油田油氣集輸

中國古代使用人力和馬車集油，14世紀初，陝西延長、永坪、宜君等地所產石油均存入延安的“延豐油庫”（見《元一統志》），20世紀40年代初期，玉門油田將井噴原油引入小山溝，築壩儲集，油田氣全部放空；原油再經磚砌渠道，利用地形高差，流進輸油總站（外輸站）。40年代中期以後，開始敷設出油管線，用蒸汽管伴熱，在選油站進行油氣分離、油罐計量原油和儲存，油田氣經計量后，部分通過供氣管線，作為工業和民用燃料，部分就地放空。50年代以後，隨著新油田的不斷出現，集輸管網、油井產物計量、分離、接轉，原油脫水和原油儲存等工藝技術亦相應發展。到了70年代，集輸工藝不斷完善，不加熱（常溫）集輸、油罐烴蒸氣回收、原油穩定、油田氣處理和外輸油氣計量等技術都有所發展。

油氣集輸工程要根據油田開發設計、油氣物性、產品方案和自然條件等進行設計和建設。油氣集輸工藝流程要求做到：①合理利用油井壓力，盡量減少接轉增壓次數，減少能耗；②綜合考慮各工藝環節的熱力條件，減少重複加熱次數，進行熱平衡，降低燃料消耗；③流程密閉，減少油氣損耗；④充分收集和利用油氣資源，生產合格產品，凈化原油，凈化油田氣、液化氣、天然汽油和凈化污水（符合回注油層或排放要求）；⑤技術先進，經濟合理，安全適用。

包括集輸管網設置、油井產物計量、氣液分離、接轉增壓和油罐烴蒸氣回收等，全過程密閉進行。

集輸管網系統的布局 須根據油田面積和形狀，油田地面的地形和地物，油井的產品和產能等條件。一般面積大的油田，可分片建立若干個既獨立而又有聯繫的系統；面積小的油田，建立一個系統。系統內從各油井井口到計量站為出油管線；從若干座計量站到接轉站為集油管線。在這兩種管線中，油、氣、水三相介質在同一管線內混相輸送。在接轉站，氣、液經分離后，油水混合物密閉地泵送到原油脫水站，或集中處理站。脫水原油繼續輸送到礦場油庫或外輸站。從接轉站經原油脫水站（或集中處理站）到礦場油庫（或外輸站）的原油輸送管線為輸油管線。利用接轉站上分離緩衝罐的壓力，把油田氣輸送到集中處理站或壓氣站，經處理后外輸。從接轉站到集中處理站或壓氣站的油田氣輸送管線為集氣管線。從抽油井回收的套管氣，和從油罐回收的烴蒸氣，可納入集氣管線。集氣管線要採取防凍措施。

集輸管線熱力條件的選擇 根據中國多數油田生產“三高”原油（含蠟量高、凝固點高、粘度高）的具體情況，為使集輸過程中油、氣、水不凝，作到低粘度，安全輸送，從油井井口至計量站或接轉站間，一般採用加熱集輸。主要方法有：①井口設置水套加熱爐，並在管線上配置加熱爐，加熱油氣；②井口和出油管線用蒸汽或熱水伴熱；③從井口摻入熱水或熱油等。不加熱集輸是近幾年發展起來的一項技術，能獲得很好的技術經濟效益。除油井產物有足夠的溫度或含水率，已具備不需加熱的有利條件外，還應根據情況，選用以下技術措施：①周期性地從井口向出油管線、集油管線投橡膠球或化學劑球清蠟，同時，管線須深埋或進行保溫；②選擇一部分含水油井從井口加入化學劑，以便在管線內破乳、減摩阻、降粘；③連續地從井口摻入常溫水（可含少量化學劑）集輸。在接轉站以後，一般均需加熱輸送。

集輸管線的路徑選擇要求：①根據井、站位置；②線路儘可能短而直，設置必要的穿跨越工程；③綜合考慮沿線地形、地物以及同其他管線的關係；④滿足工藝需要，並設置相應的清掃管線和處理事故的設施。

集輸管線的管徑和壁厚，以及保溫措施等，要通過水力計算、熱力計算和強度計算確定。

是為了掌握油井生產動態，一般在計量站上進行。每座計量站管轄油井 5～10口或更多一些，對每口油井生產的油、氣、水日產量要定期、定時、輪換進行計量。氣、液在計量分離器中分離並進行分別計量后，再混合進入集油管線計量分離器分兩相和三相兩類。兩相分離器把油井產物分為氣體和液體；三相分離器把高含水的油井產物分為氣體、遊離水和乳化油；然後用流量儀錶分別計量出體積流量。含水油的體積流量須換算為原油質量流量。油井油、氣、水計量允許誤差為±10%。

