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 i=y i/x i
2、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、精馏。
3、闪蒸：原料以某种方式被加热和或减压至部分汽化，进入容器空间内，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：H2S＞1%或CO2＞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、
集气管，输油、输气管。
5、折算系数：在气液两相混输管路
摩擦压降的计算中，常使用折算系数
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、
分散流。
7、测定流型的方法大致分为三类：a
目测法，包括肉眼观察、高速摄影；
b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
离气体和游离液体的分液器等。
2、立式、卧式分离器优缺点比较：a
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 d必须等于
或大于气体在流通截面上的平均流
速v g,即v d≥v g。
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 o 、液体带气
率k g、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
式捕雾器、离心式捕雾器。
7、发泡原油：有些原油所含气泡上
升至油气界面后并不立即破裂，在气
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、
多级分离。
一次分离：一次分离是指混合物的气
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C1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。平衡物系压力较高时，分子
间距小、分子间引力大，分子需具备
较大能量才能进入气相。能量低的重
组分分子进入气相更困难，所以平衡
物系内气相数量较少，重组分在气相
中的浓度也较低。气体排出愈及时，
以后携带蒸发的机率愈少。由此可以
得出如下结论：连续分离所得的液体
量最多，一次平衡分离所得的液量最
少，多级分离居中。
第五章
1、原油处理是指对原油脱水、脱盐、
脱除泥砂等机械杂质。
2、原油处理的目的：a满足对商品原
油水含量、盐含量的行业或国家标
准；b商品原油交易时要扣除原油水
含量，原油密度则按含水原油密度
计；c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，原油含水增大了燃料消
耗，占用了部分集油、加热、加工资
源，增加了原油生产成本；d原油含
水增加了原油粘度和管输费用；e原
油内的含盐水常引起金属管路和运
输设备的结垢与腐蚀，泥砂等固体杂
质使泵、管路和其他设备产生激烈的
机械磨损，降低管路和设备的使用寿
命；f影响炼制工作的正常进行。
3、原油中水存在的形式：原油中所
含的水分，有的在常温下用静止沉降
法短时间内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。
4、形成乳状液的三个条件：a系统中
必须存在两种以上互不相溶（或微量
相溶）的液体；b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；c要有乳化剂的存在，
使分散的微小液滴能稳定地存在于
另一种液体中。
5、形成乳状液的因素：a原油中含水
并有足够数量的天然乳化剂是生成
原油乳状液的内在因素b在石油生产
中还常使用缓蚀剂、杀菌剂、润湿剂
和强化采油的各种化学剂等都是促
使生成乳状液的乳化剂；c各种强化
采油方法都会促使生成稳定的原油
乳状液，如油层压裂、酸化、修井等
过程中使用的化学剂常产生特别稳
定的乳状液；d井筒和地面集输系统
内的压力骤降、伴生气析出、泵对油
水增压、清管、油气混输等都会强烈
搅拌油和水，促使乳状液的形成和稳
定。
6、乳状液预防的方法：a尽量减少对
油水混合物的剪切和搅拌；b尽早脱
水。
7、乳状液稳定性是指乳状液抗油水
分层的能力。
试述影响原油乳状液稳定性的因素
（任选5个）？
a分散相粒径。分散相粒径愈小，愈
均匀，乳状液愈稳定；b外相原油粘
度。在同样剪切条件下，外相原油粘
度愈大分散相的平均粒径愈大，乳状液稳定性差；另一方面，原油粘度愈大，乳化水滴的运动、聚结、合并、沉降愈难，增大了乳状液稳定性；c 油水密度差。乳化水滴在原油内的沉降速度正比于油水密度差，密度愈大，油水容易分离，乳状液稳定性差；d相体积比。增加分散相体积可增加分散水滴的数量、粒径、界面面积和界面能，减小水滴间距，使乳状液稳定性变差；e水相盐含量。水相内含盐浓度对乳状液稳定性有重要影响，淡水和盐含量低的采出水容易形成稳定乳状液；f老化。乳状液形成时间愈长，由于原油轻组分挥发、氧化、光解等作用，使乳化剂数量增加，同时原油内存在的天然乳化剂也有足够时间运移至分散相颗粒表面形成较厚的界面膜使乳状液稳定，乳状液的这种性质称为老化；g温度。提高
温度降低乳状液稳定性的原因：○1可降低外相原油粘度○2提高乳状液乳化剂的溶解度，消弱界面膜厚度○3加剧内相颗粒的布朗运动，增加水滴互相碰撞、合并成大颗粒的机率。
9、原油处理常用方法：化学破乳剂、重力沉降、加热、机械、电脱水。
10、破乳：乳状液的破坏称为破乳。
11、絮凝：指某些高分子聚合物的长链分子具有多个活性基因，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，水滴也没有合并成大水滴。
