油氣集輸復習指南 237頁-全國勘察設計注冊石油天然氣工程師執業資格考試專業考試

秋水

目錄
第一章 油氣集輸及油田開發開采概述………………………………………………………1
第一節 油氣集輸工程在油田建設中的作用…………………………………………………1
第二節 油氣集輸工作任務和內容……………………………………………………………2
一 油氣集輸工作的任務………………………………………………………………………2
二 油氣集輸工作的內容………………………………………………………………………2
第三節 油田生產對油氣集輸工作的要求……………………………………………………4
一 可靠性………………………………………………………………………………………4
二 適應性………………………………………………………………………………………4
三 先進性………………………………………………………………………………………4
四 經濟性………………………………………………………………………………………4
第四節 油氣集輸工程設計的技術依據………………………………………………………5
一 新建工程應收集的技術資料………………………………………………………………5
二 改、擴建工程應收集的技術資料…………………………………………………………6
第五節 油田的開發和開采……………………………………………………………………7
一 石油由地層向井底的流動…………………………………………………………………7
二 油藏的驅動能量及驅動方式………………………………………………………………9
三 石油向井底的流動 ………………………………………………………………………10
四 油井的增產措施 …………………………………………………………………………10
五 油氣在井筒中的流動 ……………………………………………………………………10
第二章 油氣集輸工程設計 …………………………………………………………………18
第一節 油氣集輸系統工藝流程及單元工藝 ………………………………………………18
一 分井計量 …………………………………………………………………………………18
二 集油、集氣、輸油、輸氣 ………………………………………………………………18
三 油氣水分離 ………………………………………………………………………………21
四 原油脫水 …………………………………………………………………………………21
五 原油、天然氣及凝液產品的儲存 ………………………………………………………21
六 交接計量 …………………………………………………………………………………22
第二節 油氣集輸系統工藝流程 ……………………………………………………………23
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第三節 現行典型的油氣集輸工藝流程 ……………………………………………………24
一 薩爾圖油氣集輸流程 ……………………………………………………………………24
二 單井進站、集中計量、油氣混輸、集中分離流程………………………………………25
三 單井進站、伴熱保溫、集中計量、油氣混輸、集中分離流程…………………………26
四 摻水降粘流程 ……………………………………………………………………………28
五 摻熱油降粘流程 …………………………………………………………………………29
六 密閉集輸流程 ……………………………………………………………………………30
七 集氣井場工藝流程 ………………………………………………………………………33
八 集氣站工藝流程 …………………………………………………………………………36
第四節 總體布局 ……………………………………………………………………………40
一 總體布局 …………………………………………………………………………………40
二 注意事項 …………………………………………………………………………………40
第五節 油氣集輸工程的建設規模 …………………………………………………………41
第三章 原油和天然氣的分離與計量 ………………………………………………………43
第一節 原油與天然氣分離方式及操作方式選擇 …………………………………………43
一 分離方式 …………………………………………………………………………………43
二 多級分離的效果 …………………………………………………………………………44
三 分離級數和分離壓力的選擇 ……………………………………………………………45
第二節 油氣分離器 …………………………………………………………………………46
一 油氣分離器的工作原理 …………………………………………………………………46
二 油氣分離器的結構 ………………………………………………………………………49
三 油氣分離器的類型及設計要求 …………………………………………………………55
第三節 油氣計量 ……………………………………………………………………………56
一 概述 ………………………………………………………………………………………56
二 油井簡易的計量方法及簡單原理 ………………………………………………………56
三 各計量精度的要求 ………………………………………………………………………60
第四章 原油脫水 ……………………………………………………………………………62
第一節 原油乳狀液 …………………………………………………………………………62
一 原油乳狀液的類型和鑒別方法 …………………………………………………………62
二 原油乳狀液的生成機理 …………………………………………………………………63
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三 原油乳狀液的性質 ………………………………………………………………………67
第二節 原油脫水的基本方法 ………………………………………………………………74
一 化學破乳劑脫水 …………………………………………………………………………74
二 重力沉降脫水 ……………………………………………………………………………81
三 電脫水 ……………………………………………………………………………………83
四 原油電脫鹽 ………………………………………………………………………………92
第三節 原油脫水流程舉例 …………………………………………………………………94
第四節 原油脫水設備 ………………………………………………………………………96
一 加熱爐 ……………………………………………………………………………………96
二 冷換設備…………………………………………………………………………………117
