油气集输工艺中国石油大学课件

2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件1油气集输工艺 邮件： 2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件2主要内容主要内容2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件3第一章第一章 绪论绪论n油气集输的研究对象和在油田建设中的地位油气集输的研究对象和在油田建设中的地位n油气集输的工作任务和工作内容油气集输的工作任务和工作内容n油田产品及其质量指标油田产品及其质量指标n油田生产对集输系统的要求油田生产对集输系统的要求n油气集输流程油气集输流程n油气集输设计的评价标准油气集输设计的评价标准2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件4油藏勘探油藏勘探油田开发油田开发油气集输油气集输寻找石油资源寻找石油资源地球资源与信息学院地球资源与信息学院石油工程学院石油工程学院地下地下 地上地上水、砂、盐等固体杂质水、砂、盐等固体杂质储运与建筑工程学院储运与建筑工程学院钻井钻井 采油采油原油、伴生气原油、伴生气收集、净化处理、运输收集、净化处理、运输采油工程采油工程化学化工学院化学化工学院石油的炼制与加工石油的炼制与加工石油加工石油加工2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件5油气集输的研究对象油气集输的研究对象油气集输研究对象是油气田内部油气集输研究对象是油气田内部原油、伴生天然气的收集、加工原油、伴生天然气的收集、加工和运输。和运输。 2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件6油气集输在油田建设中的地位油气集输在油田建设中的地位油田的工业开采价值被确定后，在油田地面上需要油田的工业开采价值被确定后，在油田地面上需要建设各种建设各种生产设施、辅助生产设施和附属设施生产设施、辅助生产设施和附属设施，以，以满足油气开采和储运的要求。油气集输是油田建设满足油气开采和储运的要求。油气集输是油田建设中的主要生产设施，在油田生产中起着主导作用，中的主要生产设施，在油田生产中起着主导作用，使油田生产平稳，保持原油开采及销售之间的平衡，使油田生产平稳，保持原油开采及销售之间的平衡，并使原油、天然气、液化石油气和天然汽油等产品并使原油、天然气、液化石油气和天然汽油等产品的质量合格。采用的油气集输工艺流程、确定的工的质量合格。采用的油气集输工艺流程、确定的工程建设规模及总体布局，将对油田的可靠生产、建程建设规模及总体布局，将对油田的可靠生产、建设水平和生产效益起着关键性的作用。设水平和生产效益起着关键性的作用。2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件7油气集输的工作任务油气集输的工作任务 将分散的油井产物、分别测得将分散的油井产物、分别测得各单井的原油、天然气和采出水的各单井的原油、天然气和采出水的产量值后，汇集、处理成出矿原油、产量值后，汇集、处理成出矿原油、天然气、液化石油气及天然汽油，天然气、液化石油气及天然汽油，经储存、计量后输送给用户的的油经储存、计量后输送给用户的的油田生产过程。田生产过程。 2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件8油气生产工艺系统油气生产工艺系统 2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件9油气集输的工作范围油气集输的工作范围 油气集输的工作范围是指以油井为油气集输的工作范围是指以油井为起点，矿场原油库或输油、输气管线首起点，矿场原油库或输油、输气管线首站为终点的矿场业务。站为终点的矿场业务。 2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件10油气集输的工作内容油气集输的工作内容2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件11三脱三回收n原油脱水n原油脱气n伴生气、天然气脱轻油 n污水中回收原油 n回收污水 n回收轻油、液化气 2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件12油田产品 商品原油、天然气、液化石油气、商品原油、天然气、液化石油气、稳定轻烃和净化污水稳定轻烃和净化污水2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件13商品原油的质量指标商品原油的质量指标1、质量含水率、质量含水率 合格原油含水率不大于合格原油含水率不大于1，优质原油含水，优质原油含水率不大于率不大于0.5。对于凝析油和稠油有不同的质。对于凝析油和稠油有不同的质量含水率要求。量含水率要求。2、饱和蒸汽压、饱和蒸汽压 储存温度储存温度(或或60)下原油的饱和蒸汽压不大下原油的饱和蒸汽压不大于当地气压。于当地气压。3、含盐量、含盐量 不大于不大于50g/m3。2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件14商品天然气的质量指标商品天然气的质量指标1、露点、露点 最高输送压力下天然气的露点应低于输气管最高输送压力下天然气的露点应低于输气管埋深处最低环境温度埋深处最低环境温度5。2、硫化氢含量：、硫化氢含量：不大于不大于20mg/m3。 3、C5含量：含量： 不大于不大于50g/m3。4、有机硫含量：、有机硫含量：不大于不大于250mg/m3。2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件15液化石油气的质量指标液化石油气的质量指标 C1C2含量：不大于含量：不大于3(分子百分数分子百分数)； C5含量：不大于含量：不大于2(分子百分数分子百分数)； 38时的饱和蒸汽压不大于时的饱和蒸汽压不大于15个大气压（绝对）；个大气压（绝对）； -10时的饱和蒸汽压大于时的饱和蒸汽压大于3个大气压（绝对）；个大气压（绝对）； 不大于不大于0.5% ； 液化石油气的主要成分是液化石油气的主要成分是C3和和C4 ，在质量制定中，在质量制定中限制的是限制的是C1C2及及C5的含量要求，更为合理。的含量要求，更为合理。