12、聚结：乳状液处理器内小粒径水滴的合并，变成能在规定停留时间内沉降至容器底部水层的大粒径水滴的过程。
13、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，由于水的表面张力较大，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等并入水层，这一过程称水洗。
14、斯托克斯公式的4条结论：a沉降速度和水滴粒径的平方成正比；b 沉降速度和油水密度差成正比，密度差愈大，沉降速度愈大；c沉降速度与原油粘度成反比，提高脱水温度降低原油粘度，能加速油水分离；d若把乳状液放置于离心力场内，离心加速度a可较重力加速度g大几十至上千倍，可加快水滴的沉降，这就是离心脱水的原理。
15、破乳剂的作用：a破乳剂能迅速的穿过乳状液外相分散到油水界面上，替换或中和乳化剂，降低乳化水滴的界面张力和界面膜强度；b破乳剂能消除水滴间的静电斥力，使水滴絮凝；c有聚结作用，即能破坏乳化水滴外围的界面膜，使水滴合并、粒径增大，在原油内沉降、油水分层；d能润湿固体，防止固体粉末破乳剂构成的界面膜阻碍水滴聚结。
16、按分子结构可将化学破乳剂分为：离子型、非离子型。
17、非离子型化学破乳剂的优点：a 用量少；b不产生沉淀；c脱出水中含油少；d脱水成本低。
18、井口加药的好处：a减少石蜡在管壁上的沉积；b降低管路的能量损失；c降低破乳剂用量；d提高脱水设备的效能。
19、破乳剂脱水优点：a在系统内较早注入破乳剂可防止乳状液的形成；b可在较低温度下脱水，节约燃料费用，降低原油蒸发体积损失和因原油密度增大的经济损失。缺点：a注入破乳剂计量过多时，可生成新的、稳定性更高的乳状液；b若破乳剂用量较大、费用较高时，仅靠破乳剂脱水费用较高。
20、重力沉降的优点：a沉降罐采用聚结和停留一段时间的方法使油水分离，进罐油水混合物一般无需加热，节省材料；b罐内无运动部件，操作简单，要求自控水平低；c由于不加热，原油内轻质组分损失少、原油体积和密度变化小。
缺点：a不适用于气油比大的原油乳状液；b罐容及装液后的质量较大，不适用于海洋原油处理；c由于沉降罐内表面积较大和污水的腐蚀性，使内壁衬里和牺牲阳极的投资、检查、维护费用高；d由于罐的表面积较大，若油水混合物温度高于环境温度，则热损失较大；e罐截面面积较大，欲
使油水混合物沿截面均匀流动、避免
短路流和流动死区十分困难，使沉降
罐的性能受到影响。
21、静电脱水的优点：a能在较低温
度下破乳，与加热脱水相比温度可降
低10-20℃，节省燃料，也减少原油
密度和蒸发损失；b静电脱水处理器
的处理量较大，在相同处理量下容器
较小，更适用于海洋平台；c脱水温
度低、净化原油水含率低，使结垢和
腐蚀倾向减少。缺点：增加设备投资、
控制和维修费用。
22、水滴在电场中聚结的方式主要有
三种：电泳、偶极聚结、振荡聚结。
常使用静电聚结的方法脱水，现场称
电脱水。
电泳：把原油乳状液置于通电的两个
平行电极中，水滴将向同自身所带电
荷电性相反的电极运动，即带正电荷
的水滴向负电极运动，带负电荷的水
滴向正电极运动，这种现象称为电
泳。
偶极聚结：电的吸引力及水滴在电场
内的振动，使水滴相互碰撞，合并成
大水滴，从原油中沉降分离出来。这
种聚结方式称为偶极聚结。
振荡聚结：水滴形状不断变化削弱了
界面膜强度，同时水滴在交流电场内
的振动，使水滴碰撞聚结。
23、双电场脱水布置原理：a中上部
直流，中下部交流；b双电场脱水以
偶极聚结和振荡聚结为主；c交流电
场脱水缺点：○1在交流电场中，不适
宜处理水含率较低的原油，即经交流
脱水后净化油水含率较高，约为直流
电脱水的3-5倍。○2在交流电的一个
周期内只有两个瞬间使电场强度达
到最大值，故处理效率和处理量较
低。○3交流电场中水滴容易排列成许
多水链使电场发生短路，操作不够稳
定，单位原油乳状液的耗电量约为直
流电的140%左右。优点：○1水滴界
面膜受到的振荡力较大，使脱出水清
澈，水中含油率较少。○2电路简单，
无需整流设备；d直流电场脱水的优
缺点恰好与交流电相反。
第六章
1、原油稳定：使净化原油内的溶解
天然气组分汽化，与原油分离，较彻
底的脱除原油内蒸气压高的溶解天
然气组分，降低常温常压下原油蒸气
压的过程。
2、原油稳定的目的：a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；b某些
酸性原油内溶有H2S气体和挥发性硫
化物，从原油内分出对人类有害的溶
解杂质气体；c从原油稳定中追求最
大利润。
3、稳定深度：稳定过程中使原油蒸
汽压降低的程度称为稳定深度。蒸汽
压降低愈多，稳定深度愈高。
4、原油稳定方法：多级分离、负压
和正压闪蒸稳定、提馏、分馏稳定等。
5、闪蒸稳定设备，塔结构分为板式
塔、填料塔。
板式塔分为：泡罩塔、筛板塔、浮阀
塔三种。
填料塔分为：随机堆放填料、规整填
料、隔栅式填料。
第七章
1、脱酸气的方法：间歇法、化学吸
收法、物理吸收法、混合溶剂吸收法、
直接氧化法、膜分离法。
2、醇胺脱酸气系统（MDEA）在运行
中常遇到的问题主要有：溶液损失和
变质、溶液发泡、设备腐蚀。
3、降解：降解指醇胺溶液变质、吸
收酸气能力降低的现象，严重降解的
吸收溶液需要更新。
第八章
1、天然气含水对加工处理、输送有
哪些影响？
○1气体中存在过量的水汽不仅减少
商品天然气管道的输送能力和气体
热值，○2而且在油、气田集气和气体
加工过程中由于气体工艺条件的变
化引起水蒸气凝析，形成液态水、冰
或固态气体水合物，从而增加集气管
路压降，严重时造成水合物堵塞管
道，生产被迫中断。○3当气体中含有
酸性气体时，液态水更会加速H2S和
CO2对管道和设备的腐蚀。○4当用冷
凝法（温度低于-40℃）从天然气内
回收C2+组分时，更需要深度脱水，防
止冷凝温度下产生冰或水合物。因
而，油气田生产的天然气一般总需要
脱水，以满足气体后续加工工艺、管
输和商品天然气对水含量的要求。
2、天然气的饱和水含量取决于：天
然气的温度、压力、气体组成。确定
