油气集输知识点

声明：均为个人整理，仅供参考，大家努力复习，正道沧桑。PS ：祝考研同学金榜题名

一班肖帅

绪论

一、油气集输系统的功能：将分散在油田各处的油井产物加以收集；分离成原有、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、天然汽油）以及这些商品的储存和运输。

二、油气集输系统的工作内容和建设特点

图1表示油气生产工艺的全部内容及其产品。

油井生产的产物，经集中并初步分离为油、气、水三种流体。含污水经水处理后，由注水井回注地层，以保持地层的能量。

原油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汽），稳定后的原油作为油田产品送往炼厂。

含222H S CO H 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2H S 和2CO ,使天然气变为“甜”天然气（对！！！你没看错，我也没打错）。从脱出的2H S 内回收硫磺，为制酸工业提供原料。2CO 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类变成液体，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（34C C 、烷烃）和稳定的轻烃5C （也称天然气汽油或轻质石脑油）。液化石油气

作为油田产品外销，或供石油化工厂做原料，或再气化为用户提供调峰天然气。

三、油气集输系统工作内容

主要内容包括：

1、油井计量 测出每口油井产物内的原油、天然气、采出水的产量，作为分析油藏开发动态的依据。

2、集油 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经行处理。

3、集气 将油田内部一级油气分离器分离出的天然气通过管线输送至气体处理厂进行净化和加工。

4、油气水分离 将井流分离成原油、天然气、采出水。必要时，还需要分离出井流中所含的固体杂质。

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 脱出原油内易挥发组分，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的原油油库中，以调节原油生产和销售间不平衡。

8、天然气净化 净化包括脱出天然气中的饱和水和酸性气体（2H S 、2CO ）。

9、、天然气凝液回收 油田伴生气含有较多的、容易液化的丙烷和比丙烷重的烃类，回收天然气中重烃组分凝析液，可满足商品天然气对烃露点的要求。

10、凝液储存 将轻烃产品储存在压力储罐中，以调节生产和销售的不平衡。

11、采出水处理 将分离后的油田采出水进行除油，初机械杂质，除氧，杀菌等处理。

四、集气流程

1、产量特别高的油井，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，该流程经济性差。

2、计量站集油流程，每口油井有单独的出油管线把油井产物送往（分井）计量站，在计量站内轮流计量每口井的油气产量，此后与其他油井产物汇合输往集中处理站，该流程广泛应用。

3、多井串联集油流程，若干口井共用一根出油管线，将产物送往集中处理站。

五、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，具体有：

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注：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。

5、按流程的密闭性

六、各集油流程的特点及适用条件

1、不加热集油流程：如图5，油井以单独的出油管线与计量站相连，各井产物在计量站轮流计量，计量分离器将井流分离成气、液两相分别计量气、液量后，再次混合其他油井产物汇合流至集中处理站。

2、加热集油流程：如图6，在井场设加热炉提高油井井流温度后，沿出油管线流入计

量站，被计量油井井流先经加热后进入计量分离器，在分离器内分成气、液两相并在计量后重新汇合，不计量的油井井流在计量站管汇处混合后，经加热并和计量油井井流混合送往下游。

3、掺热水（热油）集油流程：如图7所示，油气水三相分离器分出的油井采出水（或热油）在供热站加热、增压后通过单独的管线送至计量站，经计量站阀组分配、输送到各井井口。热水（油）由井口掺入油井出油管线。

4、热水、蒸汽伴热集油流程：如图8所示，热水伴热集油流程与掺水流程类似，循环水泵自水罐吸水，增压、加热后，经阀组分配、经保温的热水管线送至各井口，回水管线与

油井出油管线用保温层包扎在一起，经过保温的热交换加热油井井流，达到安全集油的目的。

第一章

一、石油：由拉丁语“岩石”与“油”两个字拼写而成的，指具有天然产状的碳氢化合物的混合物，而同它的是气体、液体、固体（除煤以外）或他们的混合物无关。

二、石油生成理论：①有机成因理论：水中的微生物死后沉积于水域的底部，随后被沉积的泥沙所掩埋，这些尸体在地下高温、高压和缺氧条件下分解成石油 ②无机成因理论：碳和氢在地壳内部高温、高压下由化学反应生成石油。