2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件16稳定轻烃的质量指标 项项 目目质质 量量 指指 标标试试 验验 方方 法法1号号2号号饱和蒸气压，饱和蒸气压，kPa74200夏夏74冬冬188GB801787馏程：馏程：10%蒸发温度，蒸发温度，90%蒸发温度，蒸发温度， 不高于不高于终馏点，终馏点， 不高于不高于60蒸发率，蒸发率，%135190实测实测35150190GB65361997硫含量，硫含量，% 不大于不大于0.050.1SH/T025392机械杂质及水分机械杂质及水分无无无无目测目测2）铜片腐蚀铜片腐蚀 不大于不大于11GB509685（91）颜色，赛波特色号颜色，赛波特色号 不小于不小于+25GB3555921)冬季指冬季指9月月1日至第二年日至第二年2月月29日间；日间；2)将油样注入将油样注入100mL的玻璃量筒中观察，应当透明，没有悬浮与沉淀的机械杂质和游离水的玻璃量筒中观察，应当透明，没有悬浮与沉淀的机械杂质和游离水2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件17净化污水标准n污水排放水质含油低于污水排放水质含油低于5mg/L；n海上排放污水水质要求是：渤海海域排放污水含油量小海上排放污水水质要求是：渤海海域排放污水含油量小于于30mg/L；南海海域为小于；南海海域为小于50mg/L；n对回注的污水水质要求是：达到本油田规定的注水水质对回注的污水水质要求是：达到本油田规定的注水水质标准，特别关注回注污水与地层配伍性，包括悬浮物浓标准，特别关注回注污水与地层配伍性，包括悬浮物浓度大小、含油浓度及细菌含量。度大小、含油浓度及细菌含量。2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件18净化污水质量标准之排放指标净化污水质量标准之排放指标序序号号项目项目排放浓度排放浓度mg/L备注备注1PH值值692石油类石油类103悬浮物悬浮物1004挥发酚挥发酚0.55硫化物硫化物1以以S2计计6化学需氧量化学需氧量（CODCr）100重铬酸钾法分重铬酸钾法分析析7汞及其无机化合汞及其无机化合物物0.05以以Hg计计8镉及其无机化合镉及其无机化合物物0.1以以Cd计计9六价铬化合物六价铬化合物0.5以以Cr+6计计10砷及其无机化合砷及其无机化合物物0.5以以As计计2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件19净化污水质量标准之注水指标净化污水质量标准之注水指标 注入层平均空气渗透率注入层平均空气渗透率（m2）0.10.10.60.6标准分级标准分级A1A2A3B1B2B3C1C2C3控控 制制指指标标悬浮固体浓度悬浮固体浓度（mg/L）1.02.03.03.04.05.05.07.010.0悬浮物颗粒直径中悬浮物颗粒直径中值（值（m）1.01.52.02.02.53.03.03.54.0含油量（含油量（mg/L）5.06.08.08.010.015.015.020.030.0平均腐蚀率（平均腐蚀率（mm/a）0.076点腐蚀点腐蚀A1、B1、C1级：试片各面都无点腐蚀；级：试片各面都无点腐蚀；A2、B2、C2级：试片有轻微点蚀；级：试片有轻微点蚀；A3、B3、C3级：试片有明显点蚀；级：试片有明显点蚀；SRB菌（个菌（个/mL）010250102501025铁细菌（个铁细菌（个/mL）n102n103n104腐生菌（个腐生菌（个/mL）n102n103n10411n10；2清水水质指标中去掉含油量。清水水质指标中去掉含油量。2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件20油田生产对集输系统的要求油田生产对集输系统的要求 1 1、满足油田开发和开采的要求、满足油田开发和开采的要求由地质和油藏工程师提出合理的开发设计，由采油工程师由地质和油藏工程师提出合理的开发设计，由采油工程师制定开发方案，确定相应的采油措施，由此确定相应的集制定开发方案，确定相应的采油措施，由此确定相应的集输系统（生产规模、工艺流程、总体布局）以及相应的工输系统（生产规模、工艺流程、总体布局）以及相应的工程内容，从而保证采输协调、生产平稳，促进油田的开发程内容，从而保证采输协调、生产平稳，促进油田的开发和开采。和开采。 油田生产的特点是连续的、又是不均衡的，主要原油田生产的特点是连续的、又是不均衡的，主要原因在于：因在于： a.a.油井数量增加，含水量上升，产液量增加；油井数量增加，含水量上升，产液量增加； b.b.自喷井间歇自喷或改抽；自喷井间歇自喷或改抽； c.c.个别抽油井改为注水井；个别抽油井改为注水井； d.d.生产层系调整，油品物性发生变化。生产层系调整，油品物性发生变化。2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件21油田生产对集输系统的要求油田生产对集输系统的要求 2 2、集输系统能够反映油田开发和开采的动态、集输系统能够反映油田开发和开采的动态 油田开发和开采的变化，反映到地面集输系统中就是：油、油田开发和开采的变化，反映到地面集输系统中就是：油、气、水产量、出砂量、气油比、气液比、井的油压和回压、井气、水产量、出砂量、气油比、气液比、井的油压和回压、井流温度、压力等参数的变化。流温度、压力等参数的变化。 油田的这一生产特点要求油气集输系统的工程设施随之作出油田的这一生产特点要求油气集输系统的工程设施随之作出相应的调整，要考虑能以地面设施的少量变化去适用油田开发相应的调整，要考虑能以地面设施的少量变化去适用油田开发不同时期、不同阶段的要求。不同时期、不同阶段的要求。 同时利用这些基础信息，使油藏工作者能加深对油藏的认识，同时利用这些基础信息，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井的生产制度。适时调整油田开发设计和各油井的生产制度。 2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件22油田生产对集输系统的要求油田生产对集输系统的要求 3、节约能源、防止污染、保护环境、节约能源、防止污染、保护环境 a.充分利用自喷井、抽油井的能量，减少转油环节，在充分利用自喷井、抽油井的能量，减少转油环节，在有条件的油田提高第一级的分离压力，减少动力消耗；有条件的油田提高第一级的分离压力，减少动力消耗； b.流程密闭，降低损耗；流程密闭，降低损耗； c.充分收集和利用油气资源，生产稳定原油、干气、液化充分收集和利用油气资源，生产稳定原油、干气、液化石油气、天然汽油等产品，减少油田生产的自耗气量；石油气、天然汽油等产品，减少油田生产的自耗气量； d.采用先进高效的处理设备，如高效分水设备、高效注水采用先进高效的处理设备，如高效分水设备、高效注水泵等。泵等。2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件23油田生产对集输系统的要求油田生产对集输系统的要求 3 3、节约能源、防止污染、保护环境、节约能源、防止污染、保护环境 在油田生产过程中必然要产生：在油田生产过程中必然要产生： 废液（含油污水、污油）；废液（含油污水、污油）； 废渣（含油泥砂、污垢）；废渣（含油泥砂、污垢）； 废气（加热设备排放气、特殊情况下的放空天然废气（加热设备排放气、特殊情况下的放空天然气）。