油气集输知识总结

绪论1、油田集输系统的功能：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、液化天然气和天然汽油）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，使油藏工作者能加深对油藏的认识。

2、油气集输的流程和分类：a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。

b国内外的集油流程大体为三大类：产量特高的油井、计量站集油流程、多井串联集油流程。

c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：按集油加热方式分为：不加热集油流程、井场加热流程、热水伴热流程、蒸气伴热流程、掺热水集油流程、掺热油集油流程、掺蒸气集油流程。

按集油管网的形态分为：树枝状集油流程、辐射状集油流程、环状集油流程、多井串联集油流程。

按集油系统的布站级数：流程内只有集中处理站的称为一级布站；有计量站和集中处理站的称为二级布站；三级布站有计量站、转接站、集中处理站。

按流程的密闭性分为：开式集油流程和密闭集油流程。

3、气田集气系统与油田集输系统不同的是：a气藏压力一般较高；b从气藏至用户，气体处在同一高压、密闭的水力系统内，集气、加工、净化、输气、用气等环节间有着密不可分的相互联系；c集气系统内会形成固态水合物堵塞管线和设备，因此防止水合物形成是集气系统的重要工作；d 气田气与油田伴生气组成不同。

第二章1、平衡常数K：它表示在一定条件下，气液两相平衡时，物系中组分i在气相与液相中浓度之比。

平衡常数K可作为组分挥发性强弱的衡量标准。

K=y/x2、蒸馏：使多组分混合物原料发生部分汽化或部分冷凝的相变，气相内浓集了原料中的易挥发组分，而液相内浓集了原料中的难挥发组分，使原料按挥发度不同实施一定程度的分离，这一工艺称蒸馏。

蒸馏共有三种方式：闪蒸、简单蒸馏、内，在一定压力、温度下，气液两相迅即分离，得到气液相产物，称为闪蒸。

4、精馏：精馏是使液体混合物依据各组分挥发度不同而达到较完善分离，产品收率较高的一种蒸馏操作。

5、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，直至各相的性质（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。

6、原油的分类：a按组成分类：烷烃＞75%为石蜡基，环烷烃＞75%为环烷基，芳香烃＞50%为芳香基，沥青质＞50%为沥青基。

b按气油比分类可将油气井井流分为：死油、黑油、挥发性原油、凝析气、湿气、干气。

c按硫含量分类：把硫含量高的原油称为酸性原油。

d按收缩性分类：低收缩原油、高收缩原油。

e按相对密度和粘度分类：普通原油、重质原油、特重质原油、天然沥青。

f我国原油分类，按关键馏分分类：以常压沸点250-275℃和395-425℃两个关键馏分油的密度来划分原油级别。

7、天然气的分类：天然气包括：气藏气、凝析气藏气、油藏伴生气。

a按相特性分类：干气、湿气、凝析气、伴生气。

b按酸气含量分类：H S＞1%或CO＞2%的天然气称为酸性天然气，否则称为“甜”性天然气。

c按液烃含量分类：贫气、富气、极富气。

第三章1、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路，只要管路内存在气液两相，都称为油气混输管路。

2、流动密度：单位时间内流过管截面的两相混合物的质量和体积之比。

意义：流动密度常用来计算气液混合物沿管路流动时的摩阻损失。

3、真实密度：在ΔL长度管段内气液混合物质量与其体积之比。

意义：真实密度用于计算由于管路高程变化引起的附加压力损失。

4、按管路工作的范围和性质，集输管路可分为：出油管，采气管，集油、把两相流动的压降梯度与单相流动的压降梯度相关联。

6、Alves将两相流的流型分为：气泡流、气团流、分层流、波浪流、段塞流、环状流、弥散流。

Taitel和Dukler根据气液界面的结构特征和管壁压力波动的功率频谱密度记录图的特征，将气液两相流动分成三种基本流型：分离流、间歇流、ab测定某一参数的波动量并与流型建立某种联系，例如测量压力波动、探针与管壁间导电率波动、x射线被管内流体吸收量的波动等；c由辐射射线的吸收量确定气液混合物的密度和流型，如x射线照相、多束γ射线密度计等。

8、与气液单相管路相比，油气或油气水多相流管路计算特点：a流型变化多；b存在相同能量消耗；c存在相间传质；d流动不稳定；e非牛顿流体和水合物，在油田的多相流管路内，油水混合物为非牛顿流体，其表观粘度随剪切历史和剪切强度而变。

在气田的多相流管路内，在高压、低温条件下管路内可能形成固态水合物。

9、段塞流可分为三类：水动力段塞流、地形起伏诱发段塞流、强烈段塞流。

10、强烈段塞流一个周期内的四个过程：立管底部堵塞、立管排液、液塞加速、立管排气（看书P201，有可能展开考简答题）。

强烈段塞流的抑制：强烈段塞流的抑制就是破坏其形成的条件，即破坏出油管的气液分层流动并防止立管底部被液体堵塞。

其方法较多，基本上从设计和增加附加设备两方面解决。

例如：a减小立管直径，增加出油管压力和立管内的气液流速；b立管底部注气，减小立管内气液混合物柱的静压，使气体带液能力增强；c采用海底气液分离器或海底液塞捕集器；d在海底或平台利用多相泵增压；e立管顶部节流。

11、清管的目的：a定期清管是提高管路输送效率的有效措施b在管路竣工阶段，可清除管内杂质c可为管路内壁涂敷树脂类防腐层d对湿天然气管路，投产前需用清管器和干燥剂对管路进行干燥，防止残留水与天然气生成水合物。