三、油气藏分类：

分为五个类型见图1-4

①不饱和油藏：（a ）为油中不含溶解气，这

种油藏极少；（b ）中为油中含有溶解气。

②饱和油藏：油藏具有气顶，但原油占主要份

额。原油中有溶解气，气顶气内有溶解油，如

图（c ）所示

③油环气藏：气藏内油气两相共存，在气与水

之间存在油环的少量油相，油的相对密度为

0.6～0.9，如图（d ）所示

④凝析气藏：气藏的温度处于临界温度与临界

凝析温度之间，气体内含有大量在常态下为液

相的轻烃（丙烷及重于丙烷的组分），气藏内

气体对水的相对密度可以达到0.4，见图（e ）。

⑤气藏：非甲烷烃类气体份额极少（<10%），

但可能含有较多量的2N 和2CO ，气藏常处于

超临界状态，见图（f ）。

四、孔隙度：由于沉积条件不同，不同岩层或同一层的不同部位，单位体积岩石中孔隙体积大小各不相同，常用孔隙度表示孔隙的相对体积。若岩石孔隙体积为P V ，总体积为f V ，孔隙度 可表示为：

f =P V V φ 若P V 指岩石层孔隙体积tp V ，则φ称绝对孔隙度，并以a φ表示；若P V 指有效孔隙体积ep V ， 则φ为有效孔隙度，以e φ表示。

五、最终采收率：指油藏枯竭时，已开采原油累积量与油藏原始地质储量之比。

=原始含有饱和度-残余油饱和度最终采收率原始含油饱和度

六、水压驱动：①刚性水压驱动：当水源十分充足，采出原油所亏空的体积能及时而充分地由水源补充，油藏压力基本不变、没有弹性能量出现时，称刚性水压驱动。 ②弹性水压驱动：当进入油藏的水量不足以补偿产油量，油藏压力和产量下降，岩石、油、水的体积膨胀，弹性能量参与驱油时，称为弹性水压驱动。

七、自喷井：在油田开采初期，油藏往往具有较大的能量，是有依靠油藏能量可由地下至地面，即为自喷井。人工举升井：在开采过程中随着油藏能量的不断的消耗，当油藏能量不足以使石油沿井筒流至地面时，必须认为的补充能量才能使石油流至地面，即为人工举升井。

八、根据气油比不同，油气混合物在井筒中的流

动形态，称为流型，如图1-25所示，从左至右分

别为：

（1）气泡流 气体以气泡形式分布于原油中。

（2）段塞流 原油中析出大量气体，气泡合并扩

大成气团，气团占据了油管的大部分通道面积，

油气混合物呈气团和液柱在油管中交替流动，此

时油井的生产很不顺利、有压力脉动现象。

（3）乳沫状流 随气量增多，气体对液体产生激

烈搅拌，使液体形状很不规则。

（4）环状流 气量继续增多，在管子中兴星辰连

续的气流，液体被挤向管壁，靠气体与液体的摩

擦力使液体沿管壁向上运动，此时液相中有小气泡，气相中有雾状液滴。

九、深井泵采油：

①游梁式抽油机-深井泵 图1-35

②水力活塞泵 图1-37

③电动离心泵 图1-39

第二章

一、国内外计量气体体积采用的状态标准常不同，常见的有三种①压力101.325kPa 、温

度20C o ，是我国天然气计量的法定状态； ②英美法等西方国家，以1atm 、60F o (15C o

)为标准状态； ③书刊中也常用101.325kPa 、温度0C o

为标准状态。三种状态之间的转换关系为：13m （20C o ）=0.9853m （15C o ）=0.9323m （0C o ）。

二、原油是一种极其复杂的烃类和非烃类的液态混合物，其中碳和氢的质量分别为85%、12%左右，其余的为硫、氮、氧和金属氧化物。

三、原油分类：按气油比分类①死油，从油藏压力降至大气压，原油内无溶解气体析出； ②黑油或称普通原油，气油比小于3563m /3m 的原油； ③挥发性原油，气油比在356～5883m /3m 范围内的原油； ④凝析气，气油比在588～89053m /3m ； ⑤湿气，气油比大于89053m /3m ； ⑥干气，不含液体的天然气。