气）。 如果不加以处理，随意排放，必然对环境造成污染，如果不加以处理，随意排放，必然对环境造成污染，甚至破坏生态平衡。因此在制定集输方案时，应该考虑甚至破坏生态平衡。因此在制定集输方案时，应该考虑到环境保护方面，使方案附合国家环保制度的要求。到环境保护方面，使方案附合国家环保制度的要求。2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件24油田生产对集输系统的要求油田生产对集输系统的要求 4 4、集输系统应安全可靠，并有一定的灵活、集输系统应安全可靠，并有一定的灵活性性 集输系统的生产运行是连续的，无论哪一个环节发生集输系统的生产运行是连续的，无论哪一个环节发生故障都会或多或少地对全局生产产生影响；故障都会或多或少地对全局生产产生影响； 另外，油田地域大，点多、面广、线长，抢修困难，另外，油田地域大，点多、面广、线长，抢修困难，要求集输系统简单、可靠、安全。一旦发生异常情况，要要求集输系统简单、可靠、安全。一旦发生异常情况，要有调整的余地。有调整的余地。2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件25油田生产对集输系统的要求油田生产对集输系统的要求 5、与辅助系统协调一致，并有经济性、与辅助系统协调一致，并有经济性 集输系统要满足提高经济效益的原则，具有经济性。满足集输系统要满足提高经济效益的原则，具有经济性。满足国家标准或有关规定，并且与供排水、供电、道路、通讯、国家标准或有关规定，并且与供排水、供电、道路、通讯、土建等密切配合，协调一致。土建等密切配合，协调一致。2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件26油气集输流程油气集输流程 油气集输流程油气集输流程是油、气在油田内是油、气在油田内部流向的总说明，即从生产油井井口部流向的总说明，即从生产油井井口起到外输、外运的矿场站库，油井产起到外输、外运的矿场站库，油井产品经过若干个工艺环节，最后成为合品经过若干个工艺环节，最后成为合格油、气产品全过程的总说明。格油、气产品全过程的总说明。 2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件27（一）油气集输流程命名（一）油气集输流程命名n按不同加热方式：不加热集油流程、井按不同加热方式：不加热集油流程、井场加热集油流程、热水伴随集油流程、场加热集油流程、热水伴随集油流程、蒸汽伴随集油流程、掺稀油集油流程、蒸汽伴随集油流程、掺稀油集油流程、掺热水集油流程、掺活性水集油流程、掺热水集油流程、掺活性水集油流程、掺蒸汽集油流程。掺蒸汽集油流程。n按通往油井的管线数目：单管集油流程、按通往油井的管线数目：单管集油流程、双管集油流程和三管集油流程。双管集油流程和三管集油流程。2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件28（一）油气集输流程命名（续）（一）油气集输流程命名（续）3、按集油管网形态：米字型管网集油流程、环型、按集油管网形态：米字型管网集油流程、环型管网集油流程、树状管网集油流程和串联管管网集油流程、树状管网集油流程和串联管网集油流程。网集油流程。4、按油气集输系统布站级数（指油井和原油库之、按油气集输系统布站级数（指油井和原油库之间集输站场的级数）：间集输站场的级数）：u一级布站集油流程：只有集中处理站；一级布站集油流程：只有集中处理站；u二级布站集油流程：计量站和集中处理站；二级布站集油流程：计量站和集中处理站；u三级布站集油流程：计量站、接转站（增压）和集三级布站集油流程：计量站、接转站（增压）和集中处理站；中处理站；5、集输系统密闭程度：开式和密闭流程、集输系统密闭程度：开式和密闭流程2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件29（二）油田集油流程举例（二）油田集油流程举例1、双管掺活性水流程、双管掺活性水流程2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件302、三级布站单管油气集输流程、三级布站单管油气集输流程2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件313、单管环形集油流程、单管环形集油流程2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件324、稠油集输流程、稠油集输流程（1）高温集油流程：单管加热集油流程和掺稀）高温集油流程：单管加热集油流程和掺稀降粘流程。降粘流程。2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件332022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件34（2）掺蒸汽集油流程）掺蒸汽集油流程2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件35集输系统的压力集输系统的压力 中华人民共和国国家标准中华人民共和国国家标准GB503502005中中规定：自喷井、气举井的回压为规定：自喷井、气举井的回压为工程适应期间最低油管压力的工程适应期间最低油管压力的0.40.40.50.5倍，倍，但不宜低于但不宜低于0.40.4MPa(MPa(表压表压) )； 抽油井回压不高于抽油井回压不高于1.51.5MPa(MPa(表压表压) )，而高，而高于于4.54.5Kg/cmKg/cm2 2，回压的高低会影响抽油机回压的高低会影响抽油机的工作性能和检泵周期！的工作性能和检泵周期！ 集输系统的回压是地面集输系统对油气井的背压，集输系统的回压是地面集输系统对油气井的背压，也是集输系统的起点压力，是集输系统强度设计的重也是集输系统的起点压力，是集输系统强度设计的重要依据。要依据。2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件36提高集输系统压力的优势提高集输系统压力的优势n可使伴生气更多地溶解在原油中，减少气量，降低可使伴生气更多地溶解在原油中，减少气量，降低原油粘度，进而减少管线的水力损失和提高油气分原油粘度，进而减少管线的水力损失和提高油气分离效率；离效率；n可采用多级分离工艺，使原油和大部分伴生气自压可采用多级分离工艺，使原油和大部分伴生气自压输送，增加分离后原油的稳定程度并增加油、气的输送，增加分离后原油的稳定程度并增加油、气的采收率；采收率；n为不加热输送创造条件，可减少油田的自耗燃料。为不加热输送创造条件，可减少油田的自耗燃料。