方法：图解法、实验法、状态方程法。
有多种气体水含量的测定方法：露点
法、吸收质量法、Karl-Fischer（卡
尔-费希尔）法。
3、水合物：水合物是在一定温度和
压力条件下，天然气的某些组分与液
态水生成的一种外形像冰，但晶体结
构与冰不同的笼形化合物。
4、水合物抑制剂：某些盐和醇类溶
解于水中后吸引水分子，改变水合物
相的化学位，降低气体水合物生成温
度和/或提高水合物生成压力，从而
防止生成水合物，这类物质称为水合
物抑制剂或热力学抑制剂或防冻剂。
5、天然气水合物的形成条件：a高压、
低温；b存在液态水；c气体压力波
动或流向突变，产生搅动或有晶体存
在。
6、防止天然气水合物生成的方法：a
加热气流，使气体温度高于气体水露
点，系统内不产生液态水；b对气体
进行脱水，使气体露点降至气体工艺
温度以下；c在气流内注入水合物抑
制剂，使生成水合物和冰的温度降低
至气体工艺温度之下等。
7、天然气水合物的危害：a使管道流
通面积减少；b导致管道和设备堵塞。
8、天然气脱水具有哪些方法：a甘醇
吸收脱水；b固体干燥剂吸附脱水；c
冷凝脱水；d膜分离脱水。
9、露点降：进入脱水装置前气体露
点与脱水后气体露点之差称为露点
降，它表示气体水含量的降低程度或
脱水深度。
9、提高甘醇液浓度的再生方法：降
压再生、气体汽提、共沸再生。
10、使甘醇变质的因素：热降解、盐
污染、液烃污染、油泥积聚、发泡、
氧化、控制pH值。
11、甘醇吸收脱水主要设备：吸收塔、
入口分离器、重沸器、再生塔、过滤
器、甘醇泵、闪蒸分离器。
12、固体干燥剂：固体干燥剂是多孔
性物质，有极大内表面积（200-800m2
∕g），孔穴间有半径很小（100-200?）
的通道相连。
第九章
1、天然气凝液回收的目的：a满足管
输要求；b满足天然气燃烧热值要求；
c在某些条件下，需要最大限度地追
求凝液的回收量，使天然气成为贫
气。
2、天然气凝液常用回收方法：油吸
收；固定床吸附；冷凝法。
3、凝液回收：使气体内部分C2、中
间组分（C3、C4）和重组分（C5+）变
为液体，与以甲烷为主要组分的气体
分离的工作称为天然气凝液回收或
轻烃回收。
4、凝液稳定：减少NGL内C1和C2含
量，增加中间组分（C3-C5）和重组分
（C6+）含量的工艺称凝液稳定，稳定
处理后NGL的蒸气压降低。
5、天然气凝液：从气体内回收的重
组分称为天然气凝液。
6、气体加工内容：从天然气内回收
较重的、高热值组分，把气体燃烧热
值控制在商品气要求的范围内；把从
气体内回收的重组分，即天然气凝液
或称“轻烃”“轻油”，分馏成各种附
加值高的产品，增加油气田利润。
7、凝液回收率：是指回收装置单位
时间内凝液的摩尔量与原料气摩尔
量之比，用来描述回收装置从天然气
内脱出凝液的能力。
8、使气体获得低温需要制冷，常用
三种制冷方法：制冷剂制冷、节流膨
胀制冷、气体通过膨胀机膨胀制冷。
9、根据气流获得温度的高低，分为
浅冷、中冷、深冷。
温度高于-45℃以上称浅冷，-45℃至
-100℃为中冷，低于-100℃为深冷。
设备管理基础知识 红色的为重点学习内容，请于每季度底最后一周的星期一组织内容考试一次，大队检查设备工作时抽查岗位员工的内容。请将2014年3月5日（星期三）通知“设备管理基础知识”登记在《设备管理通知单》上。 一、设备管理基本常识 （一）设备管理方针：保养为主、维修为辅、节能为佐。 （二）设备管理目标：最终实现设备的“TPM”管理。“TPM”是Total Productive Maintenance“全员生产维护”的缩写。 （三）设备管理的总体要求：部件齐、声音正、马力足、仪表灵、资料全。 （四）“十字作业”内容：清洁、润滑、紧固、调整、防腐。 （五）设备管理中的“四懂、三会、三好”： 四懂：懂结构、懂原理、懂性能、懂用途； 三会：会操作、会保养、会排除故障。 三好：管好、用好、修好 （六）设备事故处理中的“四不放过”原则：事故原因不清不放过，事故责任者未经处理不放过，职工未受到教育不放过，没有防范措施不放过。 （七）设备维护保养的四项要求：整齐、清洁、润滑、安全 （八）设备管理中“三快、四勤、六清”： 三快：发现问题快、反映问题快、解决问题快 四勤：勤看、勤听、勤闻、勤摸 六清：设备结构原清、设备运转动态清、设备运转资料清、交接班清、环境卫生清、工具清 （九）设备管理的“两不见天、三不落地”：两不见天：油料加注不
见天、清洗过的精密机件不见天；三不落地：油料、机件、工具不落地。 （十）设备运行中“四个禁止”：禁止超压、禁止超速、禁止超温、禁止超负荷。 （十一）设备维修中的三检制：自检、互检、专检。 （十二）润滑油的作用：润滑、冷却、防腐、清洁、密封。 （十三）润滑管理“十六字”方针：专储专罐、密闭输送、油品对路、按质更换。 （十四）“三过滤、一沉淀”：油品入库过滤，油品装加油桶（壶）过滤，油品加注到设备机身过滤。油品入库进罐沉淀。 （十五）润滑五定：定人、定点、定质、定量、定时。 （十六）润滑油换油制度：按质换油（根据检测结果更换）。 （十七）冷却液的作用：冷却、防腐、防垢、防冻。 （十八）红旗设备的标准： 1.完成任务好，做到优质高产、安全、低耗； 2.技术性能好，动力达到铭牌规定要求； 3.零部件、随机工作完整齐全； 4.清洁、润滑、紧固、调整、防腐好。 5.使用维修记录齐全、准确。 二、润滑油 （一）润滑油检测方法：斑点（滤纸）、介电常数（快速分析仪）、理化分析（化验室）。通常斑点分为五级（1、2、3级为合格，4、5级通知换油），介电常数柴油机油一般超过18-19为换油，汽油机油一般超过17-18为换油。固定设备一般采用现场快速分析和理化分析。我厂主要采取的是介电常数检测方法，使用的仪器为HF-1型快速分析仪。 （二）润滑油选用标准： 1.在保证润滑的前提下，应尽量选用运动粘度小的润滑油；