四、API o 相对密度：描述石油及其产品时，西方国家用API o 相对密度，其范围从0～100o ，与我国惯用的相对密度Δ的关系为

141.5131.5API =-?o o

式中 ?o ——15C o ，原油对同温度下的水的相对密度

由上式可知，水的API o 为10；油品愈轻，API o 的相对密度越大。

五、天然气溶解度：单位体积脱气原油在某一压力、温度下的溶解天然气体积数（折算成标准状态下的体积）称为天然气溶解度，或称溶解气油比，以S R 表示，常以3m /3m 为单位。

六、倾点：在规定的实验仪器和实验条件下，试管内油品在5s 内能流动的最低温度。 凝点：油品在倾斜45o

角试管内停留1min 不流动的最高温度。

七、密度：若已知20C o 时油品密度，则在0～50C o 范围内、温度为t 的密度可按下式计算 t 20=t 20ρρξ--（）

式中 t ρ、20ρ——温度为t C o 和20C o 的原油密度，kg/3

m ；

ξ——温度系数，kg/（3m g C o

），ξ=1.828-0.0013220ρ

在20～120C o 范围内，原油密度为 ()20120t t ρρα=+-

780≦20ρ≦860，()3320=3.083 2.6381010αρ---?

860≦20ρ≦960，()

3320=2.513 1.9751010αρ---?

八、气液相平衡状态：在一定温度、压力条件下，组成一定的物系，当气液两相接触时，相间将发生物质交换，直到各相性质（如温度、压力和气、液相组成等）不再变化为止。达到这种状态时，称该物系处于气液相平衡状态。

九、 第三章

一、什么是矿场集输管路：管路是连接油气田各种设施的纽带，从油气井到矿场原油库、长距离输油管和输气站首站之间、矿场地域内的所有输送工艺流体（原油和天然气）的管路统称为矿场集输管路。

二、集输管路的分类：1、按管路内流动介质的相数，集输管路可分为单相，两相和多相流管路。2、按管路工作的范围和性质，集输管路可分为出流管、采气管，集油、集气管，输油、输气管等。3、按管路结构，集输管路又可以分为简单管和复杂管两类。

三、油气混输管路：用一条管路输送一口或多口油气井所产产物的管子，只要管路内存在气液两相，都称为油气混输管路，或称两相流（油气）和多相流（油气水或油气水固）管路。

二、气液含率：描述管路气液含率常用三种方式，即气液质量、体积和截面含率。

1、气液质量含率：

质量含气率：气相质量流量与混合质量流量之比。在水-蒸汽系统内质量含气率也称干度，或称空泡份额或空泡率。

//g g x M M G G ==

质量含液率：()1//L L x M M G G -==。

2、气液体积含率：

气液体积含率：管路流通截面上气相体积流量与气液混合物总体积流量之比，即

=/g Q Q β

体积含液率：在文献中常用L R 表示，()1/L L R Q Q β=-=。

3、气液界面率：

截面含气率：气相流通面积与管路总流通面积之比，又是也只某一管段内气体所占流道体积的份额。

=/g A A ?