2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件37 集中计量集中计量 分散计量分散计量计量站接转站联合站2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件38流程密闭的措施流程密闭的措施1 1、采用卧式罐代替立式常压罐、采用卧式罐代替立式常压罐2 2、充分利用自喷井和抽油井的能量，减少转、充分利用自喷井和抽油井的能量，减少转油环节。这就需要考虑布站方式油环节。这就需要考虑布站方式 集中处理站集中处理站选井阀组选井阀组集中处理站集中处理站井口井口计量计量( (计量接转计量接转) )站站集中处理站集中处理站矿场油库矿场油库井口井口计量站计量站接转站接转站集中处理站集中处理站矿场油库矿场油库 2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件39流程密闭的措施流程密闭的措施3 3、采用油气混输泵、采用油气混输泵4 4、采用大罐抽气，避免常压罐中的油气蒸、采用大罐抽气，避免常压罐中的油气蒸发损耗发损耗 2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件40集输流程设计的原则集输流程设计的原则n油气集输工艺流程应密闭，降低油气损耗；油气集输工艺流程应密闭，降低油气损耗；n充分收集与利用油气井产物，生产符合产品标准的原充分收集与利用油气井产物，生产符合产品标准的原油、天然气、液化石油气、稳定轻烃等产品；油、天然气、液化石油气、稳定轻烃等产品；n合理利用油气井流体的压力能，适当提高集输系统压合理利用油气井流体的压力能，适当提高集输系统压力，扩大集输半径，减少油气中间接转，降低集输能力，扩大集输半径，减少油气中间接转，降低集输能耗；耗；n合理利用热能，做好设备和管道保温，降低油气处理合理利用热能，做好设备和管道保温，降低油气处理和输送温度，减少热耗；和输送温度，减少热耗；n油气集输工艺设计应结合实际情况简化工艺流程，选油气集输工艺设计应结合实际情况简化工艺流程，选用高效设备。用高效设备。 2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件41油气集输流程设计的总趋势油气集输流程设计的总趋势 简化井口和计量站、尽量采用简化井口和计量站、尽量采用二级布站和密闭流程、完善联二级布站和密闭流程、完善联合站、减少占地、方便管理。合站、减少占地、方便管理。2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件42油气集输系统的组成 n 油田地面集输系统有各种站和管线组成。油田地面集输系统有各种站和管线组成。n 管线按所输送的介质分为气、油、水单相管和油气混管线按所输送的介质分为气、油、水单相管和油气混输管以及油气水混输管。出油管线、集油管线输管以及油气水混输管。出油管线、集油管线 、矿场、矿场输油管线、集气管线、输气管线输油管线、集气管线、输气管线 。 n 至于站，名称不算统一，大致有：分井计量站至于站，名称不算统一，大致有：分井计量站 、交、交接计量站接计量站 、接转站、接转站 、原油脱水站、原油脱水站 、矿场油库、矿场油库 、增压、增压集气站集气站 、压气站、压气站 、集中处理站、集中处理站 。 2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件43油气集输设计的评价标准油气集输设计的评价标准 可靠性可靠性 适用性适用性 先进性先进性 经济性经济性2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件44第二章 油气性质n原油分类原油分类n溶气原油物性溶气原油物性n脱气原油物性脱气原油物性2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件45标准状态标准状态 国内外计量气体体积采用的状态国内外计量气体体积采用的状态标准常不相同，常见的有三种标准常不相同，常见的有三种:n 压力压力101.325kPa、温度、温度20n 压力压力1atm、温度、温度60 （15.6）n 压力压力101.325kPa、温度、温度01m3(20)=0.985m3(15)=0.932m3(0)2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件46 原原 油油 原油是一种极其复杂的烃类和非烃类的液态混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数分别为合物，其中碳和氢的质量分数分别为85%、12%，其余为硫、氮、氧和金属化合物。其余为硫、氮、氧和金属化合物。 原油中所含的烃类主要有：原油中所含的烃类主要有：正构及异构烷烃；正构及异构烷烃；环烷烃；环烷烃；芳香烃。芳香烃。 原油内原油内C C1616以上的正构烷烃称为石蜡。以上的正构烷烃称为石蜡。 原油是一种胶体溶液，常含有胶质、沥青质，原油是一种胶体溶液，常含有胶质、沥青质，还有砂、各种盐类及金属腐蚀产物等。还有砂、各种盐类及金属腐蚀产物等。2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件47原油分类原油分类 常用的原油分类方法有：常用的原油分类方法有：n按组成分类按组成分类n按气油比分类按气油比分类n按收缩性分类按收缩性分类n按相对密度和粘度分类按相对密度和粘度分类n按硫含量分量按硫含量分量2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件48按组成分类按组成分类 根据几种烃类在原油中的比例划分原根据几种烃类在原油中的比例划分原油种类，油种类，Sachanen分类法分类法:n 石蜡基原油石蜡基原油 烷烃大于烷烃大于75%n 环烷基原油环烷基原油 环烷烃大于环烷烃大于75%n 芳香基原油芳香基原油 芳香烃大于芳香烃大于50%n 沥青基原油沥青基原油 沥青质大于沥青质大于50%2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件49按气油比分类按气油比分类 按气油比将油气井井流产物分成：按气油比将油气井井流产物分成：n 死油死油 气油比为零气油比为零n 黑油黑油 气油比小于气油比小于356m3/m3n 挥发性原油挥发性原油 气油比气油比356588m3/m3n 凝析气凝析气 气油比气油比5888905m3/m3n 湿气湿气 气油比大于气油比大于8905m3/m3n 干气干气 不含液体的天然气不含液体的天然气2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件50按收缩性分类按收缩性分类 “收缩收缩”指油藏原油在地面脱气后体积的缩小。指油藏原油在地面脱气后体积的缩小。