油⽓集输知识读本
主编：孙⼴顺苏欲波张代红
前⾔
随着油⽥开发的不断深⼊，油⽔井井况⽇益复杂，⽯油开采难度越来越⼤，油⽥⽣产经营管理的重要性也⽇趋突出，越来越多的⼈迫切需要了解⽯油开采技术，为此我们编写了这套⽯油开采知识系列丛书。
《油⽓集输知识读本》以普及知识为⽬的，以油⽓收集、处理、输送为主线，系统地介绍了油⽓集输⼯艺的原理、⽅法、设施、流程，详细介绍了油⽓处理各个过程的⼯艺原理、⽅法、设施和管理⽯油，以及油⽓输送技术知识。可供⾮专业⼈员初步了解油⽓集输⼯艺技术使⽤，也可⽤作转岗培训以及岗前培训教材。 本读本共分六章，第⼀章油⽓集输⼯艺，第六章油⽓输送，由苏欲波编写；第⼆章油⽓分离，第三章原油脱⽔，第四章原油稳定，第五章天然⽓脱⽔，由张代红、李红英编写。最后全书由王⾦汤、王树⼭、张洪歧等同志通稿。
风速辅助全书由中国⽯油天然⽓集团公司的邓敦夏、程天阁等专家、⽼师的审定。另外在本书的编写过程中参考了⼀些相关专家的科研报告及著作在此表⽰衷⼼感谢。
由于⽔平的限制，书中难免有错误和疏漏，恳请⼴⼤读者提出宝贵意见。
编者
2007-06-19
⽬录第⼀章油⽓集输⼯艺
第⼀节油⽓集输系统的⼯作内容
第⼆节油⽓集输流程
第三节⽓⽥集⽓系统
第⼆章油⽓分离
第⼀节油⽓分离概述
第⼆节油⽓分离器类型
第三节油⽓分离器的结构
第四节油⽓分离器的功能及⼯作原理
第五节油、⽓、⽔三相分离器
第六节分离器的保养知识
第三章原油脱⽔
第⼀节原油脱⽔⼯艺的发展概况
第⼆节原油含⽔的影响
第三节乳状液
第四节原油脱⽔的基本⽅法
第四章原油稳定
第⼀节原油稳定⽬的和要求
自动牙刷
第⼆节原油稳定的原理
第五章天然⽓脱⽔
第⼀节天然⽓脱⽔的⽅法
第⼆节固体吸附法第六章油⽓输送
第⼀节油⽓混输
第⼆节原油输送
第三节天然⽓输送
油⽓集输主要是指油、⽓⽥⽣产过程中原油及天然⽓的收集、加⼯和输送。对于⽯油企业来说，油藏⼯程是寻原料，油⽥开发和采油⼯程是提供原料，油⽓集输则是把分散的原料集中，处理使之成为油⽥产品的过程。这过程从油井井⼝开始，将油井⽣产出来的原油、伴⽣天然⽓和其他产品，在集输站（油⽓处理站）进⾏集中、输送和必要的处理、初加⼯，将合格的原油和天然⽓通过长距离输油管线进⾏外输。 第⼀章油⽓集输⼯艺
油（⽓）⽥开发包括油藏⼯程、钻采⼯程及油（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和油⽓矿场加⼯（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。在建设投资中，地⾯⼯程约占油⽥开发总投资的30％～40％，占⽓⽥投资的60％～70％。油⽓集输研究的对象是油、⽓⽥⽣产过程中油⽥内部原油及天然⽓的收集、油⽓加⼯处理和输送问题。
第⼀节油⽓集输系统的⼯作内容
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、井的油压和回压、井流温度等参数及随⽣产延续各种参数的变化情况等，使油藏⼯作者能加深对油藏的认识，适时调整油⽥开发设计和各油⽥的⽣产制度。因⽽油⽓集输系统不但将油井⽣产的原料集中、加⼯成油⽥产品，⽽且还为不断加深对油藏的认识、适时调整油藏开发设计⽅案、正确经济地开发油藏提供科学依据。
⼀、油⽓⽣产⼯艺系统综述
图1－1表⽰油⽓⽣产⼯艺系统的全部内容及其产品。
油井⽣产的产物，经集中初步分离为油、⽓、⽔三种流体。含油污⽔在经处理后，由注⽔井回注地层，以保持地层的能量。
原油在经脱盐降低盐含量后，进⾏稳定或拔顶（从塔器顶部抽出轻质油蒸⽓），稳定后的原油作为油⽥产品送往炼⼚。
图1－1 油⽓⽣产⼯艺系统
含H
2S、CO
2
、H
2
O的酸性湿天然⽓进⾏初步脱⽔，以控制对设备和管道的腐蚀。然后
脱除H
2S和CO
2
