第二章-油气集输流程

11第二章油气集输流程油气田地面工程概论2第二章油气集输流程一、集油流程的分类二、常见的集油流程三、油田生产对集输系统的要求四、集输流程建设规模的确定五、油田类型和集输流程的关系六、气田集气系统3油气集输流程收集油井产出的油、气、水混合物，按一定顺序通过管道，连续地进入各种设备和装置进行处理，获得符合质量标准的油气产品，并将这些产品输送到指定地点的全过程。4油气集输流程¾油气集输流程是油气在油田内部流向的总说明。¾集输流程通常由油气收集、加工处理、输送和储存等环节组成。z从油井到集中处理站的流程称集油流程；z从集中处理站到矿场油库的流程称输油流程。z集中处理站的主要功能：将各井所产原油进行脱水、稳定等，生产出商品原油的场地。25油气集输流程油气集输流程的设计必须以油田开发总体方案为依据，考虑所采用的采油工艺、油气物性、油田所处的地理环境等。由于上述因素极其复杂，集输流程无统一模式。6一、集油流程的分类¾按布局方式：z单井分离、单井计量”对产量特高的油井，每口井有单独的分离、计量设备，甚至有单独的油气处理设备。”此流程的经济性较差。z计量站集油流程z多井串联集油流程7计量站集油流程z每口油井都有单独的出油管线把油井产物送往计量站，在计量站内轮流计量每口油井的油气产量，此后与其它油井产物汇合输往集中处理站。z此流程使用最为广泛。8多井串联集油流程z若干口井共用一根出油管线，将井流送往集中处理站进行气液分离、原油脱水和稳定，由设在各井场的的计量分离器对油井产量进行连续计量，或用移动式计量装置对各井进行周期性计量。z此流程不便于集油系统的调整和改造。39一、集油流程的分类¾按集油加热方式：z不加热集油流程z加热集油流程z热水伴热流程z蒸汽伴热流程z掺热水集油流程z掺热油集油流程z掺蒸汽集油流程10一、集油流程的分类¾按通往油井的管线数量：z单管流程z双管流程z三管流程¾按集油管网形态：z米字形管网集油流程z环形管网集油流程z树枝状管网集油流程z串联管网集油流程11一、集油流程的分类¾按集油系统的布站级数：z一级布站流程内只有集中处理站；z二级布站有计量站和集中处理站；z三级布站有计量站、接转站（为井流液相增压的站场）和集中处理站；z一级半布站在各计量站只设计量阀组、数座计量阀组共用一套计量装置。12“一级半”流程示意图1－油井；2－计量阀组；3－计量总阀组；4－计量装置；5－油气分离；6－原油脱水；7－原油稳定；8－泵；9－油罐413一、集油流程的分类¾按流程的密闭性z开式流程：”在集中处理站进行原油稳定工艺前原油通过常压储罐”原油中大量易挥发组分逸入大气。z密闭流程14二、常见的集油流程15单管不加热集油流程z适用于：油井井口剩余能量（压力、温度）高，凝点、粘度低，流动性好的原油，或单井产量大、原油水含率高的场合；z节能、建设费用和运行费用较低。16单管加热集油流程1－井场水套加热炉；2－计量分离器；3－计量前水套加热炉；4－干线加热炉；5－油气分离器；6－缓冲油罐；7－外输油泵；8－外输加热炉517单管加热集油流程¾井场加热炉的作用：z加热井流；z对油井井筒进行热油循环清蜡；z供井场值班房采暖。井场设加热炉增加了油田自控系统的分散控制点，使自控系统的实施和管理增加了难度。¾加热流程适用于：凝点、粘度较高的含蜡原油，有较高的单井油气产量，井口出油温度低于原油凝点。18双管掺热水（油）集油流程1－计量分离器；2－计量仪表19双管掺热水（油）集油流程¾从井口到计量站有两条管线，一条是出油管线，一条是热水（油）管线。¾热水（油）由井口掺入油井出油管线。¾热水（油）提高井流温度、降低液相粘度，增加出油管线的输量。¾掺热水（油）流程适用于油井产量较小、原油粘度较大、井口出油温度低的情况。20多井串联集油流程621多井串联集油流程¾油井产物在井场加热、计量后进入共用的一字形出油管线，并经集油管线中部送至集中处理站。