油气集输工艺原则

第二章油气集输与处理工艺第一节油气集输工艺原则将油田生产的原油和天然气进行收集、计量、输送和初加工的工艺流程为集输流程。

一个合理的集输流程必须立足于油田的具体情况，如油、气、水的性质、开发方案、采油工程方案、自然环境等。

特别是在大庆西部外围油田，由于油藏储量丰度低，地质条件复杂，动用风险大；同时由于地面条件差，很多油田区块小，分布偏远零散，与已建系统依托性差，建设难度大，导致了部分油田开发经济效益差，甚至面临无法动用的局面。

为此，根据“整体部署、分步实施、跟踪研究、及时调整、逐步完善”的开发部署，强化地下、地面一体化优化工作，总结出一种适合大庆西部外围油田发展的地面建设模式。

一、总体布局油田内井、站、库、厂、线的布置，应根据本身及相邻企业和实施的火灾危险性、地形和风向等条件进行合理布局。

(1)油气生产站场宜布置在城镇和居民区的最小风频风向上风侧，并在通风良好的地段。

(2)油气站场的位置应靠近道路、电源、水源、通信线的节点，并且应布置在有利于排除地面雨水的地方。

(3)油气集输各类站场按输油、输气的用户方向确定集输方向，尽力避免流向迂回，以节约能量。

(4)生产井与计量站间的出油管线呈辐射状布置，计量站位于中心，可以使出油管线线路最短。

(5)在总平面分区布置的基础上，油气及热力管线、供水及排水管线、电力及电信线路应尽量缩短长度。

在满足水力、热力计算条件的情况下，线路布置应力求整齐划一、美观大方。

(6)各种管道、线路靠近道路，形成管廊带。

工程设施集中建设，以减少占地，方便施工和生产管理。

(7)满足开发方案、采油工程方案对地面工程的要求，积极采用新工艺、新技术，简化地面工艺，降低工程投资和生产能耗。

(8)为保护环境、减少污染，油、气、水集输及处理应满足环境保护标准，做到不排放污油、废气和污水。

总之，为了提高油田开发建设的综合经济效益，需要根据油田实际情况进行合理布站。

通常采用三种布站方式：计量站一中转站一脱水站三级布站；阀组间一中转站一脱水站两级半布站；阀组问(带混输泵)一脱水站一级半布站。

二、集输流程将油气集输各单元工艺合理组合，即成为油气集输系统工艺流程。

其中各工艺单元可以分为：站外集油工艺、转油站处理工艺、脱水站处理工艺，以及输油工艺等。

其中集油工艺中常见的流程有：三管伴热流程、双管掺水流程、环状掺水流程、树状电加热流程，以及单井拉油流程。

转油站处理工艺有：三合一转油站流程、四合一转油站流程、混输转油站流程和脱水转油站流程。

脱水站处理工艺有：两段脱水(三相分离器加电脱水器)流程和五合一(分离、沉降、缓冲、加热、脱水)流程。

第二节集油工艺一、集油流程(一)三管伴热流程三管伴热流程是用1根管线由中转站供热水至计量间，通过分配阀组分配到各井口，其回水管线与集输管线包在一起对集输油气伴随保温。

由于其热效率低，管线长，散热量大，目前油田已不采用。

(二)双管掺水流程双管掺水流程，每El油井有单独的出油管线和掺水管线(管径一般为50～lOOmm)。

为了实现把油井产液送往计量站，利用掺水管线将热水在井口掺入，然后和油井产液一起管输至计量站。

计量站内设计量分离器1台，轮流计量每VI油井的油气产量，然后与其他油井产液汇合输往转油站或集中处理站，见图2—1。

每个计量站一般管辖油井不超过20口，有11井式、16井式、18井式计量站，每个转油站管辖井数不等，大约100口井左右。

对于水驱集油系统不宜设固定热水洗井设施，可以采用机械、化学或其他清、防蜡措施。

对于聚合物驱集油系统、三元驱集油系统，可以设固定热水洗井设施。

(三)环状掺水流程环状掺水流程也就是多井串联集油流程，首先从集油阀组间输送掺水到第一口井，然后到若干口井，共用一根管线，将油井产液和掺水输回到集油阀组间，再送往转油站或集中处理站，油井计量采用软件量油仪。