為了滿足油氣處理、貯存和外輸的需要，氣、液混合物要進行分離。氣、液分離工藝與油氣組分、壓力、溫度有關。高壓油井產物宜採用多級分離工藝。生產分離器也有兩相和三相兩類。因油、氣、水比重不同，可採用重力、離心等方法將油、氣、水分離。分離器結構型式有立式和卧式；有高、中、低不同的壓力等級。分離器的型式和大小應按處理氣、液量和壓力大小等選定。處理量較大的分離器採用卧式結構。分離后的氣、液分別進入不同的管線。

當油井產物不能靠自身壓力繼續輸送時，需接轉增壓，繼續輸送。一般氣、液分離後分別增壓：液體用油泵增壓；氣體用油田氣壓縮機增壓。為保證平穩、安全運行和達到必要的工藝要求，液體增壓站上必須有分離緩衝罐。

在集中處理站、原油脫水站或壓氣站對原油和油田氣進行處理。生產符合外輸標準的油氣產品的工藝過程。包括原油脫水、原油穩定、液烴回收以及油田氣脫硫、脫水等工藝。

脫除原油中的遊離水和乳化水，達到外輸原油含水量不大於 0.5%的標準。脫水方法根據原油物理性質、含水率、乳化程度、化學破乳劑性能等，通過試驗確定。一般採用熱化學沉降法脫除遊離水和電化學法脫除乳化水的工藝。油中含有的鹽分和攜帶的砂子，一般隨水脫出。化學沉降脫水應盡量與管道內的原油破乳相配合。脫水器為密閉的立式或卧式容器，一般內裝多層電極，自動控制油、水界面和輸入電壓，使操作平穩，脫出的污水進入污水處理場處理后回注油層。中國在化學破乳劑合成、篩選和脫水設備研製方面取得成就。

脫除原油中溶解的甲烷、乙烷、丙烷等烴類氣體組分，防止它們在揮發時帶走大量液烴，從而降低原油在貯運過程中的蒸發損耗。穩定后的原油飽和蒸氣壓不超過最高貯存溫度下當地的大氣壓。在穩定過程中，還可獲得液化氣和天然汽油。原油穩定可採用負壓脫氣、加熱閃蒸和分餾等方法。以負壓脫氣法為例，穩定工藝過程是：脫水后的原油進入穩定塔，用真空壓縮機將原油中的氣體抽出，送往油田氣處理裝置。經過穩定的原油從塔底流出，進入貯油罐。原油穩定與油氣組分含量、原油物理性質、穩定深度要求等因素有關，由各油田根據具體情況選擇合適的方法。

油田氣脫硫、脫水、液烴回收等工藝與天然氣處理工藝基本相同（見天然氣集氣和處理）。

油氣貯輸(運) 將符合外輸標準的原油貯存、計量后外輸（外運）和油田氣加壓計量后外輸的過程。

為了保證油田均衡、安全生產，外輸站或礦場油庫必須有滿足一定貯存周期的油罐。貯油罐的數量和總容量應根據油田產量工藝要求輸送特點（鐵道、水道、管道運輸等不同方式）確定。油罐一般為鋼質立式圓筒形，有固定頂和浮頂兩種型式，單座油罐容量一般為5000～20000m。減少熱損失，易凝原油罐內設加熱盤管，以保持罐內的原油溫度，油罐上應設有消防和安全設施。

是油田產品進行內外交接時經濟核算的依據。計量要求有連續性，儀錶精度高。外輸原油採用高精度的流量儀錶連續計量出體積流量，乘以密度，減去含水量，求出質量流量，綜合計量誤差±0.35%。原油流量儀錶用相應精度等級的標準體積管進行定期標定。另外也有用油罐檢尺(量油)方法計算外輸原油體積，再換算成原油質量流量。外輸油田氣的計量，一般由節流裝置和差壓計構成的差壓流量計，並附有壓力和溫度補償，求出體積流量，綜合計量誤差 ±3%。孔板節流裝置用“干檢驗法”（由幾何尺寸直接確定儀錶精度）標定，也可用相應精度等級的音速噴嘴（臨界流噴嘴）進行定期標定。

原油集輸系統的最後一個環節。管道輸送是用油泵將原油從外輸站直接向外輸送，具有輸油成本低、密閉連續運行等優點，是最主要的原油外輸方法。也有採用裝鐵路油罐車的運輸方法，還有採用裝油船(駁)的水道運輸方法。用鐵路油罐車或油船(駁)向外運油時，需配備相應的裝油棧橋和裝油碼頭。邊遠或零散的小油田也有採用油罐汽車的公路運輸方法，相應地設有汽車裝油站（點）。