油氣集輸工藝流程論文

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油氣集輸工藝流程論文

　　油氣集輸工藝流程論文【1】

油氣集輸工藝流程論文

　　【摘要】本文介紹了油氣集輸?shù)陌l(fā)展歷史，通過油氣集輸方法介紹和對比研究，深入分析各種方式的優(yōu)缺點，根據(jù)各地的不同特點，總結(jié)出最適合自己的油氣集輸方案，在油田的開發(fā)中，能夠最大化地利用資源，并油田的發(fā)展和國家建設(shè)提供強有力的能源支持。

　　【關(guān)鍵詞】油氣集輸工藝采油技術(shù) 設(shè)計原則

　　1 油氣集輸?shù)匚慌c歷史

　　油氣集輸即將各油井生產(chǎn)的原油和天然氣進行收集、計量、輸送和初加工的全過程的順序。

　　1.1 油氣集輸?shù)牡匚?/p>

　　當油氣的開采價值和地點確定下來，在油田地面上需建設(shè)各種生產(chǎn)設(shè)施、輔助生產(chǎn)設(shè)施和附屬設(shè)施，以滿足油氣開采和儲運的要求。建設(shè)工程量和投資一般占整個地面工程的40%-50%，是整個地面工程的核心和龍頭。

　　它能保持油氣開采與銷售之間的平衡，使原油、天然氣、液化石油氣、天然汽油產(chǎn)品質(zhì)量合格。油田所采用的油氣集輸流程及工程建設(shè)規(guī)模及總體布局，都會對油田的可靠生產(chǎn)、建設(shè)水平、生產(chǎn)效益起到關(guān)鍵性的作用。

　　1.2 發(fā)展歷史

　　油氣集輸和儲運技術(shù)隨著油氣的開發(fā)應(yīng)運而生。早在中國漢代，蜀中人民就采用當?shù)厥a(chǎn)的竹子為原料，去節(jié)打通，外用麻布纏繞涂以桐油，連接成“筧”，就是我們現(xiàn)在鋪設(shè)的輸氣管線。到了19世紀中葉以后，四川地區(qū)的這些管線總長達二三百里，專門從事管道建設(shè)的工人就有一萬多人。

　　在當時的自流井地區(qū)，綿延交織的管線翻越丘陵，穿過溝澗，形成輸氣網(wǎng)絡(luò)，使天然氣的應(yīng)用從井的附近延伸到遠距離的鹽灶，推動了氣田的開發(fā)，使當時的天然氣年產(chǎn)達到7000多萬立方米。

　　直到20世紀末期，各油田相繼進入高含水采油期，各油田在開采的同時開始注意節(jié)能降耗的問題，一批世界先進水平的高效節(jié)能油氣集輸工藝流程相繼研發(fā)成功，使我國在油氣集輸方面進入了高效時期。

　　2 油氣集輸系統(tǒng)的工作內(nèi)容與分類：

　　2.1 油氣集輸工作步驟

　　(1) 油井計量;

　　(2)集油、集氣;

　　(3)將井流分離成原油、天然氣、采出水;

　　(4)脫除原油內(nèi)易揮發(fā)成分，使原油飽和蒸汽壓等于或低于商品原油規(guī)定的標準;將符合商品原油標準的原油儲存在礦場原油庫中，以調(diào)節(jié)原油生產(chǎn)和銷售間的不平衡;

　　(5)天然氣凈化，對分離出的天然氣進行進一步的脫水，脫酸，脫氫等處理。使其符合商品天然氣中含量指標的嚴格規(guī)定;

　　(6)含油污水處理

　　2.2 油氣集輸流程分類

　　(1)按不同加熱方式：不加熱、井場加熱、熱水伴隨、蒸汽伴隨、摻稀油、摻熱水、摻活性水、摻蒸汽集油流程。

　　(2)按通往油井的管線數(shù)目：單管、雙管和三管集油流程。

　　(3)按集油管網(wǎng)形態(tài)：米字型、環(huán)型、樹狀和串聯(lián)管網(wǎng)集油流程。

　　(4)按油氣集輸系統(tǒng)布站級數(shù)：油井和原油庫之間集輸站場級數(shù);