收缩系数的定义是单位体积油藏原油在地面脱气收缩系数的定义是单位体积油藏原油在地面脱气后的体积数，用来描述原油收缩性的大小。根据后的体积数，用来描述原油收缩性的大小。根据收缩系数的大小划分原油种类收缩系数的大小划分原油种类:n 低收缩原油低收缩原油 low-shrinkage crude oil 收缩收缩系数大于系数大于0.5n 高收缩原油高收缩原油 high-shrinkage crude oil收缩收缩系数小于系数小于0.52022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件51按相对密度和粘度分类按相对密度和粘度分类 Dowd等人根据原油相对密度和粘度等人根据原油相对密度和粘度划分原油种类划分原油种类:类型类型相对密度相对密度粘度粘度/(Pas)普通原油普通原油0.93410重质原油重质原油0.9341.0001.000天然沥青天然沥青102022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件52按硫含量分类按硫含量分类 把硫含量高的原油称为把硫含量高的原油称为酸性原油酸性原油，但没，但没有统一标准。有统一标准。n一种说法，一种说法，H2S体积浓度超过体积浓度超过3700mg/Ln西方管道界，硫含量超过西方管道界，硫含量超过0.5%（质量）（质量）2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件53我国原油分类我国原油分类 是以是以常压沸点常压沸点250275和和395425两个关键馏分油的密度两个关键馏分油的密度划分原油类别。首先对关划分原油类别。首先对关键组分分类，见表：键组分分类，见表：组分分类组分分类第一关键组分第一关键组分20密度密度gcmgcm-3-3第二关键组分第二关键组分20密度密度gcmgcm-3-3石蜡基石蜡基0.82070.85600.93022022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件54我国原油分类我国原油分类原油分类原油分类第一关键组分分类第一关键组分分类第二关键组分分类第二关键组分分类石蜡基石蜡基石蜡基石蜡基石蜡基石蜡基石蜡混合基石蜡混合基石蜡基石蜡基混合基混合基混合石蜡基混合石蜡基混合基混合基石蜡基石蜡基混合基混合基混合基混合基混合基混合基混合环烷基混合环烷基混合基混合基环烷基环烷基环烷混合基环烷混合基环烷基环烷基混合基混合基环烷基环烷基环烷基环烷基环烷基环烷基2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件55溶气原油物性溶气原油物性 原油和天然气是两种互溶的流体，在一原油和天然气是两种互溶的流体，在一定压力和温度条件下，天然气会全部和部分定压力和温度条件下，天然气会全部和部分溶解在原油中，溶气原油的溶气量、密度、溶解在原油中，溶气原油的溶气量、密度、粘度等物性随压力、温度条件而改变。这里粘度等物性随压力、温度条件而改变。这里主要介绍适用于压力、温度较高的油藏及油主要介绍适用于压力、温度较高的油藏及油气两相流动条件下的溶气原油物性的经验计气两相流动条件下的溶气原油物性的经验计算方法，称为算方法，称为黑油模型黑油模型。2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件56美国石油协会相对密度美国石油协会相对密度 在描述石油及石油产品时，西方国家在描述石油及石油产品时，西方国家常用常用APIAPI相对密度，数值在相对密度，数值在0 100，与我国惯用的相对密度的关系：与我国惯用的相对密度的关系：o 15下原油对同温度下原油对同温度水的相对密度。水的相对密度。 141.5131.5oAPI2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件57 溶解度溶解度 常压储罐中的原油称为常压储罐中的原油称为脱气原油脱气原油 ；高于；高于大气压溶有天然气的原油称为大气压溶有天然气的原油称为溶气原油溶气原油。 单位体积脱气原油在某一压力、温度下单位体积脱气原油在某一压力、温度下能溶解的天然气体积数（折算成标准状态下能溶解的天然气体积数（折算成标准状态下的体积）称的体积）称天然气溶解度天然气溶解度，或称溶解气油比，或称溶解气油比Rs，m3/m3。2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件58Lasater相关式相关式no 脱气原油相对密度；脱气原油相对密度；nMo 脱气原油相对分子质量；脱气原油相对分子质量；nyg 天然气摩尔分数，由下式计算：天然气摩尔分数，由下式计算：42.3674 101gosgoyRyM2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件59气体摩尔分数计算式气体摩尔分数计算式0.826lg 118.690.891gpgTyP 绝对压力，绝对压力，MPa；T 温度，温度，K；g 天然气相对密度；天然气相对密度；2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件60n压力愈高，溶解气油比愈大；压力愈高，溶解气油比愈大；n温度愈低，溶解气油比愈大；温度愈低，溶解气油比愈大；n油、气是相对密度愈接近，原油溶解天油、气是相对密度愈接近，原油溶解天然气的能力愈强。然气的能力愈强。 相关式是相关式是Laster在实验数据的基础上在实验数据的基础上给出来的。可见，天然气在原油中溶解度给出来的。可见，天然气在原油中溶解度与压力、温度和油气组成有关。与压力、温度和油气组成有关。2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件61Standing相关式相关式Chierici等人建议：等人建议： 原油相对密度大于原油相对密度大于0.966时用时用Lasater相关式相关式 原油相对密度小于原油相对密度小于0.966时用时用Standing相关式相关式式中式中 t 温度，温度，11.2051.770.0016381.672.210otSgRp2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件62原油体积系数原油体积系数 单位体积脱气原油溶入天然气后具有的单位体积脱气原油溶入天然气后具有的体积数称为体积数称为原油体积系数原油体积系数。 天然气溶入原油使得原油的体积增大，所以原天然气溶入原油使得原油的体积增大，所以原油体积系数总是大于油体积系数总是大于1。osgooVBV2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件63原油体积系数相关式原油体积系数相关式 可见，原油体积系数与温度、油气组成以及天可见，原油体积系数与温度、油气组成以及天然气在原油中的溶解度有关：然气在原油中的溶解度有关：n温度愈高，原油体积系数愈大；温度愈高，原油体积系数愈大；n油、气相对密度愈接近，原油体积系数愈大；油、气相对密度愈接近，原油体积系数愈大；n溶解气油比愈大，原油体积系数愈大。