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Oil -Gas Gathering and Transportation. 油气集输. 讲课：程远鹏 电话： 15927951840 邮箱： xianxin909@sina.com 石油工程学院油气储运工程系. 上课要求. 上课尽量不要迟到，以免影响他人； 上课时不要使用手机，请把手机调至静音状态或者关机； 上课不要说话，以免影响他人上课； 有事提前请假，上交请假条（短息、电话）； 上课时点名未到，或者无故缺课次数累计过多，取消该门课程的考试资格； 认真做好课堂笔记，按时完成布置的作业。. 课程简介.
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Oil -Gas Gathering and Transportation 油气集输 讲课：程远鹏 电话：15927951840 邮箱：xianxin909@sina.com 石油工程学院油气储运工程系
上课要求 • 上课尽量不要迟到，以免影响他人； • 上课时不要使用手机，请把手机调至静音状态或者关机； • 上课不要说话，以免影响他人上课； • 有事提前请假，上交请假条（短息、电话）； • 上课时点名未到，或者无故缺课次数累计过多，取消该门课程的考试资格； • 认真做好课堂笔记，按时完成布置的作业。
课程简介 本课程是油气储运工程专业的专业必修课之一。其作用为了拓宽大四学生的专业基础知识和技术应用范围，通过学习油气田中的油气集输理论知识，培养学生综合应用所学的基础理论和技术，进行油气集输系统设计及生产管理的科学方法。
主要内容 • 油气集输在油气田开发中 的地位和任务 • 油气集输系统的工作内容 和建设特点 • 油气集输流程 • 气田集气系统
【教学目的】 了解油气集输在油气田开发中的地位和任务；油气集输系统的工作内容；油气集输流程；各个流程特点、适用条件；选择流程的依据和原则等知识。 • 【重点难点】 重点是油气集输系统的工作内容，油气集输流程。难点是油气集输各个具体流程的特点以及适用条件，如何利用所学知识进行集输流程的选择与设计。
一、油气集输在油气田开发中的地位和任务 油(气)田开发包括油藏工程、钻采工程、油(气)田地面工程。 油藏工程研究待开发油田的油藏类型、预测储量和产能、确定油田的生产规模和开发方式； 钻采工程研究钻井、完井工艺及油田开采工艺； 地面工程包括油气集输与油气矿场加工(以下简称油气集输)、油田采出水处理、供排水、注水(注气、注汽、注聚)、供电、通讯、道路、消防等与油田生产密切相关的各个系统。
油气集输系统的功能 • 油气集输系统的功能是：将分散在油田各处的油井产物加以收集；分离成原油、伴生天然气和采出水；进行必要的净化、加工处理使之成为油田商品(原油、天然气、液化石油气和天然汽油)以及这些商品的储存和外输。 • 同时油气集输系统还为油藏工程提供分析油藏动态的基础信息，如：各井油气水产量、气油比、气液比、井的油压(油管压力)和回压(井出油管线起点压力)、井流温度等参数及随生产延续各种参数的变化情况等。
油气集输的主要工作内容包括 • 油井计量 • 集油 • 集气 • 油气水分离 • 原油处理(脱水) • 原油稳定 • 原油储存 • 天然气净化 • 天然气凝液回收 • 凝液储存 • 采出水处理
油田开发和建设是分阶段实施的。油田开发面积和油井的数量会不断增加，因而油气集输系统也必须分期建设。油田开发和建设是分阶段实施的。油田开发面积和油井的数量会不断增加，因而油气集输系统也必须分期建设。 同时已投产油区的生产又是动态的，随开采时间的延续，油井产物中水含率、携砂量会逐渐增高，采油量、气油比逐年下降，原来的自喷井变为间歇自喷或改为抽油井，油井的采油层系也可能发生调整，有的生产井可能转为注水井等，这就要求油气集输系统做出相应的调整以适应油田生产的动态变化。
三、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。 • 油田集中处理站的主要功能是将各井所产原油进行脱水、稳定，生产出商品原油的场地。