流动三部曲：石油在地层内向井底的流动；②石油沿井筒由井底向井口的流动；③石油在地面集输系统内的流动。 分离器的分类:功能不同，气液两相分离器和油气水三相分离器两种；按其形状不同，分卧式分离器、立式分离器、球形分离器等；按其作用：分计量分离器和生产分离器等；按其工作压力不同，又可分为真空分离器、低压分离器、中压分离器和高压分离器。液体分离分为一次分离、连续分离和多级分离三种。 天然气矿场集输管网是集输系统重要组成部分。集输管线包括采气管线、集气支线和干线。集气管网通常分为枝状、放射状、环状和成组状管网. 平衡常数通常是温度、压力和组成的函数 目前较常用混输管道流型图：贝克流型图，曼德汉流型图 分离器试压通常分强度试压和严密性试压两个阶段进行。试压介质一般用清水。天然气按压力-温度相特性：干气、湿气、凝析气、伴生气 按气体含量：世界上开采的天然气中约有30%含有H2S和CO。H2S >1%和/或CO2>2%的天然气称为酸天然气,否则称甜天然气。 PR方程是目前在油气藏烃类体系相态模拟计算使用最为普遍。 8种流型气泡流、气团流、分层流、波浪、段塞、不完全环状、环状、弥散流 根据连续性方程、动量方程和能量方程，气液两相管路处理常用的三种模型：均相流模型、分相流模型、流型模型 均相流模型用于计算气泡流和弥散流混输管道的压降与实际情况比较接近。 分相流模型与分层流、波状流和环状流的情况比较接近。 三相分离器具有将油井产物分离为油、气、水三相的功能，适用于有大量游离水的油井产物的处理。这种分离器在油田中高含水生产期的集输联合站内。 防止天然气水合物生成的方法：天然气脱水、天然气加热、降压法、天然气中注入水合物抑制剂 油气藏分为五种类型：不饱和油藏、饱和油藏、油环气藏、凝析气藏、气藏 油藏的驱动方式有：水压驱动、气压驱动、溶解气驱、重力驱动 按汽油比将油气井井流产物分：死油；黑油；挥发性原油；凝析气；湿气；干气蒸馏共有三种方式：闪蒸-平衡汽化、简单蒸馏-渐次汽化、精馏。精馏过程实质上是多次平衡汽化和冷凝的过程 天然气：气藏气、凝析气藏气和油藏伴生气。注蒸气蒸气驱动和蒸气吞吐两种方式分馏法可分为常压分馏和压力分馏。根据精馏塔的结构和回流方式的不同，分馏法又可分为提馏稳定法、精馏稳定法和全塔分馏稳定法等三种。 流程内只有集中处理站的称一级布站，有计量站和集中处理站的称二级布站，三级布站有计量站、转接站（为井流液相增压的设备）和集中处理站。 一级半布站：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。 影响反应速度的因素有：①酸的类型；②酸的浓度；③面容比；④酸液的流⑤地层温度；⑥地层压力。 按管路内流动介质的相数分：集输管路可分为单相、两相和多相流管路。输油管和输气管都属于单相管路。矿物集输管路中大约有70%属于两相或多相混输管路。按管路工作范围和性质分:集输管路分为油管、采气管、集油（气）管和输油/气管。常把段塞流分为三种：水动力段塞流；地形起伏诱发的段塞流；强烈段塞流。 强烈段塞流具有周期性，在一个周期内大致分为以下四个过程：①立管底部堵塞； ②立管排液；③液塞加速；④立管排气。
孤东油田油气集输系统老化油处理工艺分析 摘要：针对孤东油田三采油技术深入应用后原油脱水的难题，本文分析了集输系统老化油对原油脱水性能的影响，并且重点对孤东一号联合站老化油处理工艺的应用效果进行了分析和评价。 主题词：老化油原油脱水老化油处理工艺 1前言 近年来随着孤东油田三采技术的深入推广，注聚、井下酸化、防砂和药剂处理等多种作业方法的广泛应用，原油物性日益复杂多变，由于集输系统原有的原油沉降脱水工艺落后、设备老化，联合站在原油脱水过程中需要通过提高脱水温度和增加净化罐放水量来降低原油含水，这样就导致了老化油的循环量不断增多，老化油的存在增强了原油乳状液的稳定性，使系统原油的脱水性能变差、脱水温度升高、加药量增大，导致近几年原油处理成本不断上升。本文分析了老化油对原油脱水性能的影响，并对老化油处理工艺在孤东一号联合站（以下简称东一联）的实施情况和取得的效果进行了深入的分析，对于今后提高集输系统的生产运行效率和降低原油处理成本具有重要意义。 2老化工艺现状与存在的问题 孤东油田原油脱水处理工艺整体设计是以东一联为中心，东二、东三、东四联合站为卫星站(油井--计量站--联合站)。东二、东三、东四联合站的高含水原油，经热--化学沉降脱水后，将含水20%左右的原油输入东一联的二次罐集中进行热化学沉降脱水处理。东一联和东二联分别于1989年、1994年扩建并投运了电脱水器，采用电—化学两段脱水工艺，但1996年以后因受油品变化的影响电场无法稳定运行都已停用。 孤东油田开发进入特高含水期后，采出液量的上升给原油脱水带来一系列的困难，尤其是应用三采技术后，原油物性恶化，原油处理周期变长后老化油增多，原油乳化程度越来越严重，造成油水沉降分离困难，外输原油含水不断上升。为了满足生产的需要，原油脱水温度不断升高，由原设计的75℃升至85℃，从而增加了站内燃料消耗；原油物性受到恶化，导致破乳剂用量大幅提高，根据油量（包括东一联、东三联、东四联油量）计算，由2005年140mg/L（0.97t/d）的用量逐年增加至2008年底189mg/L（1.21t/d），原油处理的运行成本呈现快速的上升的趋势。 3老化油影响原油脱水性能的技术分析 以东一联为例，老化油主要由三部分组成：净化油罐底部不合格的回掺原油、污水系统回收的污油以及二次沉降罐的放水，并且以前两部分为主。目前，净化油罐底部不合格的回掺原油液量约3500t/d，污水系统回收的污油约600t/d，仅前两项的循环液量达到了4100t/d。 由于老化油的存在，东一联目前原油的物理性质、工艺流程、工艺参数与原设计相比均发生了很大的变化，为进一步详细了解老化油对脱水工艺及脱水参数的影响，确定老化油处理方案的技术、经济的可行性，我们采用东一联被老化原油污染前、后的原油，进行了热化学沉降和电脱水对比评价实验。 采用的油样分别为被老化油污染后的系统原油和未被老化油污染的新鲜原油，被污染前的原油为东一联三相分离器入口、东三联进站、东四联进站的原油，按照原油量比例混合配制而成，油样综合含水29.3%，一次加药量40mg/L，没