溶解气油比愈大，原油体积系数愈大。1.1750.50.9720.0001475.622.2540ogSoBFFRt2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件64溶气原油密度溶气原油密度 溶气原油的密度称为溶气原油的密度称为视密度视密度，或表，或表观密度。脱气原油中溶入天然气后，其观密度。脱气原油中溶入天然气后，其密度和相对密度都下降。密度和相对密度都下降。/ooSgsaoRB 2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件65溶解天然气相对密度相关式溶解天然气相对密度相关式 可见，溶解天然气的相对密度与可见，溶解天然气的相对密度与溶解气油比溶解气油比和和脱气原油的相对密度脱气原油的相对密度有关：有关：n溶解度愈小，溶解天然气的相对密度愈大，说明溶解度愈小，溶解天然气的相对密度愈大，说明天然气中的重组分更易溶入原油；天然气中的重组分更易溶入原油；n脱气原油的相对密度愈大，溶解天然气的相对密脱气原油的相对密度愈大，溶解天然气的相对密度愈小，这是因为伴随重质原油开采出的天然气度愈小，这是因为伴随重质原油开采出的天然气较轻（较轻（C1+C2），而伴随轻质原油开采出的天然），而伴随轻质原油开采出的天然气较重（气较重（C5+）。）。0.003790.003934.087794.43818gsSooR 2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件66粘粘 度度 原油溶入天然气后粘度减小。可原油溶入天然气后粘度减小。可用下式计算：用下式计算：SSRRBooBAA004045. 000455. 01057. 043. 0108 . 02 . 02022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件67未溶解天然气密度未溶解天然气密度 天然气中溶于原油的都是较重组分，因天然气中溶于原油的都是较重组分，因此未溶解天然气密度减小。此未溶解天然气密度减小。SngsSgngRRRR2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件68 表面张力和界面张力表面张力和界面张力 溶气原油的表面张力可以用仪器测定，也可溶气原油的表面张力可以用仪器测定，也可用相关式估算。用相关式估算。347.50.084279.189610/ot 牛 米 常压下脱气原油表面张力的表达式：常压下脱气原油表面张力的表达式：exp0.101270.018563p 界面张力的计算：界面张力的计算：1,2120.51,212122 2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件69脱气原油物性脱气原油物性 在工艺计算中常常需要确定脱气原在工艺计算中常常需要确定脱气原油的物性，最可靠的方法是实验测定，油的物性，最可靠的方法是实验测定，在缺少实验条件的情况下可以利用一些在缺少实验条件的情况下可以利用一些关系式计算。关系式计算。2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件70倾点和凝点倾点和凝点 倾点和凝点是衡量油品流动性的指标，是倾点和凝点是衡量油品流动性的指标，是在规定的试验仪器和试验条件下测定的。倾点在规定的试验仪器和试验条件下测定的。倾点是油品在试管中是油品在试管中5秒内能流动的最低温度。凝秒内能流动的最低温度。凝点是油品在倾斜点是油品在倾斜45角试管内停留角试管内停留1 1分钟不流分钟不流动的最高温度。同一原油的倾点比凝固点约高动的最高温度。同一原油的倾点比凝固点约高2.52.533。2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件71密密 度度在在050范围内范围内 kg/mkg/m3 3 kg/(mkg/(m3 3)在在20120范围内范围内02021.8280.0 132002tt-332020332020207808603.081232.638 10108609602.513 1.975 10100tt时，时，2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件72粘粘 度度 在缺少实验数据条件下，可根据相对密度和在缺少实验数据条件下，可根据相对密度和温度估算原油的动力粘度：温度估算原油的动力粘度： mPas o15原油的相对密度原油的相对密度1.1631.832105.69262.86/10125zxooxytyz2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件73比热容比热容 温度高于析蜡温度温度高于析蜡温度t1时，石蜡全部溶于原油内，比热容随温时，石蜡全部溶于原油内，比热容随温度的升高而缓慢上升；当温度在析蜡温度度的升高而缓慢上升；当温度在析蜡温度t1与最高比热容对应的温与最高比热容对应的温度度t2之间时，由于随油温下降，单位温降的析蜡量逐渐增多，蜡相之间时，由于随油温下降，单位温降的析蜡量逐渐增多，蜡相态变化放出的潜热也增多，态变化放出的潜热也增多，c随温度降低而增大；温度小于最大比随温度降低而增大；温度小于最大比热容对应的温度热容对应的温度t2时，单位温降析出的蜡量逐步减小，比热容时，单位温降析出的蜡量逐步减小，比热容c随随温度降低而减小。温度降低而减小。 2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件74比热容比热容在原油析蜡温度以上时在原油析蜡温度以上时在原油析蜡温度以下时在原油析蜡温度以下时tc3151039. 3687. 112124.1868 1e04.1868 1entmttttcAttcBABmn 时，时，、 是比热容常数， 、 是比热容指数，不同原油可根据比热容与温度的实测关系曲线回归。2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件75蒸气压蒸气压 目前，还没有用于测定原油蒸气压的专用测定目前，还没有用于测定原油蒸气压的专用测定器，原油蒸气压的获得仍要利用雷特蒸气压。器，原油蒸气压的获得仍要利用雷特蒸气压。 雷特蒸气压测定器原来是为测定汽油的蒸气压雷特蒸气压测定器原来是为测定汽油的蒸气压而设计的。它有两个上下连通的室：燃料室（容积而设计的。它有两个上下连通的室：燃料室（容积为为125亳升）和空气室（容积为亳升）和空气室（容积为500毫升），容积毫升），容积比为比为1:4。 