¾优点：z钢材耗量少、建设速度和投产见效快。¾缺点：z流程的计量点、加热点多而分散，不便于操作管理和自动化的实施；z各井的生产相互干扰、流程适应能力差，不便于调整和改造。¾适用于油层压力高且能长期维持，单井产量高且各井能量差别小的情况。22环形集油流程23环形集油流程¾属多井串联集油流程。¾为减少串联井相互干扰的缺点，控制环路长度为2.5～3km，串联油井数一般为4口。¾在环形管起点掺热水，改善井流的流动性。热水和井流一起返回站内分离缓冲罐。¾流程适用于油井密度大、产量低，井流需要加热输送的低产油田。24三管热水伴热集油流程725三管热水伴热集油流程¾计量站（接转站）间有三条管线：井流、热水和回水。¾回水管线与油井出油管线用保温层包扎在一起，通过热交换加热油井井流，达到安全集油的目的。¾优点：z通过管道换热，间接地为出油管线提供热能，安全性较好；z热水不掺入出油管线内，油井计量较准确。¾缺点：z投资大、钢材消耗多、热效率低。¾适用于掺热水（油）可能影响油品性质、原油脱水困难、油井计量要求比较准确、出油管线需加热的油田。26简易橇装集油流程¾间歇地向集中处理站输油。¾适合气油比小、产量小的井区。27三、油田生产对集输系统的要求¾油田的生产特点：连续而不均衡z主要原因在于：‹油井数量增加，含水量上升，产液量增加；‹自喷井间歇自喷或改抽；‹个别抽油井改为注水井；‹生产层系调整，油品物性发生变化。28三、油田生产对集输系统的要求¾油田的生产特点：连续而不均衡z油气产量随开发时间呈上升、平稳、下降；z原油含水率逐年升高。¾集输系统需要动态的改变以适应油田生产z数量（油、气、水产量）的变化；z质（如原油物性）的变化。829油田生产是由开发和集输构成的。因此，油气集输是油田生产中很重要的生产阶段，无论新油田的开发建设，还是已开发油田的调整改造，油气集输必须适应油田生产全局的需要。三、油田生产对集输系统的要求301.满足油田开发的要求由地质和油藏工程师提出合理的开发方案，由采油工程师制定开采方案，确定相应的采油措施，由此确定相应的集输系统（生产规模、工艺流程、总体布局）以及相应的工程内容，从而保证采输协调、生产平稳，促进油田的开发。三、油田生产对集输系统的要求312.集输系统能够反映油田开发的动态油田开发和开采的变化，需要借助地面集输系统测量油、气、水产量、出砂量、汽油比、温度、压力等参数来反映。根据测的参数对油气田开发方案做出适当调整。三、油田生产对集输系统的要求323.节约能源、防止污染、保护环境油田是能源的生产基地，也是一个耗能大户。(1)充分利用自喷井、抽油井的能量，减少转油环节，在有条件的油田提高第一级的分离压力，减少动力消耗。(2)流程密闭，降低损耗。(3)充分收集和利用油气资源，减少油田生产的自耗气量。(4)采用高效的设备。三、油田生产对集输系统的要求933集输系统中可利用的能量¾油井产物从井口流到计量站或集中处理站，需要依靠某种形式的压能和热能来完成。¾集输中可以利用的能量有：z地层剩余压能和热能；z水力设备和加热设备提供的能量；z地形起伏造成的势能能量。34集输系统中可利用的能量¾合理确定集输系统的压力需根据油田开采方式、油气物性和油气处理的要求确定。¾提高集输系统的压力具有一定的优越性：z可使伴生气更多地溶解在原油中，减少气量，降低原油粘度，减少管线的水力损失，提高油气分离效率；z可采用多级分离工艺，使原油和大部分伴生气自压输送，增加分离后原油的稳定程度并增加油气的采收率；z为不加热输送创造条件，减少油田的自耗燃料。35在油田生产过程中必然要产生一些废液（含油污水、污油）、废渣（含油泥砂、污垢）、废气（加热设备排放气、特殊情况下的放空天然气）等。如果不加以处理，随意排放，必然对环境造成污染，甚至破坏生态平衡。因此在制定集输方案时，应该考虑到环境保护方面，使方案符合国家环保制度的要求。364.