jié)垢和腐蝕，泥砂等固體雜質(zhì)使泵、管路、其它設(shè)備機(jī)械磨損，降低管路和設(shè)備的使用壽命；影響煉制工作的正常進(jìn)行。2023/6/734原油中水的類(lèi)型：游離水和乳化水原油處理常用的方法

化學(xué)破乳劑重力沉降加熱機(jī)械電脫水各種常見(jiàn)脫水方法的共同點(diǎn)創(chuàng)造條件使油水依靠密度差和所受重力不同而分層。2023/6/735重力沉降脫水游離水脫除器與三相分離器的主要區(qū)別：根據(jù)油水混合物內(nèi)的水量來(lái)確定大小。油水界面?？刂圃?.5D處，但脫除器水處理量最大時(shí)的最佳界面位置在0.769D處。

2023/6/736沉降罐1、結(jié)構(gòu)水洗沉降2、工作原理2023/6/7372023/6/738脫水原理利用聚結(jié)介質(zhì)親水憎油并提供很大表面積的性質(zhì)，促使水滴聚結(jié)沉降。

機(jī)械脫水2023/6/739離心脫水原理利用離心場(chǎng)內(nèi)離心加速度大于重力加速度，促進(jìn)水滴的沉降和油水分層。

離心脫水2023/6/740離心脫水設(shè)備——水力旋流器原油處理的基本方法2023/6/741

靜電脫水靜電脫水的適用條件

1、電法脫水只適宜于油包水型乳狀液。

原油的導(dǎo)電率很小，乳狀液通過(guò)極間空間時(shí)，電極間電流很小，能建立起脫水所需的電場(chǎng)強(qiáng)度。

水包油型乳狀液通過(guò)極間空間時(shí)，由于帶有酸堿鹽等離子的水是良導(dǎo)體，導(dǎo)致極間電壓下降，電流猛增，產(chǎn)生電擊穿現(xiàn)象。

2、一般進(jìn)入電脫水器的原油含水率低于30％。含水率較高的油包水型乳狀液，電法脫水也易產(chǎn)生電擊穿現(xiàn)象。2023/6/742靜電脫水設(shè)備——靜電脫水器

1、靜電脫水器構(gòu)造2023/6/743a.交流電場(chǎng)不宜處理含水率較低的原油乳狀液，即交流電場(chǎng)脫水后凈化油含水率高，約為直流的3～5倍；b.交流電壓呈正弦曲線變化，脫水效率較低，處理量低；c.交流電場(chǎng)中水滴易排成水鏈?zhǔn)闺妶?chǎng)短路；d.水滴界面膜受到的振蕩力較大，脫出水清澈，水中含油率低；e.電路簡(jiǎn)單，無(wú)需整流設(shè)備。直流電脫水優(yōu)缺點(diǎn)正好與交流電相反。交流電脫水的特點(diǎn)2023/6/744一般在脫水器中下部建立交流電場(chǎng)，在脫水器中上部建立直流電場(chǎng)，進(jìn)行交直流雙電場(chǎng)脫水，取長(zhǎng)補(bǔ)短。交流電場(chǎng)中破乳作用在整個(gè)電場(chǎng)范圍內(nèi)進(jìn)行，直流電場(chǎng)中破乳主要在電極區(qū)附近進(jìn)行。交流電場(chǎng)內(nèi)水滴以偶極聚結(jié)、振蕩聚結(jié)為主；直流電場(chǎng)內(nèi)水滴主要在電極附近區(qū)域進(jìn)行，以電泳聚結(jié)為主，偶極聚結(jié)為輔。2023/6/745原

油

穩(wěn)

定裝置2023/6/746原油穩(wěn)定的概念

使凈化原油中的溶解天然氣組分汽化，與原油分離，較徹底地脫除原油中蒸氣壓高的溶解天然氣組分，降低儲(chǔ)存溫度下原油蒸氣壓的過(guò)程稱(chēng)原油穩(wěn)定。原油穩(wěn)定通常是原油礦場(chǎng)加工的最后工序，經(jīng)穩(wěn)定后的原油成為合格的商品原油。