将油品装入燃料室，剧烈摇动后在将油品装入燃料室，剧烈摇动后在38恒温水恒温水浴中所测得的油品蒸气的最大压力，即为雷特蒸气浴中所测得的油品蒸气的最大压力，即为雷特蒸气压。压。 2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件76n 气液两相管流的参数和术语气液两相管流的参数和术语 n 混输管路的特点和处理方法混输管路的特点和处理方法n 两相流压降计算式两相流压降计算式 n 段塞流、清管与磨蚀段塞流、清管与磨蚀n 多相泵多相泵 2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件77矿场集输管路的定义与分类矿场集输管路的定义与分类 从油气井到矿场原油库、长距从油气井到矿场原油库、长距离输油管和输气管首站、矿场地域离输油管和输气管首站、矿场地域内的所有输送工艺流体（原油和天内的所有输送工艺流体（原油和天然气）的管路统称为然气）的管路统称为矿场集输管路矿场集输管路。分类：分类： 按管路内流动介质的相数分按管路内流动介质的相数分 按管路的工作范围和性质分按管路的工作范围和性质分 按管路的结构分按管路的结构分2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件78混输管路的应用混输管路的应用 沙漠油田沙漠油田 陆地上的边际油田陆地上的边际油田 滩海及海上油田滩海及海上油田 2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件79气液两相管流的参数和术语气液两相管流的参数和术语 流量流量 流速流速 气液相对流速参数气液相对流速参数 气液含率气液含率 质量含气率表示的各种流速质量含气率表示的各种流速 两相混合物的密度两相混合物的密度 摩擦压降的折算系数摩擦压降的折算系数 2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件80流量流量 质量流量质量流量 （Kg/s） 体积流量体积流量 （m3/s） LgMMMLgQQQ2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件81流速流速 气、液相流速气、液相流速 气、液相表观流速气、液相表观流速 气液混合物流速气液混合物流速ggggggQMwAALLLLLLQMwAAgggsgQMwAALLLsLQMwAALgsLsgQQwwwA2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件82气液相质量流速气液相质量流速n气相质量流速：气相质量流速：n液相质量流速：液相质量流速：n混合物质量流速：混合物质量流速：ggggsggMQGwAALLLLsLLMQGwAAgLgLsggsLLMMMGGGwwAA2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件83气液相对流速参数气液相对流速参数 滑移速度滑移速度 滑动比滑动比 漂移速度漂移速度sgLwwwgLwswDgHwww2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件84气液含率气液含率 质量含气率与质量含液率质量含气率与质量含液率 体积含气率和体积含液率体积含气率和体积含液率 截面含气率和截面含液率截面含气率和截面含液率 ggMGxMG(1)LLMGxMGgQQ(1)LLQRQgggLAAAAA1LLAHA2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件85三种含气率之间的关系三种含气率之间的关系 质量含气率与体积含气率之间的关系质量含气率与体积含气率之间的关系 11gLgLx 体积含气率与截面含气率之间的关系体积含气率与截面含气率之间的关系 质量含气率与截面含气率之间的关系质量含气率与截面含气率之间的关系 s11111ggLxvxvx sv2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件86两相混合物的密度两相混合物的密度 流动密度流动密度1LLggfgLQQMQQ 11gLgLA LA LA L 真实密度真实密度2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件87摩擦压降的折算系数摩擦压降的折算系数 全液相折算系数全液相折算系数 分液相折算系数分液相折算系数 分气相折算系数分气相折算系数 gdldpdldpg22dpdlLdpdlL20dpdlLdpdlLo2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件88Lockhart-Martinelli参数参数 0.5LgdpdlXdpdl2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件89气液混输管路的特点气液混输管路的特点 1 1、流型变化多（、流型变化多（埃尔乌斯埃尔乌斯流型）流型） 2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件90Taitel和Dukler流型2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件91垂直管流型垂直管流型(a)-气泡流 (b)-段塞流(弹状流)(c)-乳沫状流(搅拌流) (d)-环状流 2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件92流型的测定流型的测定n目测法目测法 n测定某一参数的波动量并与流型建测定某一参数的波动量并与流型建立某种联系立某种联系 n由辐射射线的吸收量确定气液混合由辐射射线的吸收量确定气液混合物的密度和流型物的密度和流型 2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件93经验流型图经验流型图Baker流型图流型图2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件94经验流型图经验流型图Mandhane流型图流型图2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件95经验流型图经验流型图TaitelDukler流型流型图图2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件96气液混输管路的特点气液混输管路的特点2 2、存在相间能量交换和能量损失、存在相间能量交换和能量损失 3 3、存在传质现象、存在传质现象 4 4、流动不稳定、流动不稳定5 5、存在作用力、存在作用力6 6、存在非牛顿流体和水合物、存在非牛顿流体和水合物2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件97气液两相管路的处理方法 均相流模型均相流模型 分相流模型分相流模型 流型模型流型模型 2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件98Dukeler I 压降计算式 11ffgLgLgLxx fwddldp220 00560 50 32.ReRdwef1fgL 2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件99Dukeler II 压降计算式mwddldp222211LLmLgLLRRHH0c32. 