　　一級布站集油流程：只有集中處理站;

　　二級布站集油流程：計量站和集中處理站;

　　三級布站集油流程：計量站、接轉(zhuǎn)站(增壓)和集中處理站;

　　(5)集輸系統(tǒng)密閉程度：開式和密閉流程

　　3 油氣集輸流程設(shè)計原則

　　油氣集輸整個流程的設(shè)計工藝的影響因素很多，例如：油田開發(fā)的特征、油氣物性、產(chǎn)品方案和井場實際條件。通過優(yōu)化選擇，得出性價比相對最高的一種生產(chǎn)工藝設(shè)計。其相關(guān)原則如下：

　　(1)根據(jù)不同油田的油氣特質(zhì)和實際地質(zhì)特征，采取適當工藝措施，適度提高并控制整個流程系統(tǒng)內(nèi)部的運作壓力，盡量減少采油的中間環(huán)節(jié)，以此來減少中間環(huán)節(jié)的能耗。

　　(2)努力維持整個生產(chǎn)系統(tǒng)的的采輸平衡，定期檢查保證集輸泵站和儲油庫的儲油能力。

　　(3)流程密閉，最大化利用地層能量，降低在運輸?shù)倪^程中產(chǎn)生不必要的油氣損耗;

　　(4)充分收集和利用油氣資源，生產(chǎn)合格產(chǎn)品，凈化原油，凈化油田氣、液化氣、天然汽油和凈化污水(符合回注油層或排放要求);

　　(5)便于管理，實現(xiàn)自動化，在生產(chǎn)環(huán)節(jié)中減少人工操作環(huán)節(jié)，減輕工人勞動強度。

　　(6)合理布局生產(chǎn)工藝流程，能夠滿足“三脫”、“三回收”等要求。

　　4 國內(nèi)外在油氣輸送流程上的現(xiàn)狀

　　4.1 加熱集輸

　　由于中國多數(shù)油田目前產(chǎn)油為“三高”原油(含蠟量高、凝固點高、粘度高)，為使集輸過程中油、氣、水不凝，達到低粘度，安全輸送，從油井井口至計量站或接轉(zhuǎn)站間，一般采用加熱集輸。主要方法有：

　　(1)井口設(shè)置水套加熱爐，加熱油氣或者用蒸汽或熱水伴熱;

　　(2)從井口摻入熱水或熱油等;

　　但加熱輸送缺點是：一是低輸量受到熱力條件的制約，二是一旦發(fā)生事故停輸，必須立即搶修，及時恢復(fù)運行，較長時間的停輸會釀成凝管事故。

　　4.2 不加熱集輸

　　北美國家的輸油管道多是輸送低凝點、低粘度的原油，所以多為不加熱輸送。

　　通過對原油流變性的研究，在一些油田集輸管道中添加化學降凝劑后使用常溫輸送技術(shù)。因為實際生產(chǎn)需要和常溫輸送的工藝優(yōu)越性，促使此項技術(shù)日趨成熟。近年來，我國有部分管道應(yīng)用此技術(shù)，取得的技術(shù)成果和經(jīng)濟效益是十分明顯的。

　　4.3 密閉輸送工藝

　　現(xiàn)代社會對石油和天然氣等能源的依賴，使長距離的油氣集輸成為必然，目前常用的有兩種：

　　(1)旁接油罐：優(yōu)點是有緩沖過程，允許調(diào)節(jié)的時間長，對自動化水平要求低。

　　(2)從泵到泵：不再使用中間站進旁接罐的開式運行方式，而把全線制造成一個水力系統(tǒng)，可以充分利用上站壓力，節(jié)約能耗和中間站儲運設(shè)備投資，而且也避免了油氣蒸發(fā)損耗。密閉輸油工藝取決于設(shè)備的可靠性、自動化水平和水擊問題的解決。

