油气田地面工程概论.pptx

第二章 油气集输流程油气田地面工程概论1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。2油气集输流程油气集输流程是油气在油田内部流向的总说明。3集输过程示意图4油气集输流程油气集输流程是油气在油田内部流向的总说明。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。l从油井到集中处理站的流程称集油流程；l从集中处理站到矿场油库的流程称输油流程。l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。5油气集输流程油气集输流程是油气在油田内部流向的总说明。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。l从油井到集中处理站的流程称集油流程；l从集中处理站到矿场油库的流程称输油流程。l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。6第二章 油气集输流程一、集输流程建设规模的确定二、集输流程的分类三、常见的集输流程四、集输流程中的能量利用五、选择集输流程的依据和原则六、油田类型和集输流程的关系七、气田集气系统7一、集输流程建设规模的确定油田的生产特点：l油气产量随开发时间呈上升、平稳、下降；l原油含水率逐年升高。反映到集输系统上：l数量（油、气、水产量）的变化；l质（如原油物性）的变化。8一、集输流程建设规模的确定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。9一、集输流程建设规模的确定l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。l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。10一、集输流程建设规模的确定 油气集输流程的适用期一般为510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。11二、集输流程分类按布局方式：l单井分离、单井计量u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。u此流程的经济性较差。l计量站集油流程l多井串联集油流程12计量站集油流程l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。l此流程使用最为广泛。13多井串联集油流程l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。l此流程不便于集油系统的调整和改造。14二、集油流程分类按集油加热方式：l不加热集油流程l加热集油流程l热水伴热流程l蒸汽伴热流程l掺热水集油流程l掺热油集油流程l掺蒸汽集油流程15二、集油流程分类按通往油井的管线数量：l单管流程l双管流程l三管流程按集油管网形态：l米字形管网集油流程l环形管网集油流程l树枝状管网集油流程l串联管网集油流程16二、集油流程分类按集油系统的布站级数：l一级布站流程内只有集中处理站；l二级布站有计量站和集中处理站；l三级布站有计量站、接转站和集中处理站；l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。17“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18二、集油流程分类按流程的密闭性l开式流程：u在集中处理站进行原油稳定工艺前原油通过常压储罐u原油中大量易挥发组分逸入大气。l密闭流程19三、常见的集输流程20单管不加热集油流程21单管不加热集油流程l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；l 节能、建设费用和运行费用较低。22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23单管加热集油流程井场加热炉的作用：l加热井流；l对油井井筒进行热油循环清蜡；l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。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。24双管掺热水（油）集油流程1计量分离器；2计量仪表25双管掺热水（油）集油流程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。热水（油）由井口掺入油井出油管线。热水（油）提高井流温度、降低液相粘度，增加出油管线的输量。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。26三管热水伴热集油流程27三管热水伴热集油流程计量站（接转站）间有三条管线：井流、热水和回水。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。优点：l通过管道换热，间接地为出油管线提供热能，安全性较好；l热水不掺入出油管线内，油井计量较准确。缺点：l投资大、钢材消耗多、热效率低。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。28多井串联集油流程29多井串联集油流程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。优点：l钢材耗量少、建设速度和投产见效快。缺点：l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；l各井的生产相互干扰、流程适应能力差，不便于调整和改造。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。30环形集油流程31环形集油流程属多井串联集油流程。为减少串联井相互干扰的缺点，控制环路长度为2.53km，串联油井数一般为4口。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。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。32简易橇装集油流程间歇地向集中处理站输油。适合气油比小、产量小的井区。33四、集输流程中的能量利用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。集输中可以利用的能量有：l地层剩余压能和热能；l水力设备和加热设备提供的能量；l地形起伏造成的势能能量。34四、集输流程中的能量利用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。提高集输系统的压力具有一定的优越性：l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；l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；l为不加热输送创造条件，减少油田的自耗燃料。35五、选择流程的依据和原则选择依据：l以确定的油气储量、油藏工程和采油工程方案为基础 应充分考虑油田面积、油藏构造类型、油气储量、生产规模、预计的油田含水变化情况、单井产油量、产气量以及油井油压和出油温度。l油气物性 原油：蜡含量、胶质含量、杂质含量、密度、凝点、粘温关系；天然气：天然气组分、H2S、CO2等酸性气体的含量。36五、选择流程的依据和原则选择依据：l油田的布井方式、驱油方式和采油方式以及开发过程中预期的井网调整及驱油方式和采油工艺的变化等。l油田所处的地理位置、气象、水文、工程地质、地震烈度等自然条件，以及油田所在的工农业发展情况、交通运输、电力通讯、居民点和配套设施分布等社会条件。l已开发类似油田的成功经验和失败教训。37五、选择流程的依据和原则选择原则：l满足油田开发和开采的要求；l满足油田开发、开采设计调整的要求和适应油田生产动态变化的要求；l贯彻节约能源原则；l充分利用油气资源，尽量减少集输过程中的油气损耗；l贯彻“少投入、多产出”，提高经济效益的原则；l注意保护生态环境。38六、油田类型和集输流程的关系整装注水开发油田复杂断块和分散小油田低渗透油田稠油热力开采油田39整装注水开发油田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。典型代表：l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。l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。40复杂断块和分散小油田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。l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。l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。l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。l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。41低渗透油田由于单井产量低，应进一步简化地面设施、降低建设和经营成本。l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。l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。42稠油热力开采油田对于井深较浅、50粘度低于500mPas的稠油，可采用单管加热集油流程。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。43七、气田集气系统与油田集输系统的不同处：l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。l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。l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。44七、气田集气系统主要组成：l气井井场l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l天然气处理厂把原料气加工成商品天然气l管线45七、气田集气系统按井场与集气站的连接形式分为：l放射状集气系统l树枝状集气管网l环状集气管网46放射状集气系统47树枝状和环状集气管网树枝状管网环状管网48