三 電脫水器…………………………………………………………………………………126
四 重力沉降脫水……………………………………………………………………………130
五 其他設備…………………………………………………………………………………134
第五章 原油裝卸與儲存……………………………………………………………………152
第一節 火車裝運原油………………………………………………………………………152
一 概述………………………………………………………………………………………152
二 原油火車罐車及限界……………………………………………………………………152
三 裝車工藝設計……………………………………………………………………………156
四 小鶴管裝車………………………………………………………………………………163
第二節 汽車油罐車裝卸原油………………………………………………………………171
一 概述………………………………………………………………………………………171
二 原油汽車油罐車…………………………………………………………………………171
三 裝車工藝設計……………………………………………………………………………172
第三節 原油的儲存…………………………………………………………………………185
一 儲罐的分類及選用………………………………………………………………………185
二 油罐利用系數的確定……………………………………………………………………191
三 油品的蒸發損耗…………………………………………………………………………208
四 降低油品蒸發損耗的措施………………………………………………………………213
第六章 礦場油氣集輸管線…………………………………………………………………217
第一節 油氣集輸管線的分類及其設計方法………………………………………………217
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一 管線的作用及分類………………………………………………………………………217
二 管線設計的一般問題……………………………………………………………………218
三 各設計階段的技術要求…………………………………………………………………218
四 工藝設計應注意的問題…………………………………………………………………220
第二節 集輸油管線工藝計算………………………………………………………………224
一 基本步驟…………………………………………………………………………………224
二 水利計算…………………………………………………………………………………224
三 熱力計算…………………………………………………………………………………233
四 熱油管線工藝計算………………………………………………………………………248
五 非牛頓流體水利計算……………………………………………………………………251
第三節 集輸氣管線工藝設計………………………………………………………………255
一 油田集輸氣管線的特點…………………………………………………………………255
二 集輸氣管線水利計算和管徑設計………………………………………………………255
三 集輸氣管網計算…………………………………………………………………………263
四 集輸氣管線熱力計算……………………………………………………………………265
五 集輸氣管線中水合物的形成及其防止方法……………………………………………267
第四節 油氣混輸管線工藝計算……………………………………………………………273
一 油氣混輸管線的特點……………………………………………………………………273
二 油氣混輸管線水利計算公式……………………………………………………………273
三 混輸管線中有關油氣物性參數的計算…………………………………………………289
四 計算舉例…………………………………………………………………………………294
五 混輸熱力管線工藝計算方法……………………………………………………………296
第五節 油氣集輸管網工藝設計……………………………………………………………297
一 一般問題及有關參數的選擇……………………………………………………………297
二 單管流程集輸管線工藝計算……………………………………………………………298
三 雙管流程集輸管網工藝計算……………………………………………………………299
四 三管流程集輸管網工藝計算……………………………………………………………300
五 不加熱集輸………………………………………………………………………………302
第六節 管線的機械強度計算及選用………………………………………………………304
一 管線壁厚設計計算………………………………………………………………………304
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二 管線的應力校核…………………………………………………………………………305
三 管線的穩定性……………………………………………………………………………306
四 管線允許跨度核算………………………………………………………………………306
五 內壓作用下彎頭的強度…………………………………………………………………308
六 埋地管線彎頭的溫度應力和位移………………………………………………………310
七 三通的強度………………………………………………………………………………314
八 管件的選用………………………………………………………………………………317
第七章 站場設計……………………………………………………………………………319
第一節 站場分類……………………………………………………………………………319
一 站場概述…………………………………………………………………………………319
二 工藝流程…………………………………………………………………………………320
三 流程設計注意事項………………………………………………………………………325
第二節 站址選擇……………………………………………………………………………326
一 基本要求…………………………………………………………………………………326
二 選址報告…………………………………………………………………………………327
第三節 站場規模……………………………………………………………………………328
一 采油井場的建設規模……………………………………………………………………313
二 計量站的建設規模………………………………………………………………………328
三 接轉站的建設規模………………………………………………………………………328