1、露点 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5℃。 2、硫化氢含量：不大于20mg/m3。 3、C5＋含量：不大于10g/m3。 4、有机硫含量：不大于250mg/m3 1、组成要求 C1＋C2含量：不大于3％(分子百分数)； C5＋含量：不大于2％(分子百分数)； 2、饱和蒸汽压要求 38℃时的饱和蒸汽压不大于15个大气压（绝对）； -10℃时的饱和蒸汽压大于3个大气压（绝对）； 3、体积含水量要求 不大于0.5％； 油田生产的特点是连续的、又是不均衡的，主要原因在于： a.油井数量增加，含水量上升，产液量增加； b.自喷井间歇自喷或改抽； c.个别抽油井改为注水井； d.生产层系调整，油品物性发生变化。 可见，一元体系的相特性主要有以下特点： ?纯烃的饱和蒸气压仅仅是温度的单值函数，压力愈高，其饱和蒸气压愈大 ?纯烃气体温度愈高，愈不容易液化 ?临界压力和临界温度是气夜两相共存的最高压力和最高温度 可见，二元体系的相特性主要有以下特点： ?由P－T 图可以看出，相特性与二元体系的组成有关，重组分越多，特性向右偏移?饱和蒸气压不再是温度的单值函数，在某一温度下，气液处于平衡状态时的压力有一个范围，其大小和汽化率有关，汽化率愈小，饱和蒸气压愈大?二元体系的临界温度在构成二元体系的组分临界温度之间，临界压力多数情况下高于纯组分的临界压力 ?临界冷凝温度、临界冷凝压力是气液两相能平衡共存的最高温度和最高压力，在二元体系中临界温度和临界压力不再是气液能平衡共存的最高温度和最高压力?二元体系内，温度高于轻组分临界温度时，仍能使轻组分部分或全部液化 ?临界点附近存在反常区，有反常冷凝和反常汽化现象 强列断塞流的抑制 ?设计 ?减小立管直径 ?增加附加设备 ?立管底部注气 ?采用海底气液分离器或海底液塞捕集器 ?在海底或平台利用多相泵增压 ?立管顶部节流 多级分离与一级分离的比较 ◆多级分离所得的储罐原油收率高 ◆多级分离所得的原油密度小 ◆原油组成合理，蒸汽压低，蒸发损耗少，效果好
第七章矿场油气集输
第七章 矿场油气集输 第一节 矿场油气集输流程 油气集输是继油藏勘探、油田开发、采油工程之后的重要生产阶段。该阶段是 的任务就是把分散的原料集中、处理使之成为油田产品的过程。 一、油气集输在油田建设中的地位 １、是油田建设中的主要生产设施 ２、在油田生产中起着主导作用 二、油气集输系统的研究对象 油气集输系统的研究的主要对象就是油、 气田生产过程中原油及天然气的收集和 输送问题。 三、油气集输系统的工作流程（见下图） 原 原油稳定 矿场原油库或 脱 污水处理 油田注水 回 水 轻烃产品 外销 气体 净化 轻烃回收 干气 输气首 外销 四、油田油气集输流程 油气收集流程 - 油井至联合站； 油气处理流程 - 联合站内流程； 油气输送流程 - 联合站至原油库； （一）油气集输流程分类 1、 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、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、掺蒸汽集油流程。 多 相 混 气 液 分 输 离 稳定石油 气 轻烃回收 外销 外排
2、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。 3、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 流程和串联管网集油流程。 4、按油气集输系统布站级数：油井和原油库之间集输站场级数； 一级布站集油 流程：只有集中处理站； 二级布站集油流程：计量站和集中处理站； 三级布站集油流程：计量站、接转站（增压）和集中处理站； 5、集输系统密闭程度：开式和密闭流程 （二）油田集油流程举例 1、双管掺活性水流程 2、二级布站油气集输流程
油气集输 油(气)田开发包括(油藏工程)(钻采工程)及油(气)田地面工程. 油气集输系统的功能:将分散在油田各处油井产物加以收集;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,液化石油气和天然汽油)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藏油动态的基础信息. 油气集输系统工作内容(1)油井计量(2)集油(3)集气(4)油气水分离(5)原油处理(脱水)(6)原油稳定(7)原油储存(8)天然气净化(9)天然气凝液回收(10)凝液储存(11)采出水处理 工艺流程:收集油井产出的油,气,水混合物,按一定顺序通过管道,连续地进入各种设备和装置进行处理,获得符合质量标准的产品,并将这些产品输送到指定地点的全过程. 集油流程大体分三类:(1)产量特高的油井(2)计量站集油流程(3)多井串联集油流程. 我国石油界按流程中最有特色部分命名集油流程:(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(5)按流程的密闭性(开式集油流程和闭式集油流程之分) 加热流程适用于倾点和粘度较高的石蜡基原油. 多井串联集油流程:优点:钢材耗量少,建设速度和投产见效快.缺点:①计量点,加热点多而分散,不便于操作管理和自动化的实施②各井的生产相互干扰,流程适应能力差并不便于调查和改造. 选择流程依据:(1)集油流程的选择应以确定的油气储量,油藏工程和采油工程方案为基础(2)油气物性(3)油田的布井方式,驱油方式和采油方式以及开发过程中预期的井网调整及驱油方式和采油工艺的变化等(4)油田所处地理位置,气象,水文,工程地质,地震烈度等自然条件以及油田所在地的工农业发展情况,交通运输,电力通讯,居民点和配套设施分布等社会条件(5)已开发类似油田的成功经验和失败教训. 选择原则:(1)满足油田开发和开采的要求(2)满足油田开发,开采设计调整的要求和适应油田生产动态变化的要求(3)贯彻节约能源原则(4)充分利用油气资源(5)贯彻”少投入,多产出”,提高经济效益原则(6)注意保护环境.
