油气集输工艺流程探讨 薛二丽 （河南南阳油田开发事业部原油计量检定站，河南南阳４７３１３２） 摘要：文章首先对国内外采油技术的发展做了相应的回顾，然后对油气集输进行了介绍和对比研究，使读者 了解其中的细节，掌握各种方式的优缺点，根据各地的不同特点，总结出最适合自己的油气集输方案，以提 高我国油气集输方面整体实力，为我国工业发展和整体国力的提高做贡献。 关键词：油气集输；采油技术；原油集输工艺；原油脱水 中图分类号：ＴＥ８６６ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９—２３７４（２０１２）１２—０１４０—０３ 油气集输，作为油田生产油气整体过程中的 一４．按系统步站级数。按着整个油气集输系统 的步站级数可分为一级步站流程、二级步站流程和 三级步站流程。其中一级流程中只含有集中处理 站，二级流程有集中处理站和计量站，三级流程 除了拥有集中处理站、计算站外，还拥有增压接 转站。 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 ５．按密闭程度。按着系统密闭程度可分为开 放式和密闭式集油流程。 （二）油气集输流程设计原则 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。 一油气集输的整个流程，会因为油田内蕴含的油 气物理及化学性质的差异，地理自然条件的制约， 经济利用价值和方式的不同，采取不同的油气集输 方案。通过相互对比，得出性价比相对最高的一 种设计流程。尤其技术流程设计所遵循的基本原则 如下： １．整个油气集输流程，尽量全程封闭，以减 、油气集输分类及设计原则 （一）油气集输流程分类 少油气在运输的过程中产生不必要的损耗。 ２．最大限度地收集油田中所出产的油气资 １．按加热方式。按加热方式可分为不加热流 程、热水伴随流程、井场加热流程、蒸汽伴随流 程、掺热水流程、掺稀油流程、掺活性水流程以及 掺蒸汽流程。 源，把油气资源最大限度地生产加工成为符合使用 标准的原油、天然气等相关产品。 ３．充分利用油田矿井中的流体压力，适当提 高并控制整个流程系统内部的运作压力，以逐步扩 ２．按管线数目。按油井管线数目可分为单 管、双管和三管集油流程。 大输出半径，减少中转环节，以避免中转环节造成 的油气损耗。 ４．合理利用系统中的热量，做好对整个油气 集输流程的温度的整体控制，做好保温控制的同 ３．按管网形态。按管网分布形态可分为米字 形管网流程、环形管网流程、树形管网流程以及串 联式管网流程。 １４０ ｏ中阖； 新姣： 企业２０１ ２ ０４ 时，减少运输过程中的热耗。 ５．在同等条件限制下，采用相对性能较高，整 体工艺及操作较为简便的系统，以提高整体效率。 二、国内外在油气集输流程上的现状 （一）原油集输工艺 在含蜡量过高，高凝聚油田中，国际上包括我 国，普遍应用的是加热集输工艺，并在集输线路上 多级布站，单井计量，单双管协调集油，最后经由 大站对原油集中处理的联合工艺系统。另外国外一 些国家对高含蜡原油开采过程中，出去加热外，还 进行添加化学物质降低粘合度的方式进行单管油气 集输。对含蜡量不高的油田，一般采用单管不加热 油气集输工艺流程。 在油气集输工艺流程上，我国的大庆油田，在 国内外都处于领先地位。由于石油开采储备问题， 现在油田的开采一开始进入高含水阶段，由于原油 含水量的增加，开采时的原油特性有所改变，油气 集输集输，也向着常温或低温集输工艺发展， 并进 一步简化整个集输工艺流程。 （二）多项资源混合技术 由于现在生活对石油和天然气的依赖，长距离 的油气集输必然要得到应用，同时也是一项世界前 沿科技，从２０世纪８Ｏ年代开始，各国就已经对此项 工艺流程进行开发研究。现今流行的工艺流程为多 相混合油气集输技术，同时与电热技术配合，对于 长距离油气集输有着重要的意义，经过多年的开发 与研究，现在工艺流程在不断地简化和自动化，加 强了油气集输的距离和集输过程的保护。 （三）原油脱水工艺流程 对于含水量过高的原油集输，国内外通常采取 两段式脱水工艺流程。其中，一段为脱出游离水， 主要措施有大罐沉降和凝结脱水两项措施。二段脱 水加装电机，交直流变电式复合脱水法进行脱水。 对于一些含蜡量少，凝点较低的高含水型原油，主 要采取热化学反应脱水工艺流程。 目前，在集输原油脱水方面，各国都在开发研 制高效的游离水脱除器。现在国际上应用的游离水 脱除器普遍采用卧式结构，整个沉降脱出过程大 概需要３０～４０分钟，水驱采出伴生液沉降时间为 １ ５～２Ｏ分钟，聚驱流程需要大概３Ｏ分钟时间。因 此，根据原油开采状况，研制并使用高效率游离 水脱除器是很有必要也是很有效的一种原油脱水 工艺。 三、我国在油气集输流程上的发展 我国在２０世纪初期，就已经开始大规模开采石 油，最初的油气集输系统也是从那个时候产生的， 随着工业技术的逐步成熟，各种大型油田也不断地 被发现，并进行开发和开采工作，油气集输工艺流 程从最开始的单井集油，到现在的高效油气集输工 艺流程，前后经历了一个世纪的发展，也是我国在 油气集输领域处于世界领先行列。