　　4.4 優(yōu)化運行技術(shù)

　　優(yōu)化運行技術(shù)是國外多采取的運行方式，在SCADA(數(shù)字采集與監(jiān)控系統(tǒng))中基本上都裝有優(yōu)化運行控制軟件，它可在不考慮調(diào)速的基礎(chǔ)上，對管道的運行方案進行優(yōu)化，使管道在最經(jīng)濟的狀態(tài)下運行，減小低輸量時的不匹配性，減少乃至消除節(jié)流損失。

　　5 結(jié)論

　　油氣礦場的開采集輸工藝流程的選擇是一項系統(tǒng)工程，如何合理優(yōu)化調(diào)整地面工程的各個系統(tǒng)，提高各系統(tǒng)的負荷率及運行效率是當前油田所面臨的關(guān)鍵，利用已建設(shè)施的現(xiàn)狀進行合理的優(yōu)化整合;并且能夠使用成熟的節(jié)能新工藝、新技術(shù)是油田節(jié)能降耗、挖潛增效、降低生產(chǎn)成本的重要手段。

　　合適的集輸工藝流程可以提高我國油氣集輸方面整體實力，為我國工業(yè)發(fā)展和整體國力的提高做貢獻。

　　參考文獻

　　[1] 袁宗明.天然氣集輸管網(wǎng)系統(tǒng)最優(yōu)規(guī)劃研究[D].西南石油學院，2002

　　[2] 劉瑞，苗放，葉成名.基于數(shù)字地球平臺的油氣工程技術(shù)應(yīng)用[J].成都理工大學學報(自然科學版)，2009(02)

　　油氣集輸工藝流程研究【2】

　　摘要：文章首先對國內(nèi)外采油技術(shù)的發(fā)展做了相應(yīng)的回顧，然后對油氣集輸進行了介紹和對比研究，使讀者了解其中的細節(jié)，掌握各種方式的優(yōu)缺點，根據(jù)各地的不同特點，總結(jié)出最適合自己的油氣集輸方案，以提高我國油氣集輸方面整體實力，為我國工業(yè)發(fā)展和整體國力的提高做貢獻。

　　關(guān)鍵詞：油氣集輸;采油技術(shù);原油集輸工藝;原油脫水

　　油氣集輸，作為油田生產(chǎn)油氣整體過程中的一個環(huán)節(jié)，在整體操作過程中，有著極其重要的作用。油氣集輸主要負責的任務(wù)有四個方面：

　　(1)將開采出來的石油氣、液混合物傳輸?shù)教幚碚荆瑢⒂蜌膺M行分離以及脫水，使原油達到國家要求標準;(2)將合格的原油通過管道輸送到原油儲存庫進行儲存;(3)將分離出來的天然氣輸送到再加工車間，進行進一步的脫水，脫酸，脫氫等處理;

　　(4)分別把經(jīng)過處理，可以使用的原油和天然氣輸送給客戶。由于油氣集輸涉及到整個油田的各戶鉆井，因此相較于其它環(huán)節(jié)，油氣集輸鋪設(shè)范圍廣，注意部位多等諸多相關(guān)難題，因此，一個油田油氣集輸環(huán)節(jié)技術(shù)水平的高低，可能會直接波及到整個油田的整體開發(fā)水平和能力。下面筆者對油氣集輸進行相關(guān)介紹，希望對讀者有所幫助。