12、管路干燥的方法：a用液氨干燥管路；b用露点-60℃的、极干燥的空气推动清管器；c用甲醇吸收管内水分。

13、多相泵的优点：a减少边缘井井口回压，增加油井产量，延长油井寿命；b对于产量和储量不大的边缘油田，能降低生产成本，使边缘油田得以经济开采；c与常规流程相比，采用多相泵的占地面积小、生产流程简单、流程的密闭性好。

14、对多相泵的要求：a能适应气液体积流量和气液比大幅变化的能力；b有较强的抗磨、抗蚀能力；c能适应不同环境的要求。

第四章1、分离器按功能可分为：油气两相分离器、油气水三相分离器、计量分离器、生产分离器；从高气液比流体中分离出夹带油滴的涤气器；用于分离从高压降为低压时，液体及其释放气体的闪蒸罐；用于高气液比管线分2a在立式分离器重力沉降和集液区内，分散相运动方向与连续相运动方向相反，而在卧式分离器内，两者相互垂直。

显然，卧式分离器的气液机械分离性能优于立式；b在卧式分离器内，气液界面面积大，有利于分离器内气液达到相平衡，即在相同气液处理量下，卧式分离器尺寸较小，制造成本较低；c卧式分离器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；d来液流量变化时，卧式分离器的液位变化较小，缓冲能力较强，能向下游设备提供较稳定的流量；e卧式分离器还有易于安装、检查、保养，易于制成橇装装置等优点；f立式分离器适合于处理含固态杂质较多的油气混合物，可以在底部设置排污口定期排污；g立式分离器占地面积小，这对海洋采油、采气至关重要；h立式分离器液位控制灵敏；i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。

3、立式分离器中，油滴能沉降的必要条件：油滴的沉降速度v必须等于或大于气体在流通截面上的平均流速v,即v v在卧式分离器中，油滴能沉降至集液区的必要条件：油滴沉降至气液界面所需的时间应小于或等于油滴随气体流过重力沉降区所需时间。

4、分离器基本组成：入口分流器，重力沉降区，集液区，捕雾器，压力、液位控制，安全防护部件。

5、对分离器的质量要求：原油脱气程度、天然气通过分离器后的质量增加百分数、气体带液率k、液体带气率k、气体和原油在分离器内必需的停留时间、气体的允许流速。

6、经重力沉降后，气体内所携带的油滴粒径应小于150～500µm，常用捕雾器以碰撞和聚结原理从气流中分离这种小油滴，捕雾器中分出的液珠直径应小于100µm。

捕雾器可分为：折板式捕雾器、丝网式捕雾器、填料泡消失前有一段寿命，使许多气泡聚集在油面上形成泡沫层，泡沫层的体积甚至可占分离器容积的一半，具有这种性质的原油称发泡原油。

原油发泡危害：a液位控制困难；b减小了重力沉降和集液区的有效体积，使油气分离工况恶化；c气体中带油量和原油中带气量增多。

原因：由于原油内存在许多天然表面活性剂，如胶质、沥青质、蜡、微小固体杂质等，分散在原油内的这些天然表面活性剂会浓集于原油表层内，降低了原油的表面能，因而气泡不易破裂、形成较稳定的泡沫层。

抑制措施：a降低分离器上游油气混合物的流速，以降低油气流动中所受的剪切力；b分离器采用的入口分流器应能避免流体发生剧烈湍流，减小入口分离器压降避免析出较多的溶解气；c增大分离器集液区体积，使原油在分离器内有足够的停留时间使泡沫破灭；d使用消泡剂；e提高油气混合物分离温度。

8、分离器内部构件：入口分流器（功能：a减小流体动量，有效地进行气液初步分离；b尽量使分出的气液在各自的流道内分布均匀；c防止分出液体的破碎和液体的再携带）、防涡器（防止漩涡产生）、防波板（阻止液面波浪的传播）、消泡板（使气泡聚结、破灭）。

分离器各种内部构件作用：强化油气平衡分离和机械分离作用，减小分离器外形尺寸。

9、分离方式：一级分离、连续分离、压力，最后流入常压储罐，在罐内实行气液分离。

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。

多级分离：指油气两相保持接触条件下，压力降至某一数值时，把压降过程中析出的气体排出；脱除气体的原油继续沿管路流动，压力降到另一较低值时，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。

每排一次气，作为一级；排几次气，称为几级分离。

多级分离的优点：a多级分离所得的储罐原油收率高，密度小，组成合理；b多级分离所得储罐原油中C含量少，蒸汽压低，蒸发损失少；c多级分离所得天然气数量少，重组分在气体中的比例少；d多级分离能充分利用地层能量、减少输气成本。

10、液体再携带是气液分离的逆过程，即已得到分离的液体再次被气体卷起成油雾，随气体流出分离器。

非发泡原油在分离器内停留时间为1-3min，发泡原油5-20min。

11、★用分子运动学理论来解释多级分离为什么会获得较多的液体量，而且液体相组合较合理？在一定温度、压力条件下，本来应处于液态的分子量较大的烃类，在多元物系中所以能有分子进入气相，以及在纯态时呈气态的烃类在多元物系中所以能部分存在于液相中，其原因是：在多元物系中，运动速度较高的轻组分分子在运动过程中，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，这种现象称为携带作用。