概述： 本专业学习工程流体力学、物理化学、油气储运工程等方面知识。培养能在国家与省、市的发展计划部门、交通运输规划与设计部门、油气储运管理部门等从事油气储运工程的规划、勘查设计、施工项目管理和研究、开发等工作的高级工程技术人才。由于它在国民经济中的重要作用和地位，在国家与省、市的发展计划部门、交通运输规划与设计部门、石油天然气储运管理部门等从事油气储运工程的规划、勘测设计、施工项目管理、生产运行管理和研究等领域都有广泛的运用。 一、专业基本情况 1、培养目标 本专业培养具备工程流体力学、物理化学、油气储运工程等方面知识，能在国家与省、市的发展计划部门、交通运输规划与设计部门、油气储运管理部门等从事油气储运工程的规划、勘查设计、施工项目管理和研究、开发等工作的高级工程技术人才。 2、培养要求 本专业学生主要学习油气储运工艺、设备与设施方面的基本理论和基本知识，受到识图制图、上机操作、工程测量、工程概预算的基本训练，具有进行油气储运系统的规划、设计与运行管理的基本能力。毕业生应获得以下几方面的知识和能力： ◆掌握工程流体力学、工程热力学、传热学、物理化学和化工过程方面的基本理论和基本知识； ◆掌握油气质量检测、油气储运设备的防腐与安全保障技术； ◆具有油气储运系统的规划、设计与运行管理的初步能力； ◆熟悉油气储运行业的方针、政策和法规； ◆了解油气储运工程的理论前沿和发展动态；
◆掌握文献检索、资料查询的基本方法，具有初步科学研究和实际工作能力。 3、主干学科 工程流体力学、油气储运工程学。 4、主要课程 工程力学、工程流体力学、工程热力学、传热学、物理化学、泵与压缩机、电工与电子技术、油气管道设计与管理、油气集输、油库设计与管理、油气储运工程最优化、技术经济学等。 5、实践教学 包括工程制图、测量实习、金工实习、施工实习等，一般安排18周。主要专业实验： 油气质量检测、物理化学等。 6、修业时间 4年。 7、学位情况 工学学士。 8、相关专业 交通工程。 9、原专业名 石油天然气储运工程。 二、专业综合介绍
教学内容 一、课程在本专业的定位与课程目标 我校油气储运专业是国家重点学科，四川省特色专业。具有本科、硕士、博士学位授予权。 从1998年以来，我校油气储运专业在全国绝大多数省市均按重点批次招生；历年来，本专业毕业生供不应求，就业率均在98%以上。 本课程是我校油气储运工程专业的四大主干专业课之一，在全国同类专业的人才培养计划中也属于主干专业课程。 在国家“西部大开发”的战略布署下，随着西气东输工程的顺利实施，跨国油气管道紧锣密鼓的建设，“陕京输气复线工程、川气出川、海气登陆”等一系列重大工程的规划、建设，全国天然气主干线的联网，开创了我国天然气工业的新局面，迫切需要大批思想素质高、知识面宽、适应能力强、具有开拓创新能力的高素质技术人才。 依据本专业面向21世纪高级专业技术人才培养和整体课程体系改革的要求，课程建设必须体现：以提高学生综合业务素质为出发点，拓宽专业面，加强专业基础理论，紧跟科学发展新技术，体现储运大工程的思想，注重创新思维，突出储运规划、设计、施工、管理、科技开发规律、通用性技术的学习，强调现代设计理论和方法的应用，加强计算机辅助工艺设计的学习，强化提高创新设计能力的训练。按照科学性、创新性、实践性、层次性的标准，构建能力型综合素质教育的新体系，将油气集输理论与工程应用、工程优化设计、计算机应用技术等多学科有机地融入整个课程体系和教学内容之中，体现当今《油气集输》教育的发展趋势和先进水平。 课程的系统目标是面向高等教育新形势、拓宽基础和视野、培养能力和素质、促进教育现代化，具体目标是使学生掌握油气集输的基本理论、方法、系统工程的思维方法，培养学生综合运用所学知识去发现问题、分析问题和解决问题的能力。 二、知识模块顺序及对应的学时 知识模块按体现教改教研最新成果和能力型素质教育课程新体系而展开。该体系由基础知识模块、实践环节模块组成，各知识模块及其对应学时为： 一、基础知识模块 1、绪论（1学时）
管理制度编号：YTO-FS-PD923 油气集输安全操作管理通用版 In Order T o Standardize The Management Of Daily Behavior, The Activities And T asks Are Controlled By The Determined Terms, So As T o Achieve The Effect Of Safe Production And Reduce Hidden Dangers. 标准/ 权威/ 规范/ 实用 Authoritative And Practical Standards
油气集输安全操作管理通用版 使用提示：本管理制度文件可用于工作中为规范日常行为与作业运行过程的管理，通过对确定的条款对活动和任务实施控制,使活动和任务在受控状态，从而达到安全生产和减少隐患的效果。文件下载后可定制修改，请根据实际需要进行调整和使用。 第一节、概述 一、矿场油气集输的任务 矿场油气集输是将油井采出的油、水、气混和物进行收集、暂存、初步处理并输送到指定的容器或装置的全部生产过程。其主要任务是： （1）、收集油井产出物； （2）、对油、气、水、轻烃、杂质的分离和净化等初步处理，输出四种合格产品（即：净化原油、轻烃、净化伴生气、净化水）； （3）、分别对油、气进行计量； （4）、分别将油、气输送到指定的油库（站）或炼油厂和化工厂等用户。 二、油气集输管理的基本要求 （1）、保证集输平衡，并达到规定的储油能力； （2）、保证产品质量合格； （3）、计量准确，输差控制在规定的数值内； （4）、油气损耗控制在规定的数值内；
油气集输处理工艺及工艺流程 学院：延安职业技术学院 系部：石油工程系 专业：油田化学3班 姓名：王华乔 学号：52