　　一、油氣集輸分類及設(shè)計原則

　　(一)油氣集輸流程分類

　　1.按加熱方式。按加熱方式可分為不加熱流程、熱水伴隨流程、井場加熱流程、蒸汽伴隨流程、摻熱水流程、摻稀油流程、摻活性水流程以及摻蒸汽流程。

　　2.按管線數(shù)目。按油井管線數(shù)目可分為單管、雙管和三管集油流程。

　　3.按管網(wǎng)形態(tài)。按管網(wǎng)分布形態(tài)可分為米字形管網(wǎng)流程、環(huán)形管網(wǎng)流程、樹形管網(wǎng)流程以及串聯(lián)式管網(wǎng)流程。

　　4.按系統(tǒng)步站級數(shù)。按著整個油氣集輸系統(tǒng)的步站級數(shù)可分為一級步站流程、二級步站流程和三級步站流程。其中一級流程中只含有集中處理站，二級流程有集中處理站和計量站，三級流程除了擁有集中處理站、計算站外，還擁有增壓接

　　轉(zhuǎn)站。

　　5.按密閉程度。按著系統(tǒng)密閉程度可分為開放式和密閉式集油流程。

　　(二)油氣集輸流程設(shè)計原則

　　油氣集輸?shù)恼麄€流程，會因為油田內(nèi)蘊含的油氣物理及化學性質(zhì)的差異，地理自然條件的制約，經(jīng)濟利用價值和方式的不同，采取不同的油氣集輸方案。通過相互對比，得出性價比相對最高的一種設(shè)計流程。尤其技術(shù)流程設(shè)計所遵循的基本原則

　　如下：

　　1.整個油氣集輸流程，盡量全程封閉，以減少油氣在運輸?shù)倪^程中產(chǎn)生不必要的損耗。

　　2.最大限度地收集油田中所出產(chǎn)的油氣資源，把油氣資源最大限度地生產(chǎn)加工成為符合使用標準的原油、天然氣等相關(guān)產(chǎn)品。

　　3.充分利用油田礦井中的流體壓力，適當提高并控制整個流程系統(tǒng)內(nèi)部的運作壓力，以逐步擴大輸出半徑，減少中轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)，以避免中轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)造成的油氣損耗。

　　4.合理利用系統(tǒng)中的熱量，做好對整個油氣集輸流程的溫度的整體控制，做好保溫控制的同時，減少運輸過程中的熱耗。

　　5.在同等條件限制下，采用相對性能較高，整體工藝及操作較為簡便的系統(tǒng)，以提高整體效率。

　　二、國內(nèi)外在油氣集輸流程上的現(xiàn)狀

　　(一)原油集輸工藝

　　在含蠟量過高，高凝聚油田中，國際上包括我國，普遍應(yīng)用的是加熱集輸工藝，并在集輸線路上多級布站，單井計量，單雙管協(xié)調(diào)集油，最后經(jīng)由大站對原油集中處理的聯(lián)合工藝系統(tǒng)。另外國外一些國家對高含蠟原油開采過程中，出去加熱外，還進行添加化學物質(zhì)降低粘合度的方式進行單管油氣集輸。對含蠟量不高的油田，一般采用單管不加熱油氣集輸工藝流程。

　　在油氣集輸工藝流程上，我國的大慶油田，在國內(nèi)外都處于領(lǐng)先地位。由于石油開采儲備問題，現(xiàn)在油田的開采一開始進入高含水階段，由于原油含水量的增加，開采時的原油特性有所改變，油氣集輸集輸，也向著常溫或低溫集輸工藝發(fā)展，并進一步簡化整個集輸工藝流程。

　　(二)多項資源混合技術(shù)

　　由于現(xiàn)在生活對石油和天然氣的依賴，長距離的油氣集輸必然要得到應(yīng)用，同時也是一項世界前沿科技，從20世紀80年代開始，各國就已經(jīng)對此項工藝流程進行開發(fā)研究�，F(xiàn)今流行的工藝流程為多相混合油氣集輸技術(shù)，同時與電熱技術(shù)配合，對于長距離油氣集輸有著重要的意義，經(jīng)過多年的開發(fā)與研究，現(xiàn)在工藝流程在不斷地簡化和自動化，加強了油氣集輸?shù)木嚯x和集輸過程的保護。