截面含液率：文献常用L H 表示，()1/L L H A A ?=-=。

三、T-D 流型划分:在上个世纪70年代，有两个英国科学家Taitel （男）和Dukler （男），他俩在玩过家家，恩？？？你懂得。看到自己家门前有根大管子，就回家拿钢锯把管子锯开了，于是得到下图。注：他俩是不是英国人我不知道，瞎编的，仅供娱乐！！

分离流：包括：分层流、波浪流和环状流。气液均为连续相，管路压力较为平稳。 间歇流：包括：气团流和段塞流。气体为分散相，液体为连续相，压力有较大波动。

分散流：包括：汽包流，分散气泡流和弥散流。一种流体以细小颗粒分散于另一种流体内，压力比较平稳。

四、多相流计算特点：1、流型变化多，2、存在相间能量消耗，3、存在相间传质，4、流动不稳定，5、非牛顿流体水合物。

五、段塞流分类：

1、水动力段塞流 管内气液表现流速处于流型图段塞流范围内诱发的段塞流，其诱发机理如图3-8所示

机理：管内液体流量较大、管内液位L h 较高时，气流

吹起的液波波幅高达到管顶，当阻塞气体流通截面积

时，就由分层流转变成间歇流（段

塞流）。

2、地形起伏段诱发的段塞流 由

于液相在管路低洼处聚集、局部堵

塞气体通道而诱发的段塞流，常在

较低气液流量下发生。如图3-20所示。

3、强烈段塞流 液塞长度大于立管高度的一种段塞流，其特征是气液流量和出油管压力有周期的强烈波动。

第四章

一、平衡分离：组成一定的石油，在某一压力和温度下，就有明确的气液相组成和数量，压

力温度变化时，气液相组成和数量也就随之而变。

二、物理（机械）分离：为满足油气井产品计量、矿场加工、储存和管道输送的需要，必须将已经形成的气液两相分开，用不同的管线输送。

三、分离器的类型：按照外形主要分为两种形式，即立式和卧式分离器。偶尔还有球形和卧式双筒体分离器。1按分离器的功能分为油气两相分离器、油气水三相分离器；计量分离器和生产分离器；从高气液比流体中分离夹带油滴的涤气器；用于分离从高压降为低压时，液体释放气体的闪蒸罐；用于高气液比管线分离气体和游离液体的分液器。2按其工作方式可分为真空、低压、中压和高压分离器；按其工作温度可分为常温和低温分离器。3按实现气液分离所利用的能量可分为重力式、离心式和混合分离器。

四、卧式分离器：进入分离器的流体，经入口分流器时，油、气流向和流速突然改变，使得油气得以初步分离。经入口分流器初步分离后的原油在重力的作用下流入分离器的集液区。来自入口分流器的气体水平通过液面上方的重力沉降区，被气流携带的油滴在该区内靠重力沉降至集液区。未沉降至液面的、粒径更小的油滴随气体流经捕雾器，在捕雾器内聚结、合成大油滴，在重力作用下流入集液区。脱除尤迪德气体经压力控制阀流入集气管线。

五、立式分离器：立式分离器与卧式分离器原理相同，但是分离器内携带油滴的沉降方向与气流方向相反，液体内夹带气泡的上浮方向和液体的流动方向相反。

六、卧式分离器与立式分离器的比

较：在重力沉降和集液区内，立式分

离器的分散运动与连续运动方向相

反，而卧式是垂直。所以卧式机械分

离性能优于立式。在卧式分离器中，

气液界面面积大,有利于气液达到平

衡，所以平衡分离也优于立式，即：

在相同气液量处理下，卧式分离器尺寸较小、制造成本低。同时

卧式分离器具有较大的集液区体积，适合处理发泡原油和伴生气

的分离以及油气水三相分离。来叶柳变化量时，卧式分离器的液

位变化较小，缓冲能力强，能向下游设备提供稳定的流量。卧式

分离器还有易于安装、检查、保养，易于制成撬装装置的优点。

立式分离器适合处理含固体物较多的油气混合物，立式分离器占

地小，对海洋采油采气很重要。

总之，对于普通油气分离，特别是可能存在乳状液、泡沫或用于

高气油比油气混合物时，卧式分离器比较经济；在气油比很高和

气体流量较小时（如涤气器），常采用立式分离器。

七、影响分离性能的因素：1油气最大、最小和平均流量2分离压力和温度3油气混合物进入分离器时形成段塞流的倾向4油气物性5原油发泡倾向6砂、铁锈等固体杂质含量7油气混合物的腐蚀性。

八、油滴沉降速度：假设1油滴为球形，不聚结不破碎2油滴与其他之间没有作用力3流动稳定。则油滴沉降公式为：

()0.5

43d o g d D g gd C ρρυρ??-=??????