采用有穩(wěn)定裝置的全密閉流程可使油氣蒸發(fā)損耗由1.5~2%降低為0.29～0.5％以下。若流程不密閉，即使原油穩(wěn)定裝置運(yùn)行良好，油田油氣損耗率仍可高達(dá)1.3%。2023/6/747全密閉油氣集輸流程l一計(jì)量分離器；2一加藥泵；3一換熱器；4一三相分離器；5一加熱爐；6一電脫水器；7一原油穩(wěn)定塔；8一油罐；9一外輸泵2023/6/748原油穩(wěn)定的目的和方法降低原油蒸氣壓，滿足原油儲(chǔ)存、管輸、鐵路、公路和水運(yùn)的安全和環(huán)境規(guī)定；從原油中分出對(duì)人體有害的溶解雜質(zhì)氣體；從原油穩(wěn)定中追求最大利潤(rùn)；

我國(guó)把降低油氣損耗作為原油穩(wěn)定的主要目的。常用的穩(wěn)定方法為：以降低壓力實(shí)現(xiàn)的原油閃蒸穩(wěn)定法和以提高溫度實(shí)現(xiàn)的原油分餾穩(wěn)定法。2023/6/7491—電脫水器；2—原油穩(wěn)定塔；3—真空壓縮機(jī)；4—冷凝器；5—三相分離器；6—輕油泵；7—穩(wěn)定原油罐；8—原油外輸泵圖負(fù)壓穩(wěn)定工藝流程示意圖2023/6/7501—脫水原油換熱器；2—脫水原油加熱器；3—穩(wěn)定塔；4—塔頂冷凝器；5—冷凝液分離器；6—穩(wěn)定氣壓縮機(jī)；7—液烴泵；8—塔底泵圖正壓閃蒸穩(wěn)定工藝流程2023/6/7511—換熱器；2—穩(wěn)定塔；3—壓縮機(jī)；4—冷凝器；5—三相分離器；6—輕油泵；7—塔底油泵；8—重沸油泵；9—加熱爐（器）圖提餾法原油穩(wěn)定流程示意圖2023/6/7521—換熱器；2—熱介質(zhì)換熱器；3—穩(wěn)定塔；4—壓縮機(jī)；5—冷凝器；6—分離器；7—輕油泵；8—塔底油泵；9—重沸油泵；10—重沸加熱爐（器）圖全塔分餾法原油穩(wěn)定流程2023/6/753天然氣凈化天然氣脫水可以采用的方法有：甘醇吸收脫水、固體干燥劑吸附脫水、冷凝脫水以及國(guó)內(nèi)外正在研發(fā)的膜分離脫水等。其中甘醇脫水(能夠滿足管輸要求)和固體干燥劑脫水(天然氣深度脫水)是油氣田最常用的脫水方法。2023/6/754甘醇脫水原理流程

甘醇脫水工藝主要由甘醇高壓吸收和常壓再生兩部分組成。

2023/6/755三甘醇脫水典型流程1一吸收塔；2一氣／貧甘醇換熱器；3一分流閥；4一冷卻盤(pán)管；5一再生塔；6一重沸器；7一甘醇緩沖罐；8一貧富甘醇換熱器；9一富甘醇預(yù)熱換熱器；10-閃蒸分離器；11一織物過(guò)濾器；12一活性炭過(guò)濾器；13一甘醇泵；14-滌氣段2023/6/756輕烴回收輕烴回收工藝主要有三類(lèi)：油吸收法；吸附法；冷凝分離法。當(dāng)前，普遍采用冷凝分離法實(shí)現(xiàn)輕烴回收。利用原料氣中各組分沸點(diǎn)不同，冷凝溫度不同的特點(diǎn)，在逐步降溫過(guò)程中，將沸點(diǎn)較高的烴類(lèi)冷凝分離出來(lái)。該法的特點(diǎn)是需要提供足夠的冷量使氣體降溫。冷量有用冷劑制冷的，有用氣體膨脹制冷的，或者聯(lián)合應(yīng)用兩種制冷工藝的。根據(jù)所提供冷量的級(jí)位可將其分為淺冷和深冷。冷量可有兩種冷源產(chǎn)生，即外加冷源，和膨脹機(jī)自身制冷。2023/6/757外加冷源：一般采用氨制冷循環(huán)，丙烷制冷循環(huán)或氟里昂制冷循環(huán)，若單獨(dú)采用外冷原時(shí)一般為淺冷工藝。膨脹機(jī)制冷：采用膨脹機(jī)制冷的裝置，靠膨脹