　　(三)原油脫水工藝流程

　　對于含水量過高的原油集輸，國內(nèi)外通常采取兩段式脫水工藝流程。其中，一段為脫出游離水，主要措施有大罐沉降和凝結(jié)脫水兩項措施。二段脫水加裝電機，交直流變電式復(fù)合脫水法進行脫水。對于一些含蠟量少，凝點較低的高含水型原油，主要采取熱化學反應(yīng)脫水工藝流程。

　　目前，在集輸原油脫水方面，各國都在開發(fā)研制高效的游離水脫除器�，F(xiàn)在國際上應(yīng)用的游離水脫除器普遍采用臥式結(jié)構(gòu)，整個沉降脫出過程大概需要30～40分鐘，水驅(qū)采出伴生液沉降時間為15～20分鐘，聚驅(qū)流程需要大概30分鐘時間。因此，根據(jù)原油開采狀況，研制并使用高效率游離水脫除器是很有必要也是很有效的一種原油脫水

　　工藝。

　　三、我國在油氣集輸流程上的發(fā)展

　　我國在20世紀初期，就已經(jīng)開始大規(guī)模開采石油，最初的油氣集輸系統(tǒng)也是從那個時候產(chǎn)生的，隨著工業(yè)技術(shù)的逐步成熟，各種大型油田也不斷地被發(fā)現(xiàn)，并進行開發(fā)和開采工作，油氣集輸工藝流程從最開始的單井集油，到現(xiàn)在的高效油氣集輸工藝流程，前后經(jīng)歷了一個世紀的發(fā)展，也是我國在油氣集輸領(lǐng)域處于世界領(lǐng)先行列。下面就介紹下我國這一個世紀以來前后經(jīng)歷的油氣集輸工藝五個階段的變化和發(fā)展。

　　(一)單井集油階段(20世紀初至20世紀30年代)

　　單井集油，即在油田的開發(fā)過程中，多數(shù)使用的是單井集油，單井加工的操作流程，只要石油，不收集天然氣。原油的加工也僅限于沉降法來脫水以及除沙，屬于最簡單的工藝流程，這種工藝流程浪費較大，原油加工較為粗糙。代表油田：出礦坑油田(1906年)、延長油田(1907年)、玉門油田開發(fā)初期(20世紀30年代初)。

　　(二)選油站階段(20世紀30年代末至50年代)

　　隨著玉門油田的開發(fā)規(guī)模逐步擴大，地面油氣集輸工程開始逐漸形成系統(tǒng)。將幾口井所產(chǎn)的油氣集中到一個選油站內(nèi)，原油在開放式的罐體內(nèi)，經(jīng)過沉淀脫水，經(jīng)過油泵輸送到集油站內(nèi)，裝車外運。這種由管線和部分簡單的相關(guān)系統(tǒng)形成的開放式集油流程，就是油氣集輸最原始的系統(tǒng)。

　　該系統(tǒng)最初由前蘇聯(lián)巴魯寧首次使用，故又稱巴魯寧流程系統(tǒng)。代表油田：玉門油田中后期(20世紀30年代末)、克拉瑪依油田(20世紀50年代)

　　(三)密閉集油階段(20世紀60年代至70年代初)

　　新中國建立以后，特別是進入60年代全國工業(yè)大發(fā)展進程加快，相繼開發(fā)出了一大批儲量豐富，質(zhì)量過硬的大型油田。這類油田在開發(fā)的過程中，逐漸形成了以封閉式為主，多種集油流程共存的油氣集輸系統(tǒng)。

　　這種系統(tǒng)先后開創(chuàng)了單管密閉，井網(wǎng)排狀流程，后來又發(fā)展成井網(wǎng)“米”字形流程。這種流程由單管輸出，通過計量站和集油站進行分離、脫水等相關(guān)處理。這套流程在油氣的集中環(huán)節(jié)，做到了初步的密閉式收集，但進行脫水階段，還是開放式的，有一定的油氣損耗。