集中处理站：油田内部主要对原油、天然气、采出水进行集中处理的站，也叫联合站。集中处理站：油田内部主要对原油、天然气、采出水进行集中处理的站，也叫联合站。 • 联合站是油田原油集输和处理的中枢。它是油气集中处理联合作业站的简称。主要包括油气集中处理(原油脱水、原油稳定、天然气净化、轻烃回收等)、油田注水、污水处理、供变电和辅助生产设施等部分。
三、油气集输流程 从油井到集中处理站的流程称集油流程，从集中处理站到矿场油库的流程称输油流程。 (一)集油流程 国内外的集油流程大体分为三类。 (1)单井计量、单井分离流程 (2)计量站集油流程 (3)多井串联集油流程
计量站集油系统 多井串联集油系统
我国对集油流程的划分： • 1．按集油加热方式 • 2．按集油管网形态 • 3．按通往油井的管线数量 • 4．按集油系统的布站级数 • 5．按流程的密闭性
1．按集油加热方式 油井至计量站出油管线的加热方式有：不加热、在井场加热后井流进入出油管线、热伴随(热水、蒸汽)、掺输(掺热水、掺热油、掺蒸汽)等，相应将集油流程命名为不加热集油流程、井场加热流程、热水伴热流程、蒸汽伴热流程、掺热水集油流程、掺热油集油流程、掺蒸汽集油流程等。
2．按集油管网形态 集油管网形态分别有树枝状集油流程、辐射状集油流程、环状集油流程和多井串联集油流程等。 • 3．按通往油井的管线数量 按通往每口油井的管线数量，分别有单管流程、双管流程和三管流程等。
辐射状集油流程 多井串联集油流程
4．按集油系统的布站级数 在油井井口到集中处理站之间有不同级数的站场，流程内只有集中处理站的称一级布站，有计量站和集中处理站的称二级布站，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。 “一级半布站”是在集中处理站之外，布置若干选井点，选井点仅设分井计量用的选井阀组，不设计量分离器和计量仪表。如我国的宁海油田，苏丹的穆格兰得油田等都采用这种流程。
布站方式 • 一级布站 • 集中处理站 • 一级半布站 • 选井阀组→集中处理站 • 二级布站 • 井口→计量(计量接转)站→集中处理站→矿场油库 • 三级布站 • 井口→计量站→接转站→集中处理站→矿场油库
5．按流程的密闭性 有开式集油流程和密闭集油流程之分。在集中处理站进行原油稳定工艺前，原油通过常压储罐(立式固定顶储罐)，这种流程称开式流程。 因为常压储罐不能避免原油的工作损耗(大呼吸)、呼吸损耗(小呼吸)和闪蒸损耗，原油中大量易挥发组分将逸入大气。开式流程不仅污染环境还影响油田产品的数量和质量，故集油流程应采用密闭流程。
有呼吸阀的油罐 全天候防火防爆呼吸阀
(二)各集油流程的特点及适用条件 • 1．不加热集油流程 这种流程适用于油井井口剩余能量(压力、温度)较高，粘度和倾点低、流动性能好的原油，或单井产量大、原油水含率高的场合。与加热流程相比，这种流程节能、建设费用和运行费用都较低。 1-计量分离器
2．加热集油流程 加热流程适用于倾点和粘度较高的石蜡基原油，有较高的单井油气产量，井口出油温度或管线输送温度低于原油倾点。 加热炉分散布置，使自控系统的实施与管理增加了难度
3．掺热水(热油)集油流程 掺热水流程适用于油井产量较小、原油粘度大、井口出油温度较低的情况。当掺水(油)量调整合理时，生产安全可靠，操作管理方便。 双管流程
4．热水、蒸汽伴热集油流程 三管热水伴热集油流程 1—计量、生产分离器；2—除油分离器；3—缓冲罐； 4—输油泵；5、8—加热炉；6—缓冲水罐；7—循水泵
热水伴热集油流程的优点是：通过管道换热，间接地为油井出油管线提供热能，流程的安全性较好；热水不掺入井口出油管线内，油井计量比较准确。缺点是：投资大、钢材消耗多（三管流程）、热效率低。热水伴热集油流程的优点是：通过管道换热，间接地为油井出油管线提供热能，流程的安全性较好；热水不掺入井口出油管线内，油井计量比较准确。缺点是：投资大、钢材消耗多（三管流程）、热效率低。 蒸汽伴热集油流程除具有热水伴热集油流程相同的优点外，还可节省部分钢材和建设投资（双管流程）。但由于不回收废蒸汽和冷凝水，使锅炉用水量增大、水处理费用上升、锅炉结垢严重、热效率低、寿命短以及蒸汽管线容易腐蚀穿孔等，使流程的建设和经营费用都较高。一般不推荐采用这种流程。
5．多井串联集油流程 此流程也称为萨尔图集油流程。该流程的钢材耗量少，建设速度和投产见效快，极适合大庆油田开发早期的国内条件。 但流程的计量点、加热点多而分散，不便于操作管理和自动化的实施；多口油井串联，各井的生产相互干扰、流程适应能力差并不便于调整和改造。流程也不适合地质条件复杂、断层多、各油井压力、产量相差较大的油田。