，使酸性天然⽓变为“甜”天然⽓。从脱出的H
2
S内回收硫磺，为制酸⼯
业提供原料。CO
2
或回注地层、或出售、或放空。“甜”天然⽓需进⼀步脱⽔，并和原油稳定单元来的拔顶⽓汇合，在烃液回收单元将⽓体内较重的烃液变成液体，这项⼯作称
天然⽓凝液回收，或称轻烃回收。天然⽓凝液加⼯成液化⽯油⽓（C
3、C
4
烷烃）和稳定
海水防腐涂料
轻烃
5
C（也称天然汽油或轻质⽯脑油）。液化⽯油⽓作为油⽥产品外销，或供⽯油化⼯⼚做原料。稳定轻烃外销。
在凝液回收单元的不凝⽓中，主要为C
1和部分C
2
，经管道送往⽤户，或部分⽓体
供给液化天然⽓（LNG）⼚。液化后的天然⽓，可供⽯油化⼯⼚做原料，或再汽化为⽤户提供调峰天然⽓。
由于油⽥所处的⾃然和社会环境不同，油藏类型、规模、原油与天然⽓组分和物理性质不同，因⽽各油⽥并⾮必须具备上述油⽓⽣产的全部⼯艺环节。例如，除各别特例外，我国所产原油盐含量较少，在矿场内⼀般不进⾏脱盐，脱盐⼯作放在炼⼚。⼜如我国天然⽓脱酸⽓和脱⽔常集中在⼀个⼚区内，不必进⾏天然⽓两次脱⽔。只有在海洋开采⽯油时，为减少平台⾯积，平台上只设脱⽔单元，防⽌海底油⽓输送管道腐蚀，油⽓加⼯单元设在陆上，才需两次脱⽔。图1－1全⾯⽽直观地表⽰了油⽥所产油⽓⽔的流向、各种加⼯处理环节和产品。
⼆、油⽓集输系统主要⼯作内容
尽管因各油⽥的具体情况不同，构成了不同的符合各油⽥情况和特⾊的油⽓集输系统，但各油⽥的油⽓集输系统也存在⼀定的共性：接收油井流出的原料，⽣产出油⽥产品。除各别特殊油⽥外均有与图1－1类同的主要⼯作内容，我国⽯油⼯作者将油⽓集输归纳为图1－2所⽰的⽅框流程。
按图1－2，油⽓集输的主要⼯作内容包括有11⼤项。
1．油井计量
测出每⼝油井内原油、天然⽓、采出⽔的产量，作为分析油藏开发动态的依据。
将计量后的油井产物（油、⽓、⽔）或油⽔混合物集中，通过管线输送⾄有关站场进⾏处理。
3．集⽓
将油⽥内部⼀级油⽓分离器分出的天然⽓通过管线输送⾄⽓体处理⼚进⾏净化和加⼯。
cn-m4．油⽓⽔分离
将井流分离成原油、天然⽓、采出⽔。必要时，还需分离出井流中所含的固体杂质。
图1－2 油⽓集输系统的⼯作内容
5．原油处理（脱⽔）
含⽔原油经破乳、沉降、分离，脱除游离⽔、乳化⽔和悬浮固体杂质，使商品原油含⽔率⼩于规定的质量标准。
6．原油稳定
脱除原油内易挥发组分，使原油饱和蒸汽压等于或低于商品原油规定的标准。稳定过程中产⽣的呈⽓态的易挥发组分送⽓体处理⼚回收凝液。
7．原油储存
将符合商品原油标准的原油储存在矿场原油库中，以调节原油⽣产和销售间的不平衡。
8．天然⽓净化
天然⽓净化包括脱出天然⽓中的饱和⽔和酸性⽓体（H
2S、CO
2
、）。通过脱⽔，使⽓
体在管线输送时不析出液态⽔，以满⾜商品天然⽓对⽔露点的要求；或⽤冷凝法回收凝液时不析出液态⽔。商品天然⽓对酸性⽓体的含量也有严格规定，当原料⽓内酸性⽓含量超过规定值时，需要脱除硫化氢、⼆氧化碳等酸性⽓体。
9．天然⽓凝液回收
油⽥伴⽣⽓中含有较多的、容易液化的丙烷和⽐丙烷重的烃类，回收天然⽓中重组分凝析液，可满⾜
商品天然⽓对烃露点的要求。加⼯天然⽓凝液可获得各种轻烃产品（液化⽯油⽓、天然汽油），以提⾼油⽥的经济效益。
10．凝液储存
将轻烃产品储存在压⼒储罐中，以调节⽣产和销售间的不平衡。
11．采出⽔处理
将分离后的油⽥采出⽔进⾏除油、除机械杂质、除氧、杀菌等处理，使处理后的⽔
质符合回注油层或国家外排⽔质标准。
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，油井产物中的⽔含率、携沙量会逐渐增⾼。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。
第⼆节油⽓集输流程