每座集油阀组间管辖油井一般不超过30口，每座阀组问管辖集油环不宜超过6个，每个集油环管辖油井一般为3～5口，见图2—2。

(四)树状电加热流程对自产液不能满足集油需要的区块，可以采用电加热单管集油方式。

这种流程一般不设集油阀组间，油井产液在井12I经过电加热器升温，再利用电热管道保温。

各油井支线分别挂到于线上，通过几条干线把油井产液集输至转油站或集中处理站。

树状电加热流程见图2—3。

(五)单井拉油流程对于零散井也可以采用单井拉油集油工艺，这种流程采用九合一多功能处理器，油井产出的油气水直接进入多功能处理器进行分离、沉降、储存，达到一定数量后，利用自分离的天然气加热，装入罐车，拉运到卸油点，见图2—4。

二、集油工艺相关技术及设备(一)单井计量1．计量车单井计量车由计量系统(由一次表和二次表组成)、配电系统、扫线及油压模拟系统、加热保温防腐系统及拖动系统五部分组成。

其工作流程为：计量时先接通电源，打开显示开关，打开空气压缩机进行井口压力模拟，当压力读数与井口回压相同时，让油井产出液进入计量罐，进液稳定后，开始记录二次表读数(计量前质量)和时间，计量完成后再记录时间和质量，然后再打开空气压缩机，将计量罐内液体压入环管线，计量过程结束其工作原理见图2—5。

单井计量车测量的是一定时问内油井的产液量，根据测量时间，折算为24h产液量。

计量车适用于平稳出油井，可以模拟井口油压，较为真实地反映产量波动情况。

对于气量大、压力高的井，量油时安全阀易启动，模拟压力下降，使量油值波动较大，对间歇出油井更不适合。

计量车量油与分离器量油相比平均误差为2．1％。

从现场应用看，计量车的最佳测量范围是3—30t／d，产量过高则人工模拟回压的精确度下降，增加了人为误差，对于产量过低的油井及大部分间歇出油井计量误差较高。

2．翻斗计量井口产液由计量装置的进口管线进入罐体内，油、气、水分离，形成气在上部。

油水混合液进入翻斗内，翻斗上有一调节平衡的平衡块，翻斗的重心由其内液体与平衡块的位置决定。

计量时将平衡块调好，确定每斗自然下翻时的产液，当液体进入一个翻斗并达到自然下翻量时翻斗下翻，另一斗开始进液，如此连续记录在一段时间内翻斗所翻落的次数和每斗的质量，可以折算出日产液量。