油气集输处理工艺及工艺流程 摘要：油气集输工程要根据油田开发设计、油气物性、产品方案和自然条 件等进行设计和建设。油气集输工艺流程要求做到：①合理利用油井压力，尽量减少接转增压次数,减少能耗；②综合考虑各工艺环节的热力条件,减少重复加热次数，进行热平衡，降低燃料消耗；③流程密闭，减少油气损耗；④充分收集和利用油气资源，生产合格产品，净化原油，净化油田气、液化气、天然汽油和净化污水（符合回注油层或排放要求）；⑤技术先进，经济合理，安全适用。 油气集输，作为油田生产油气整体过程中的一个环节，在整体操作过程中，有着 极其重要的作用。油气集输主要负责的任务有四个方面：（1）将开采出来的石 油气、液混合物传输到处理站，将油气进行分离以及脱水，使原油达到国家要求 标准；（2）将合格的原油通过管道输送到原油储存库进行储存；（3）将分离出 来的天然气输送到再加工车间，进行进一步的脱水，脱酸，脱氢等处理；（4） 分别把经过处理，可以使用的原油和天然气输送给客户。由于油气集输涉及到整 个油田的各户钻井，因此相较于其它环节，油气集输铺设范围广，注意部位多等 诸多相关难题，因此，一个油田油气集输环节技术水平的高低，可能会直接波及 到整个油田的整体开发水平和能力。下面笔者对油气集输进行相关介绍，希望对 读者有所帮助。 一、油气收集包括集输管网设置、油井产物计量、气液分离、接转增压和油罐烃蒸气回收等，全过程密闭进行。 1、集输管网用钢管、管件和阀件连接油井井口至各种集输油气站的站外 管网系统（图1）。管线一般敷设在地下，并经防腐蚀处理。 油田油气集输集输管网系统的布局须根据油田面积和形状，油田地面的地形和地物，油井的产品和产能等条件。一般面积大的油田，可分片建立若干个既独立而又有联系的系统；面积小的油田，建立一个系统。系统内从各油井井口到计量站为出油管线；从若干座计量站到接转站为集油管线。在这两种管线中，油、气、水三相介质在同一管线内混相输送。在接转站，气、液经分离后，油水混合物密闭地泵送到原油脱水站，或集中处理站。脱水原油继续输送到矿场油库或外输站。从接转站经原油脱水站（或集中处理站）到矿场油库（或外输站）的原油输送管线为输油管线。利用接转站上分离缓冲罐的压力，把油田气输送到集中处理站或压气
重庆科技学院《油气集输工程》实验指导书课程名称油气集输工程 适用专业油气储运工程 石油与天然气工程学院 2009 年5月
目录 《油气集输工程》课程教学大纲 (1) 实验一乳状液的制备和性质 (4) 实验二天然气中微量水分含量的测定 (8)
《油气集输工程》课程教学大纲 开课单位：油气储运教研室 课程负责人：梁平 适用于本科油气储运工程专业 教学时数：64学时 一、课程概况 《油气集输工程》课程是油气储运工程专业的专业方向限选课。课程较全面地介绍天然气及原油矿场集输与预处理的各主要环节的工艺原理和生产管理方法。 通过本课程的教学，使学生初步掌握天然气原油集输和预处理中各生产环节的工艺原理、设备、参数选择、调节和生产管理的基本知识，为学生学习《油气管道设计与管理》及《毕业设计》,并为将来学生毕业能较快地适应油气集输系统的设计操作和生产管理工作打下基础。 本课程的先修课程主要有《工程流体力学》、《工程热力学与传热学》。 本课程的后续课程主要有《油气管道设计与管理》、《毕业设计》等。 二、教学基本要求 通过本课程的学习，学生应掌握天然气与原油集输系统各生产环节的工艺原理、参数选择、设备操作及生产管理的基本知识，熟悉天然气与原油集输管网、站场的工况分析和基本设计方法，掌握相关设计方法。 三、教学内容及要求 1．绪论 教学内容：天然气的化学组成与分类，商品气的质量要求。 基本要求：了解商品气的质量要求，掌握天然气的化学组成与分类。 重点：天然气的化学组成与分类。 2．天然气的基本特性 教学内容：天然气的基本物理性质，水合物的形成与防止。 基本要求：掌握天然气的基本物理性质，掌握天然气中水汽含量确定方法，掌握水合物的形成条件及防止方法。 重点：水合物的防止方法。 难点：抑制剂的注入量计算。 3．天然气矿场集输系统 教学内容：天然气储运系统的构成，气田集输管网及气田集输工艺。 基本要求：了解天然气储运系统的构成及气田集输管网，掌握气田常用的两种集输工艺。 重点，气田常温、低温集气工艺流程。 4．油气集输设备 教学内容：分离设备、换热设备及塔设备的工作原理、设备分类及结构，简单分离设备设计。 基本要求：理解塔设备的基本结构、分类与工作原理，掌握分离设备、换热设备的基本工作原理、结构及基本设计。 重点：分离器的分离原理。 难点：重力式分离器的设计。 5．天然气脱水 教学内容：甘醇吸收脱水，吸附法脱水。 基本要求：掌握吸收法脱水的工艺流程，理解处理过程相关参数的确定，掌握吸附法脱水常用吸附剂特性，工艺流程，理解吸附剂脱水及再生过程，了解吸附剂处理参数。 重点：三甘醇脱水的处理工艺流程。 难点：吸附剂脱水的吸附过程和再生过程。 6．提取天然气中的液烃 教学内容：天然气凝液回收的目的，常用凝液回收工艺。 基本要求：了解天然气凝液回收的目的，掌握天然气凝液回收工艺。 重点：低温分离法。 7．天然气脱硫 教学内容：脱硫方法介绍。
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 i=y i/x i 2、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、精馏。 3、闪蒸：原料以某种方式被加热和或减压至部分汽化，进入容器空间内，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：H2S＞1%或CO2＞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、 集气管，输油、输气管。 5、折算系数：在气液两相混输管路 摩擦压降的计算中，常使用折算系数 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、 分散流。 7、测定流型的方法大致分为三类：a 目测法，包括肉眼观察、高速摄影； b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 离气体和游离液体的分液器等。 2、立式、卧式分离器优缺点比较：a 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 d必须等于 或大于气体在流通截面上的平均流 速v g,即v d≥v g。 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 o 、液体带气 率k g、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 式捕雾器、离心式捕雾器。 