()

0.522430.34Re Re 18D d o g d g

C d g ρρυμ=

++-= o ρ、g ρ——分离条件下油滴和气体的密度

g ——重力加速度

d υ——油滴沉积速度

D C ——阻力系数

g μ——分离条件下的气体的动力粘度

d d ——油滴直径

计算沉降速度d υ的4种方法：1按相关式计算2按流态分区计算3图解法4阿基米德准数法。

油滴沉降的必要条件：油滴沉降速度d υ必须等于或大于气体流通截面上的平均流速g υ。

九、影响流出原油含气率的主要因素为:1原油粘度2原油在分离器停留时间3分离压力4分离器入口元件的压降。

十、发泡原油对原油分离器的危害：1液位控制困难2减小了重力沉降和集液区的有效体积，是油气分离工况恶化3气体中带油量和原油带气量增多。

十一、龟腚：非发泡原油在分离器内停留时间为1~3分钟，发泡原油为5~20分钟。

十二、一级分离：混合物的气液两相在保持接触条件下逐渐降低压力，最后流入常压罐，在罐内进行气液分离。（实际并不采用）

十三、连续分离：随油气混合物在管路内压力的降低，不断的将析出的平衡气排出，直至压力降为常压，平衡气亦最终排除干净，剩下

的液相进入储罐。（很难实现）

十四、多级分离：油气两相保持接触条件下，

压力降至某一数值时，把降压过程中析出的

气体排出；脱除气体的原油继续沿管路流动，

压力降至另一较低值时，把该段降压过程中

从油中析出的气体排出，如此反复，直至系

统的压力降为常压，产品进入储罐为止。

十四、多级分离的优点：1所得的储罐原油收率高、密度小、组成合理。2多级分离所得的储罐原油中碳1含量少，蒸汽压低，蒸发损失少3多级分离所得的天然气数量少，重组分咋爱气体的比例少4多级分离能充分利用地层能量、减少输气成本。

十五、携带作用：在多元物系中，运动速度较高的轻组分分子在运动中，与速度低的重组分分子相撞击，使前者失去原本可以使其进入气相的能量，而后者获得能量进入气相。

第五章

一、原油处理的目的：1满足对商品原油水含量、盐含量的行业或国家标准.2商品原油交易时要扣除原油含水量，原油密度则按含水原油密度计。3从井口到矿场油库，原油在收集、、矿场加工、储存过程中，不时需要加热升温，原油含水增加了燃料的消耗，占用了部分集油、加热、加工资源，增加了原油的生产成本。4原油含水增加了原油粘度和管输费用。5原油内的含盐水常引起金属管路和运输设备的结构与腐蚀，泥沙等固体杂质使泵、管路和其他设备产生激烈的机械磨损，降低了管路和设备的使用寿命。6影响炼制工作的正常进行。

二、原油乳状液：原油中所含有的水分，有的在常温下用静止沉降法短时间就能从油中分离出来，这类水称为游离水；有的则很难用沉降法从油中分离出来，这类水称为乳化水，它与原油的混合物称为油水乳状液，或原油乳状液。

三、乳状液类型：一种是水以极微小的颗粒分散于原油中，称油包水型乳状液，用符号W/O 表示，此时水是内相或称为分散相，油是外相或称为连续相，W/O 乳状液是最常见的原油乳状液。另一种是油以极细微小颗粒分散于水中，称为水包油型乳状液，用符号O/W 表示，此时油是内相，水是外相。很少见。

四、形成乳状液条件：1系统中必须存在两种以上互不相溶的液体。2有强烈的搅动，使一种液体破碎成微小的液滴分散于另一种液体中。3要有乳化剂的存在，使分散的微小液滴能稳定的存在于另一种液体中。