翻斗计量装置工作原理见图2—6。

翻斗计量装置具有体积小、流程简单、方便管理、计量准确、投资少等特点，能够很好地解决泵况不正常、气液比高的油井计量困难的问题，并且能够连续量油，适合间歇出油井。

由于该装置采用电磁原理计数，与声控元件相比，不受噪声干扰，只与磁场变化有关，量油精度高，通过现场人工记录与计数器记录对比，数据完全符合。

从应用效果来看，生产管理方便，计量精度能够满足开发需求，使用效果良好。

但是该装置只适于单井计量，如果每口井都安装，工程投资成本较大。

3．软件量油软件量油主要有示功图测试和动液面测试两种方式，由于动液面测试需要时间比较长，因此目前主要采用示功图测试。

其工作原理是：载荷、位移二合一传感器将光杆载荷、位移的数值转变为电压信号，送至载荷位移放大板的12位A／D转换电路，转换的数字信号经无线方式传输给仪器主机。

仪器主机自动判断抽油井工作周期的上死点、下死点，计算冲次，然后采集一个完整周期的载荷和位移数据，采集完毕后将示功图显示在屏幕上，同时储存在仪器中。

载荷、位移等数据以二进制数据格式存在仪器电路板数据存储区内。

随着技术的不断进步，这种计量方式的精确度在不断提高，而且由于工程投资少，目前在新建产能区块应用较多。

(二)井口工艺1．井口保温(电热带保温、组合阀掺水保温)在大庆西部外围油田，油井产量低，井口温度低，出口温度在10。

C左右，在严寒的冬季，为了防止原油在井口出现冻凝现象，需要对井口进行保温。

目前常用的保温方法有：碳纤维电加热带保温和组合阀掺水保温。

碳纤维电加热带保温：主要由井口变压器提供电源，管外缠绕电加热带层，电加热带为外围包覆耐高温绝缘层的碳纤维电热线和纤维编织带，在电加热带层外有阻燃保温层，保温层外为护层。

这种保温形式结构紧凑，使用方便，伴热效果好，但是一旦破坏很难维修，给使用单位带来一定的困难。

组合阀掺水保温：针对目前采油井口散装阀组占地面积大、工艺安装量大、保温困难、防盗性能差等技术问题，研制了一种环状流程井口组合阀。

这种组合阀集多阀于一体，将环管线引到组合装置中与出油管线一起保温，内部阀体、生产管、套压管、定压放气管等易冻部位全部保温，彻底解决防冻问题。

这种组合阀不仅适应连续生产的油井，而且也能解决间歇出油或间抽的油井井口保温问题，因此这种组合阀在环状集油流程中得到广泛应用。

2．套管气回收技术西部外围油田有着丰富的伴生气资源，如果将这部分伴生气放空，不仅造成能源浪费，而且污染环境。

针对这种情况，采用多种方式对伴生气进行回收。

最初使用的是一种油井套管气回收阀，包括挡销、单流阀、阀罩等，结构简单，体积小，价格低，动作灵敏，便于安装、拆卸和冬季保温，使用中能够最大限度地合理回收套管中的伴生气，同时能够可靠地防止出油管线内液体向套管倒流。

目前，随着组合装置的推广应用，单体的套管气回收阀逐渐被井口组合阀所代替。

组合阀靠定压放气阀将套管气放人出油管线进入集油系统，输送到处理站进行分离、处理、使用，使套管气得到回收利用。

3．井口防盗外围油田地处偏远，很多油井靠近村屯，偷油现象时有发生，特别是目前油价居高不下，使偷油现象更加猖獗。

这种情况仅仅依靠油田保卫力量远远不能制止，因此井口防盗装置显得尤其重要。

从最开始的井口防盗取样器，到井口防盗房，到目前使用的井口组合阀，管理部门用尽各种办法来保证油田的安全生产。

(1)井口防盗取样器。

井口防盗取样器属于对防冻取样器的改进，去掉原取样器作为开关用的操作手轮，使丝杆末端隐蔽在取样器内，开关必须使用专用工具。

这种井口防盗取样器可以解决从井口取样器上随意放走原油的问题。

(2)井口防盗房。

采用井口防盗取样器后虽然不能从井口取样器上偷油，但是其他阀门照样可以被放油，因此设计了一种井口防盗房。

这种房子比较大，将整个井口装置都罩在其内，采油工人依靠厂家配置的防盗门钥匙，打开防盗门进行日常巡回检查。

这种井口防盗房彻底杜绝了偷油现象，但是通风设施不完善，仍存在安全隐患，同时由于造价高、油井作业不方便等因素，没有得到全面推广。

(3)井口组合阀。

井口组合阀是针对目前采油井口散装阀组占地面积大、工艺安装量大、保温困难、防盗性能差等技术问题而研制的。

由于所有的阀门都不带手轮，没有专用的工具无法打开，并且所有阀门都隐蔽在组合装置壳内，因而有效地防止了偷油现象的发生。

第三节油气处理工艺一、转油站处理工艺油井产出液通过集油管网并依靠机械举升剩余压能及外界补充的热能流入转油站，进行处理。

转油站起接转的作用，主要作用就是将油气水混合物进行初步分离，伴生气用于自耗，油升温提压外输。

根据西部外围油田实际情况及工艺流程，转油站有组合转油站、混输转油站、脱水转油站三种。