7、发泡原油：有些原油所含气泡上 升至油气界面后并不立即破裂，在气 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、 多级分离。 一次分离：一次分离是指混合物的气 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C1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。平衡物系压力较高时，分子 间距小、分子间引力大，分子需具备 较大能量才能进入气相。能量低的重 组分分子进入气相更困难，所以平衡 物系内气相数量较少，重组分在气相 中的浓度也较低。气体排出愈及时， 以后携带蒸发的机率愈少。由此可以 得出如下结论：连续分离所得的液体 量最多，一次平衡分离所得的液量最 少，多级分离居中。 第五章 1、原油处理是指对原油脱水、脱盐、 脱除泥砂等机械杂质。 2、原油处理的目的：a满足对商品原 油水含量、盐含量的行业或国家标 准；b商品原油交易时要扣除原油水 含量，原油密度则按含水原油密度 计；c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，原油含水增大了燃料消 耗，占用了部分集油、加热、加工资 源，增加了原油生产成本；d原油含 水增加了原油粘度和管输费用；e原 油内的含盐水常引起金属管路和运 输设备的结垢与腐蚀，泥砂等固体杂 质使泵、管路和其他设备产生激烈的 机械磨损，降低管路和设备的使用寿 命；f影响炼制工作的正常进行。 3、原油中水存在的形式：原油中所 含的水分，有的在常温下用静止沉降 法短时间内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。 4、形成乳状液的三个条件：a系统中 必须存在两种以上互不相溶（或微量 相溶）的液体；b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；c要有乳化剂的存在， 使分散的微小液滴能稳定地存在于 另一种液体中。 5、形成乳状液的因素：a原油中含水 并有足够数量的天然乳化剂是生成 原油乳状液的内在因素b在石油生产 中还常使用缓蚀剂、杀菌剂、润湿剂 和强化采油的各种化学剂等都是促 使生成乳状液的乳化剂；c各种强化 采油方法都会促使生成稳定的原油 乳状液，如油层压裂、酸化、修井等 过程中使用的化学剂常产生特别稳 定的乳状液；d井筒和地面集输系统 内的压力骤降、伴生气析出、泵对油 水增压、清管、油气混输等都会强烈 搅拌油和水，促使乳状液的形成和稳 定。 6、乳状液预防的方法：a尽量减少对 油水混合物的剪切和搅拌；b尽早脱 水。 7、乳状液稳定性是指乳状液抗油水 分层的能力。 试述影响原油乳状液稳定性的因素 （任选5个）？ a分散相粒径。分散相粒径愈小，愈 均匀，乳状液愈稳定；b外相原油粘 度。在同样剪切条件下，外相原油粘
1.油气集输流程是油、气在油田内部流向的总说明，即从生产油井井口起，到外输、外运的 矿场站库，油井产物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。研究对象：是油田内部原油及其伴生天然气的收集、加工处理、运输。设计总趋势：简化井口；简化计量站；尽量采用二级布站；流程密闭；完善联合站、减少占地、方便管理。2.油气集输在油田建设的地位：集输系统是油田建设中的主要生产设施，集输系统在油田生 产中起着主导作用。使油田生产平稳；生产合格的产品；集输系统的工艺流程、建设规模对油田的可靠生产、建设水平和生产效益起着关键作用 3.油气集输的任务：将分散的油井产物、分别测得各单井的原油、天然气和采出水的产量值 后，汇集、混输、处理成原油、天然气、液化石油气，经储存、计量后输送给用户的过程。 内容：油气分离；原油净化；原油稳定；天然气净化；轻烃回收；水处理。 4.油田产品：商品原油；商品天然气；液化石油气；稳定轻烃；净化污水。 5.商品原有的质量指标：含水率（合格《1%优质《0.5%）；饱和蒸汽压（储存温度下的不大 于当低气压）；含盐量《50g/m3商品天然气的质量指标：露点（最高输送温度下露点低于输气管埋深处最低环境温度5C）；硫化氢《20mg/m3；C5+《50g/m3；有机硫《250mg液化石油气的指标：C1+C2《3% C5+《2%；38C饱和蒸汽压《15绝对大汽压，-10C>3；体积含水率《0.5% 6.油田生产对集输系统的要求：满足油田开发和开采的要求；反映油田开发的动态；节约能 源防止污染；安全可靠，灵活性；与辅助系统协调一致。经济效益等。 7.油气集输系统的压力：其回压是地面集输系统对油井的背压，是集输系统的起点压力。自 喷井回压应为油井油压的0.4-0.5倍，不低于0.4mpa否则工况的变化响油井产量的稳定 8.计量方式：集中、分散计量。 9.流程密闭措施：采用耐压卧式罐代替立式常压罐；采用油气混输泵；采用大罐抽气；利用 自喷井和抽油井的能量，减少转油环节。 10.布站方式：二级：计量站+联合站；三级：计量站+接转站+联合；一级半：井场阀组+联合。 11.管线：油、气、水单向管路，油气、油气水混输管路。出油、集油、输油、集气、输气管 线。站：计量、接转、计量接转、转油、联合、集中处理、增压集气、压气。 12.油气集输设计的评价标准：可靠性、适用、先进、经济。 13.原有分类方法：按组成、气油比、收缩性、相对密度和粘度、硫含量分类。 14.溶气原油物性：黑油模型：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 油物性的经验计算方法。天然气溶解度：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。压力大，温度低，油气相对密度越接近，溶解气油比大。原油体积系数：单位体积脱气原油溶入天然气后具有的体积数。温度高，气油密度接近，气油比越大，体积系数越大。溶气原油密度：视密度、表观密度。融入气体密度减小。脱气原油的相对密度愈大，溶解天然气的相对密度愈小。溶气原油粘度：变小。未溶解天然气密度：溶的是较重组分，未溶解密度减小。溶气原油表面张力 15.脱气原油物性：倾点5秒内能流动的最低温度。凝点倾斜45°停留1min不流动的最高温