四 集中處理站的建設規模…………………………………………………………………329
五 礦場原油的建設規模……………………………………………………………………331
六 油田內加熱爐及其臺數的確定…………………………………………………………332
第八章 工藝流程圖和儀表自控流程圖的設計方法………………………………………335
第一節 流程圖的分類………………………………………………………………………335
第二節 工藝流程圖…………………………………………………………………………336
一 工藝流程簡圖……………………………………………………………………………336
二 工藝流程圖………………………………………………………………………………336
三 PFD圖的設計內容………………………………………………………………………336
四 PFD圖的繪制方法………………………………………………………………………336
第三節 儀表自控流程圖……………………………………………………………………338
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一 PID圖設計內容…………………………………………………………………………338
二 PID圖繪制方法…………………………………………………………………………338
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第一章 油氣集輸及油田開發開采概述
第一節 油氣集輸工程在油田建設中的作用
油田的工業開采價值被確定后，在油田地面上需建設各種生產設施、輔助生產設施和附屬設施，以滿足油氣開采和儲運的要求。油氣集輸是油田建設中的主要生產設施，在油田生產中起著主導作用，使油田平穩生產，保持原油開采及銷售之間的平衡，并使原油、天然氣、液化石油氣和天然汽油產品的質量合格。采用的油氣集輸工藝流程、確定的工程建設規模及總體布局，將對油田的可靠生產、建設水平、生產效益起著關鍵性的作用。
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第二節 油氣集輸工作任務和內容
一 油氣集輸工作的任務
將分散的油井產物，分別測得各單井的原油、天然氣和采出水的產量值后，匯集、處理成出礦原油、天然氣、液化石油氣及天然汽油，經儲存、計量后輸送給用戶的油田生產過程。
二 油氣集輸工作的內容
1 分井計量
測出單井產物中的原油、天然氣、采出水的產量值，作為監測油藏開發動態的依據之一。
2 集油、集氣
將分井計量后的油氣水混合物匯集送到油氣水分離站場；或將含水原油、天然氣匯集分別送到原油脫水及天然氣集氣站場。
3 油氣水分離
將油氣水混合物在一定壓力條件下，經幾次分離成液體和不同壓力等級、不同組分的天然氣；將液體分離成含水原油及游離水；必要時分離出固體雜質，以便進一步處理。
4 原油脫水
將乳化原油破乳、沉降、分離，使原油含水率符合出礦原油標準。
5 原油穩定
將原油中的易揮發組分脫出，使原油飽和蒸氣壓符合出礦原油標準。
6 原油儲存
將出礦原油盛裝在常壓油罐中，保持原油生產與銷售的平衡。
7 天然氣脫水
脫除天然氣中的飽和水，使其在管線輸送或冷卻處理時，不生成水合物。對含CO2及H2S天然氣可減緩對管線及容器的腐蝕。
8 天然氣輕烴回收
脫除天然氣中烴液，使其在管線輸送時烴液不被析出；或專門回收天然氣中烴液后再進一步分離成單一或混合組分作為產品。
9 烴液儲存
將液化石油氣、天然汽油分別盛裝在壓力油罐中，保持烴液生產與銷售平衡。
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10 輸油、輸氣
將出礦原油、天然氣、液化石油氣、天然汽油經計量后，用管線配送給用戶。
油氣集輸工程內容及其相應關系框圖見圖1-1。
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分井 計 量 油氣水 分 離 原 油 脫 水 原 油 穩 定 原 油儲存天然氣脫 水 天然氣液烴 回 收烴液產品儲存 計 量 計 量 天然氣 脫 水 混 油 合 氣 物 水 含水原油脫水原油出礦原油出礦原油 用戶 砂 輸油集油 石油蒸氣天 然 氣 水 油 罐 底
圖1-1油氣集輸工程內容及其相應關系框圖
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第三節 油田生產對油氣集輸工作的要求
油氣集輸應在以下幾個方面滿足油田生產的要求：
一 可靠性
1 采用的工藝技術、設備經過技術鑒定和生產實踐檢驗，能保證長期連續生產；
2 生產操作、維修、管理安全方便；
3 處理故障有措施；
4 處理的產品質量穩定；
5 設備的備用、旁通管的設置、儀表的調控合理。
二 適應性
1 產量、油氣比、含水率的變化；
2 壓力、溫度的變化；
3 原油特性、天然氣組成的變化；
4 有油田分階段開發調整變化擴建、改建的余地。
三 先進性
1 采用國內外先進成熟技術，并符合本油田實際情況；
2 符合國家的技術政策和國家及行業標準；
3 恰當的自動化控制程度；
4 計量的準確性；
5 能量充分利用和節約、油氣損耗少；
6 原油穩定、天然氣處理、大然氣及烴液利用率高；
7 不污染環境；
8 組裝化程度高。
四 經濟性
1 工程量小、施工速度快；
2 投資少；
3 運行費用低。
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第四節 油氣集輸工程設計的技術依據
一 新建工程應收集的技術資料
（一） 勘探部門提供的資料
勘探部門提供的資料，應是經有關部門批準的資源報告，包括:
1 油田的地理位置；
2 油田面積；
3 油田開發目的層及埋藏深度；
4 油田分層的油氣儲最；
5 儲油層的巖性、孔隙度、滲透率；
6 原始油層壓力、溫度、飽和壓力；
7 儲層的驅動類型；
8 開發可行性研究報告。
（二） 開發部門提供的油藏工程資料
開發部門提供的油藏工程資料應是批準的開發方案。
1 開發井位圖，包括井位、井別，如鉆叢式井，應提出叢式井平臺位置；
2 分區域的單井配產量，包括油、氣、水正常產量及排液期產量，及其相應的油管壓力及井口溫度；
3 10年內原油單井日產量；含水率；油氣比；油管壓力；井口溫度及油、氣、水總產量的變化；
4 油井停噴時間、油井利用率；
5 試油資料，三個工作制度 (三個油嘴或三個抽汲深度)的資料包括產量、壓力、溫度；
6 油藏井下作業種類及工作量。
（三） 采油工藝及措施
1 采油方式：自噴、機械采油、氣舉、蒸汽吞吐；
2 油井措施：井筒清蠟、降凝、降粘、緩蝕、防腐；
3 采油設備的選擇：抽油機、潛油泵、水力活塞泵或噴射泵；
4 無桿泵的攜油比。
（四） 原油、天然氣及采出水物性
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