　　這一時期，是油氣集輸發(fā)展相對較快的時期，許多油氣集輸方案和工藝都是在這一時期研發(fā)出來的。包括加熱保溫集輸、設(shè)備工藝創(chuàng)新等。后來發(fā)展出來的常溫油氣集輸，也是在這一時期試驗成功并推廣應(yīng)用的。

　　這一成果使高含蠟原油的集輸技術(shù)有了重大突破。代表油田：大慶油田、勝利油田、遼河油田、大港油田等新中國成立后開發(fā)出來的大部分新型油田。

　　(四)“三脫三回收”集油階段(20世紀70年代中期至80年代末)

　　隨著技術(shù)革新，和人們對石油認知的加深，我國油田采集者們充分的認識到了老式油氣集輸方式在資源利用上的浪費。通過研究和實踐，提出了“三脫三回收”的油氣集輸方案。即原油的脫水、脫氣以及從脫離出來的天然氣中脫輕烴，回收輕烴，采出水和廢水中殘留的原油這一整套的油氣集輸處理技術(shù)。

　　充分采集利用石油采出過程中的全部資源，即原油、天然氣、輕烴及采出水這四種資源，確保資源不流失。從70年代中期開始，經(jīng)過十余年的努力，在技術(shù)攻關(guān)上，成功解決了各脫出和回收環(huán)節(jié)中資源流失的問題，做到了最大限度的資源利用。

　　同時增加了除原油外另外三種資源的深加工系統(tǒng)。到20世紀80年代末，我國各大主要油田都完全掌握了“三脫三回收”的全套技術(shù)流程，并實現(xiàn)了產(chǎn)出自重合格資源產(chǎn)品的要求。

　　(五)油氣高效集輸技術(shù)階段(20世紀90年代至今)

　　從20世紀90年代開始，我國各大油田相繼進入高含水采油期，各大油田都把節(jié)能降耗作為開采過程中的重點問題來對待。特別是“十一五”計劃以來，節(jié)能減排成為了我國各產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要目標，近年來更是變?yōu)橛残灾笜恕?/p>

　　各大油田在為了響應(yīng)國家號召，在油氣集輸工藝流程方面，突出了高效節(jié)能問題，研發(fā)出了一批具有世界領(lǐng)先水平的高效節(jié)能油氣集輸工藝流程，使我國在油氣集輸方面進入了高效時期，并在世界處于相對領(lǐng)先地位。

　　四、結(jié)論

　　由于石油開采在不同時期所含有的伴生物大不相同，所以在石油開采方面，油田開發(fā)者應(yīng)時刻注意油田開采伴生物的變化，根據(jù)不同地理位置和不同環(huán)境下，對不同伴生物原油進行規(guī)劃不同的油氣集輸工藝流程，找到最適合自己的油氣集輸工藝，不斷完善和發(fā)展，使油田開采可以做到資源的最大化利用，為國家的發(fā)展和建設(shè)提供強有力的能源支持。

　　同時應(yīng)該鼓勵開發(fā)和利用新型能源，做到逐步替代礦石能源，在新能源開發(fā)領(lǐng)域走在世界的前沿，使自己不受能源的制約，以促進自身的

　　發(fā)展。

　　參考文獻

　　[1]袁宗明.天然氣集輸管網(wǎng)系統(tǒng)最優(yōu)規(guī)劃研究[D].西南石油學院，2002.

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　　[3]孫寧.油田企業(yè)能耗評價與優(yōu)化決策研究[D] .中國石油大學，2008.

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　　[7]劉揚.集輸管網(wǎng)系統(tǒng)模糊優(yōu)化設(shè)計[J].大慶石油學院學報，1992，(2).

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