多井串联集油流程 1—计量分离器和水套加热炉联合装置；2 —分气包； 3 —加热炉；4—油井
6．环形集油流程 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且电力供应较充足的地方。 1—分离缓冲罐；2—油水增压泵；3—加热缓冲水罐； 4—掺水泵
7．简易橇装集油流程 流程适合于气油比小、产量小井区的集油工作，油田的开发难度大、油井产量低、生产成本高，或处于边开发、边生产阶段。 1—潜油泵；2—储油箱；3—计量箱；4—加热盘管；5—高低液位控制装置；6—收球过滤网；7—电磁阀
(三)选择流程的依据和原则 • 1．选择依据 • (1)集输流程的选择应以确定的油气储量、油藏工程和采油工程方案为基础。 • (2)油气物性。 • (3)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。 • (4)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地的工农业发展情况、交通运输、电力通讯、居民点和配套设施分布等社会条件。 • (5)已开发类似油田的成功经验和失败教训。
2．选择原则 • (1)满足油田开发和开采的要求。 • (2)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。 • (3)贯彻节约能源原则。 • (4)充分利用油气资源。 • (5)贯彻“少投入，多产出”，提高经济效益的原则。
(四)我国油田类型 • 1．整装注水开发油田 油藏完整并连片、面积较大的油田称整装油田，常采用注水开发。整装油田的典型代表为大庆油田。 • 2．复杂断块和分散小油田 复杂断块油田面积小、分散，投资开发风险大，一般采用边勘探、边生产的滚动开发建设方式。 如华北和江苏油田的一些零散井，则采用了定期开井，油罐车收油、拉油方式收集原油。大庆外围和吉林油田的低产井采用车载式捞油装置直接从井筒内提捞原油，尽量减少地面建设费用。
3．低渗透油田 低渗透油田指低产、低丰度(丰度系指石油在岩石孔隙内的丰富程度)、渗透率低的油田。低渗透油田的探明储量约占我国石油总探明储量的22％。 (1)安塞油田的集输流程的特点归结为“单、短、简、小、串”。 (2)靖安油田在安塞油田流程经验的基础上，在集油半径过长的井口、井组或干线上配置简易增压装置进一步降低建设投资。
4．稠油热力开采油田 我国将稠油定义为：50℃时 ≥400mPa.s、20℃时密度 ≥0.9161 g/cm3的原油。稠油在我国原油总产量中约占10%，如克拉玛依红浅山油田。 • 5．滩海油田 渤海湾区域滩海的特点是：海床坡度平缓，淤泥层厚，土壤承载力低，潮差大，冬季有浮冰，近岸有冰堤。在该区域内的油藏大部分是陆上构造的延伸，油气富集程度较低，如辽河油田。
四、气田集气系统 气田集输系统的功能： 收集各气井井流，并进行必要的净化、加工处理使之成为商品天然气及气田副产品(液化石油气、稳定轻烃、硫磺等)。同时气田集输系统还提供气藏动态基础信息，如：各井的压力、温度、天然气和凝析液产量、气体组分变化等。
与油田集输系统不同的是： ①气藏压力一般较高（衰竭式开采）； ②从气藏至用户，气体处在同一高压、密闭的水力系统内； ③防止水合物形成是集气系统的重要工作； ④气田气与油田伴生气的组成不同，气体处理厂的主要业务为脱出H2S和CO2等酸性气体，生产出符合质量要求的天然气。
集气系统主要由气井井场、集气站、天然气处理厂及其间相连的管线组成，井场与集气站的连接形式为“放射状”、“树枝状”和“环状”集气管网。集气系统主要由气井井场、集气站、天然气处理厂及其间相连的管线组成，井场与集气站的连接形式为“放射状”、“树枝状”和“环状”集气管网。 “放射状”集气系统 1—井场；2—采气管线；3—集气站；4—集气支线； 5— 集气干线；6— 集气总站；7— 天然气处理厂
1．井场 气井井场 1—气井；2—采气树针形（节流）阀；3、5—加热炉；4—一级节流阀； 6—二级节流阀；7—温度计
气 • 2．集气站 水 液 多井集气站 1—加热炉；2—节流阀；3—三相分离器；4—孔板流量计； 5—液体流量计