五、影响原油乳状液稳定性的因素：1分散相粒径。2外相原油粘度。3油水密度差。4界面膜和界面张力。5老化。6内相颗粒表面带电。7温度。8原油类型。9相体积比。10水相盐含量。11、pH 值。

六、原油处理的常用方法：化学破乳剂、重力沉降、加热、机械、电脱水。

七、破乳：乳状液的破坏。

八、絮凝：某些高分子聚合物的长链分子具有多个活性，分别吸附在各个水滴上，使大量乳化水滴聚集在一起，但水滴的界面膜是连续的、没有破裂，水滴也没有形成大水滴。

九、聚结：乳状液处理器内小粒径水滴的合并，变成能在龟腚停留时间内沉降至容器底部水层的大粒径水滴的过程。

十、水洗：常使油水混合物进入乳状液处理器的底部水层，使乳状液向上通过水层，由于水的表面张力很大，使原油中的游离水、粒径较大的水滴、盐类和亲水性固体杂质并进入水层。 十一、沉降：不会解释

十二、破乳剂的作用：1破乳剂较乳化剂具有较高的活性.2破乳剂能消除水滴间的静电斥力，使水滴絮凝。3有聚结作用。4能润湿固体，防止固体粉末乳化剂构成的界面膜阻碍水滴聚结。

十三、破乳剂类型：按分子结构、分子量大小、镶嵌模式、聚合段数、起始剂具有活泼氢官能团的数量、溶解性能、化合物类别等进行分类。分为离子型和非离子型，能电离出的就是离子型，离子型又分为阴离子、阳离子和两性离子。

十四、评价破乳剂的优劣指标：1脱水率。2出水速度。3油水界面状态4脱出水的含油率5最佳用量6低温脱水性能。

十五、按容器的耐压能力，容器分为耐压的游离水脱离器、压力沉降罐和不耐压的常压沉降罐两类。 十六、沉降罐：o w f C o w

h h h h ρρ=+- w h ——水层高度

o h ——油层高度

h——储罐底部至虹吸管顶

C

部的距离

h——污水流经虹吸管上行

f

管和液力阀是的水力损失

我对常压沉降罐的理解就是把

油通入到洗气瓶，溶于水的全

留在水里，油的密度小，就抽

最上层的油，就是沉降比较好

的原油了。

第六章

一、原有稳定的目的：①降低原油蒸气压，满足原油储存、

管输、铁路、公路和水运的安全和环保规定。②某些酸

性原油内溶有硫化氢气体、挥发性硫化物和具有放射性的

氡气，因而从原油内分出对人类有害的溶解杂质气体是原

油稳定的另一目的。③原油稳定中追求最大利润，因为

原油密度越小售价越高，所以追求储罐原油体积最多、密

度最小是原油稳定的经济目的。

二、多级分离：多级分离实质上是利用若干次减压闪蒸使

原油达到一定程度的稳定，其流程见图6-3。

三、闪蒸稳定：利用闪蒸原理使原油蒸气压降低，称为闪

蒸稳定。

四、闪蒸稳定原理流程

图6-5为原油负压闪蒸原理流程。脱水后的原油经节流减

压后呈气液两相状态进入稳定塔，进料温度一般为脱水温

度约在50～70C o范围内，塔顶与压缩机入口相连，由于进口节流和压缩机的抽吸，使塔的操作压力为0.05～0.07MPa，形成负压（真空）。原油在塔内闪蒸，易挥发组分在负压下析出进入气相，并从塔顶流出。气体增压、冷却至20～40C o左右，在三相分离器中分离出不凝气、凝析油（或称粗轻油）和污水。不凝气送往气体处理厂，污水送往污水处理厂进一步处理。凝析油可单独输送至气体处理厂加工成液体石油产品；可回掺至稳定原油内增加原油数量、提高原油质量；也可回掺至末级分离器或闪蒸塔入口原油内，提高油气分离效率。由塔底流出的稳定原油，增压后送往矿场油库。

五、负压稳定塔的关键参数：操作压力、温度和汽化率。