00Re5 . 00056. 00ln1sRcL4320ln00843. 0ln094. 0 ln444. 0ln478. 0281. 1LLLLRRRRs2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件100杜克勒II法的计算步骤 假设假设H HL L， 求两相混合物密度求两相混合物密度 求雷诺数求雷诺数 查图查图( (下页下页) )，如果，如果 由由R RL L查图（下隔一页）得查图（下隔一页）得c c，然后求然后求 LLRH,mmwdRe%5LLLHHH 2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件101关系曲线LHReLR2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件102关系曲线LRC2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件103杜克勒杜克勒IIII法的法的适应范围适应范围 截面含液率为截面含液率为0.010.011.01.0，体积含液率为体积含液率为0.0010.0011.0 1.0 管经不大于管经不大于 英寸英寸 两相雷诺数为两相雷诺数为600600200000200000 2152022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件104贝格斯贝格斯布里尔相关式布里尔相关式假设：假设： 流量为常数，即流动是稳流量为常数，即流动是稳定的定的 等温等温 2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件105贝格斯贝格斯布里尔相关式布里尔相关式02222wddlgdzdwdpdwgdzdldwdldldp2222 管路总压降梯度为单位管长动能、管路总压降梯度为单位管长动能、位能变化和摩擦损失项之和。位能变化和摩擦损失项之和。 2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件106贝格斯布里尔相关式3211sin1L lLgsgwMLLLgdHHwwPHHgdpdl 2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件107截面含液率实验的结论截面含液率实验的结论 n管 段 倾 角 大 于管 段 倾 角 大 于3时，实验中时，实验中未发现分层流型未发现分层流型 n管路上倾时，有管路上倾时，有一最大的截面含一最大的截面含液率；管路下倾液率；管路下倾时，有一最小的时，有一最小的截面含液率截面含液率2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件108截面含液率的求解方法 0LLHH cbLLFraRH0 ILSLTLBHAHH0002wFrgd8 . 1sin318 . 1sin13C1lnefgLLLWCRdR NFr25. 0gWNLsLLW2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件109两相水力摩阻系数两相水力摩阻系数 ne0/42ln01853. 0ln8725. 0ln182. 30523. 0lnmmmmn LLHRm 2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件110管路起伏对两相管流的影响管路起伏对两相管流的影响 对流型的影响对流型的影响 管路上坡举升管路上坡举升气液混合物所消气液混合物所消耗的能量在下坡耗的能量在下坡时得不到全部回时得不到全部回收收 2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件111弗莱尼根的结论弗莱尼根的结论 管路下坡段所回收的压能比上坡段举升流管路下坡段所回收的压能比上坡段举升流体所消耗的压能小得多，可以忽略体所消耗的压能小得多，可以忽略 上坡段由高差所消耗的压能与两相管路的上坡段由高差所消耗的压能与两相管路的气相表观流速呈相反关系，表观流速趋于零气相表观流速呈相反关系，表观流速趋于零时，高程附加压力损失最大时，高程附加压力损失最大 由爬坡所引起的高程附加压力损失与线路由爬坡所引起的高程附加压力损失与线路爬坡高度的总和成正比，和管路爬坡的倾角、爬坡高度的总和成正比，和管路爬坡的倾角、起终点高差的关系不大起终点高差的关系不大 2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件112弗莱尼根关系式弗莱尼根关系式ZgFPleh 起伏管路的总压降为水平管起伏管路的总压降为水平管路压降与起伏附加压降之和路压降与起伏附加压降之和 006. 10785. 111sgewF2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件113组合模型组合模型n近近30年来，各国学者提出的两相流计算年来，各国学者提出的两相流计算模型不下数十个。这些模型一般包括：模型不下数十个。这些模型一般包括：流型划分、持液率计算、摩阻压降、高流型划分、持液率计算、摩阻压降、高程压降、加速压降计算等几部分。把各程压降、加速压降计算等几部分。把各模型计算精度较高的部分组合在一起，模型计算精度较高的部分组合在一起，构成组合模型。构成组合模型。 2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件114段塞流分类段塞流分类 2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件115水动力段塞流水动力段塞流 2022-6-16油气集输工艺中国石油大学课件116地形起伏诱发的段塞流地形起伏诱发的段塞流 n1在管路低洼处积液；在管路低洼处积液；n2液体间歇地流至下游的低洼处；液体间歇地流至下游的低洼处；n3上坡段部分液体倒流，与上游来的液体形上坡段部分液体倒流，与上游来的液体形成液塞成液塞2022-6-16油气集输