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，称为⼯艺流程。油⽓集输流程是油⽓在油⽥内部流向的总说明，图 1－1图1－2即为简单的油⽓集输⽅框流程。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。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。各油⽥的输油流程没有本质上的区别，因⽽讨论的重点是集油流程。某些西⽅国家所属油⽥，集中处理站上游部分归采油公司所有，下游部分归管道公司所有，管道公司的管道深⼊油⽥内部从各集中处理站获取商品原油，将其集中⾄输油⼲线⾸站输送⾄⽤户。这种深⼊油⽥内部从各集中处理站收油的管道，国外称为集油⼲管线。
⼀、集油流程
集油是收集、计量油井产物的过程。国内外的集油流程⼤体分为三类。⼀类是产量特⾼的油井，每⼝井有单独的分离、计量设备，有时还有单独的油⽓处理设备，这种流程的经济性⼀般较差；第⼆类为计量站集油流程，每⼝油井有单独的出油管线（管线⼀般为50 mm ~100mm）把油井产物送往（分井）计量站，在计量站内轮流计量每⼝油井
的油⽓产量。此后与其他油井产物汇合后输往集中处理站，这种流程的使⽤最为⼴泛，见图1－3所⽰；
第三类为多井串联集油流程，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，由设在各井场上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，见图1－4所⽰。我国油⽥采⽤的集油流程多为第⼆类，少数为第三类流程。
图1－3 计量站集油系统图1－4 多井串联集油系统
（⼀）集油流程的分类及命名
根据各油⽥的具体情况，在应⽤计量站集油流程和多井串联集油流程时，我国⽯油界常按流程中最具特⾊的部分命名集油流程。
1．按集油加热⽅式命名集油流程
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、井场加热集油流程、热⽔伴随集油流程、蒸汽伴随集油流程、掺热⽔集油流程、掺热油集油流程、产蒸汽集油流程等。
冷风门2．按集油管⽹形态命名集油流程
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命名集油流程
按通往每⼝油井的管线数量，分别有单管集油流程、双管集油流程和三管集油流程等。
4．按集油系统的布站级数命名集油流程
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集油流程，有计量站和集中处理站的称⼆级布站集油流程，三级布站集油流程有计量站、接转站和集中处理站。
近年来，随油⽥⾃动化⽔平的不断提⾼，出现了“⼀级半布站”集油流程，也称选井点集油流程。所谓“⼀级半布站”集油流程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。选井点有两条管线通往集中处理站，⼀条为油井计量⽤的管线，与设在集中处理站的计量分离器相连；另⼀条为其他不计量油井井流的集油管线。
5．按流程的密闭性命名集油流程
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（⽴式固定顶油罐），这种流程称为开式集油流程。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集油流程。
事实上，各油⽥的具体流程常是上述⼏种流程的组合。
（⼆）各集油流程的特点及适⽤条件小型塑料封口机
以下简要介绍我国油⽥的典型集油流程。
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