集输系统应安全可靠，并有一定的灵活性集输系统的生产运行是连续的，无论哪一个环节发生故障都会或多或少地对全局生产产生影响；另外，油田地域大，点多、面广、线长，抢修困难，这就要求集输系统简单、可靠、安全。一旦发生异常情况，要有调整的余地。三、油田生产对集输系统的要求10375.与辅助系统协调一致z要满足提高济效益的原则，具有经济性，满足国家标准或有关规定，并且与供排水、供电、道路、通讯、土建等密切配合，协调一致。z海上油气田生产辅助设施有别于陆上油田，考虑到海上设施远离陆地，海上运输的困难，需要设置相应生产辅助系统。三、油田生产对集输系统的要求38四、集输流程建设规模的确定¾集输流程的建设规模：要考虑在一定时期内以地面生产设施少量的变动去适应油田开发不同阶段的要求。39四、集输流程建设规模的确定z如果流程的一次规模定得太大，将长期达不到设计能力，发挥不了应有的投资效益，甚至可能因热力条件不够而不能正常运行。z如果一次规模定得太小，而产液量上升速度又太快，流程的水力工况不能适应生产要求，必然在短时间内就要改建、扩建，同样造成损伤，给生产带来影响。40四、集输流程建设规模的确定油气集输流程的适用期一般为5~10年，按油田开发的逐年产油量、产气量、油水比、含水率的变化，按10年中最大处理量确定生产规模。1141☆如果油田投产初期不含水，则流程建设规模可用下式计算：()wVGG101ττ−−=☆如果油田投产初期含水，则流程建设规模可用下式计算：()BVGGw+−=τ10四、集输流程建设规模的确定42油气集输流程设计的总趋势简化井口和计量站、尽量采用二级或更少级布站和密闭流程、完善联合站、减少占地、方便管理。43五、油田类型和集输流程的关系¾整装注水开发油田¾复杂断块和分散小油田¾低渗透油田¾稠油热力开采油田44整装注水开发油田¾集油系统尽量采用计量站集油流程、一级半或二级布站，简化井场设施，增强集中处理站的功能，以利于操作管理、收集生产信息和实施自控。¾典型代表：z大庆：开发初期为多井串联集油流程，后调整为计量站集油流程。z自然条件恶劣的新疆油田：采用计量站集油流程、二级布站、井口加热、单管油气混输集油流程。1245复杂断块和分散小油田¾一般先建设简易设施、视试采情况再配套完善。多采用多功能油气处理设备，以简化流程，节约建设和经营费用。z对断块分散的小油田，采用“单井拉油”或“几口井集中拉油”的集油方式。z对产量低、间歇出油的小油田，采用定期开井、油罐车收油、拉油的集油方式。z分散于老油田外围的小断块油田，尽量利用老油田的处理设施。z对断块分布集中，产量较高的油田，在各断块油田内建计量站及接转站，在适中的地域内建集中处理站或利用老油田的集中处理站。46低渗透油田¾由于单井产量低，应进一步简化地面设施、降低建设和经营成本。z不建任何固定的油气集输设施，利用车载捞油装置完成油井的采油、拉油。z采用小阀门、小管线、小设备，以及简化的橇装式油气水处理小装置。47稠油热力开采油田¾对于井深较浅、50℃粘度低于500mPa·s的稠油，可采用单管加热集油流程。¾对于中高粘度稠油宜采用掺稀释剂降粘集油流程。常用的稀释剂：轻质原油、轻质馏分油、活性水。48六、气田集气系统¾与油田集输系统的不同处：z气藏压力一般较高，在气田开采的大部分时间内，可依靠气藏能量完成气体的集中、净化、加工，甚至通过输气管道直接送至用户。z从气藏至用户，气体处在同一高压、密闭的水力系统内，集气、加工、净化、输气、用气等环节间有着密不可分的相互联系。z在一定的条件下，集气系统内会形成固态水合物堵塞管线和设备，防止水合物形成是集气系统的重要工作。1349¾主要组成：z气井井场z集气站脱出气体中夹带的凝液、水和机械杂质，对各气井进行计量z天然气处理厂把原料气加工成商品天然气z管线六、气田集气系统50六、气田集气系统¾按井场与集气站的连接形式分为：z放射状集气系统z树枝状集气管网z环状集气管网51放射状集气系统52树枝状和环状集气管网树枝状管网环状管网