下面就介绍下我 国这一个世纪以来前后经历的油气集输工艺五个阶 段的变化和发展。 （一）单井集油阶段（２０世纪初至２０世纪３０年代） 单井集油，即在油田的开发过程中，多数使用 的是单井集油，单井加工的操作流程，只要石油， 不收集天然气。原油的加工也仅限于沉降法来脱水 以及除沙，属于最简单的工艺流程，这种工艺流程 浪费较大，原油加工较为粗糙。代表油田：出矿坑 油田（１９０６年）、延长油田（１９０７年）、玉门油田 开发初期（２０世纪３Ｏ年代初）。 （二）选油站阶段（２０世纪３０年代末至５０年代） 随着玉门油田的开发规模逐步扩大，地面油气 集输工程开始逐渐形成系统。将几口井所产的油气 集中到一个选油站内，原油在开放式的罐体内，经 过沉淀脱水，经过油泵输送到集油站内，装车外 运。这种由管线和部分简单的相关系统形成的开放 式集油流程，就是油气集输最原始的系统。该系统 最初由前苏联巴鲁宁首次使用，故又称巴鲁宁流程 系统。代表油田：玉门油田中后期（２０世纪３Ｏ年代 末）、克拉玛依油田（２０世纪５０年代） （三）密闭集油阶段（２０世纪６０年代至７０年代初） 新中国建立以后，特别是进入６０年代全国工业 大发展进程加快，相继开发出了一大批储量丰富， 质量过硬的大型油田。这类油田在开发的过程中， 逐渐形成了以封闭式为主，多种集油流程共存的油 气集输系统。这种系统先后开创了单管密闭，井网 排状流程，后来又发展成井网“米”字形流程。这 种流程由单管输出，通过计量站和集油站进行分 离、脱水等相关处理。这套流程在油气的集中环 节，做到了初步的密闭式收集，但进行脱水阶段， 还是开放式的，有一定的油气损耗。 ２０１２ ｏ４ ｏ中闯高新蛙书仓业１４１ 这一时期，是油气集输发展相对较快的时期， 许多油气集输方案和工艺都是在这一时期研发出来 的。包括加热保温集输、设备工艺创新等。后来发 展出来的常温油气集输，也是在这一时期试验成功 并推广应用的。这一成果使高含蜡原油的集输技术 有了重大突破。代表油田：大庆油田、胜利油田、 辽河油田、大港油田等新中国成立后开发出来的大 部分新型油田。 四、结论 由于石油开采在不同时期所含有的伴生物大不 相同，所以在石油开采方面，油田开发者应时刻注 意油田开采伴生物的变化，根据不同地理位置和不 同环境下，对不同伴生物原油进行规划不同的油气 集输工艺流程，找到最适合自己的油气集输工艺， 不断完善和发展，使油田开采可以做到资源的最大 化利用，为国家的发展和建设提供强有力的能源 支持。同时应该鼓励开发和利用新型能源，做到 （四）“三脱三回收”集油阶段（２０世纪７０年代中 期至８Ｏ年代末） 随着技术革新，和人们对石油认知的加深，我 国油田采集者们充分的认识到了老式油气集输方式 在资源利用上的浪费。通过研究和实践，提出了 “三脱三回收”的油气集输方案。即原油的脱水、 脱气以及从脱离出来的天然气中脱轻烃，回收轻 烃，采出水和废水中残留的原油这一整套的油气集 输处理技术。充分采集利用石油采出过程中的全部 资源，即原油、天然气、轻烃及采出水这四种资 源，确保资源不流失。从７０年代中期开始，经过十 余年的努力，在技术攻关上，成功解决了各脱出和 回收环节中资源流失的问题，做到了最大限度的资 源利用。同时增加了除原油外另外三种资源的深加 工系统。Ｎ２ｏ世纪８０年代末，我国各大主要油田都 完全掌握了“三脱三回收”的全套技术流程，并实 现了产出自重合格资源产品的要求。 （五）油气高效集输技术阶段（２０世纪９０年代至今） 从２０世纪９０年代开始，我国各大油田相继进入 高含水采油期，各大油田都把节能降耗作为开采过 程中的重点问题来对待。特别是“十一五”计划以 来，节能减排成为了我国各产业发展的主要目标， 近年来更是变为硬性指标。各大油田在为了响应国 家号召，在油气集输工艺流程方面，突出了高效节 能问题，研发出了一批具有世界领先水平的高效节 能油气集输工艺流程，使我国在油气集输方面进入 了高效时期，并在世界处于相对领先地位。 １４２ ｏ中阍高新技术金｛Ｉｋ ２０１ ２ ０４ 逐步替代矿石能源，在新能源开发领域走在世界 的前沿，使自己不受能源的制约，以促进自身的 发展。ｏ 参考文献 【１】袁宗明．天然气集输管网系统最优规划研究【Ｄ】．西南 石油学院。２００２． 【２】魏立新．基于智能计算的油田地面管网优化技术研究 ［Ｄ】．大庆石油学院，２００５． ［３ 孙宁．油田企业能耗评价与优化决策研究【３］Ｄ】．中国石 油大学。２００８． ［４Ｊ伍力，吴捷，钟丹虹．多目标优化改进遗传算法在电网规 划中的应用Ｕ丁．电力系统自动化，２０００，（１２ ［５】 罗锐妮，白静．防蜡降粘增油技术现场应用效果及认识 Ｕ】．大庆石油地质与开发，２００６，（ｓ１） ．【６】刘扬．模糊优化与多目标优化的类同性ＵＩ．大庆石油学 院学报，１９９０，（１）． 【７］刘扬．集输管网系统模糊优化设计【刀．大庆石油学院学 报，１９９２，（２ 作者简介：薛二丽（１９７６一），女，河南南阳油田开发事业部 原油计量检定站计量技术主管。 （责任编辑：刘艳）