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2013-4-22 10:26 上傳
油氣集輸工藝
寇 杰
主要內(nèi)容
緒論
油氣性質(zhì)和基礎(chǔ)理論
礦場(chǎng)集輸管路
氣液分離
原油處理
原油穩(wěn)定
第一章 緒論
油氣集輸?shù)难芯繉?duì)象和在油田建設(shè)中的地位
油氣集輸?shù)墓ぷ魅蝿?wù)和工作內(nèi)容
油田產(chǎn)品及其質(zhì)量指標(biāo)
油田生產(chǎn)對(duì)集輸系統(tǒng)的要求
油氣集輸流程
油氣集輸設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)
油氣集輸?shù)难芯繉?duì)象
油氣集輸?shù)难芯繉?duì)象
油氣集輸在油田建設(shè)中的地位
油氣集輸?shù)墓ぷ魅蝿?wù)
油氣生產(chǎn)工藝系統(tǒng)
油氣集輸?shù)墓ぷ鞣秶?br />
油氣集輸?shù)墓ぷ鲀?nèi)容
三脫三回收
三脫
原油脫水
原油脫氣
伴生氣、天然氣脫輕油
三回收
污水中回收原油
回收污水
回收輕油、液化氣
油田產(chǎn)品
商品原油的質(zhì)量指標(biāo)
商品天然氣的質(zhì)量指標(biāo)
液化石油氣的質(zhì)量指標(biāo)
穩(wěn)定輕烴的質(zhì)量指標(biāo)
凈化污水標(biāo)準(zhǔn)
對(duì)于凈化污水有兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，分別為回注標(biāo)準(zhǔn)和排放標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)其所含雜質(zhì)的要求不同
污水排放水質(zhì)含油低于5mg/L；
海上排放污水水質(zhì)要求是：渤海海域排放污水含油量小于30mg/L；南海海域?yàn)樾∮?0mg/L；
對(duì)回注的污水水質(zhì)要求是：達(dá)到本油田規(guī)定的注水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，特別關(guān)注回注污水與地層配伍性，包括懸浮物濃度大小、含油濃度及細(xì)菌含量。
凈化污水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)之排放指標(biāo)
凈化污水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)之注水指標(biāo)
油田生產(chǎn)對(duì)集輸系統(tǒng)的要求
油田生產(chǎn)對(duì)集輸系統(tǒng)的要求
油田生產(chǎn)對(duì)集輸系統(tǒng)的要求
油田生產(chǎn)對(duì)集輸系統(tǒng)的要求
油田生產(chǎn)對(duì)集輸系統(tǒng)的要求
油田生產(chǎn)對(duì)集輸系統(tǒng)的要求
油氣集輸流程
（一）油氣集輸流程命名
按不同加熱方式：不加熱集油流程、井場(chǎng)加熱集油流程、熱水伴隨集油流程、蒸汽伴隨集油流程、摻稀油集油流程、摻熱水集油流程、摻活性水集油流程、摻蒸汽集油流程。
按通往油井的管線(xiàn)數(shù)目：?jiǎn)喂芗土鞒獭㈦p管集油流程和三管集油流程。
（一）油氣集輸流程命名（續(xù)）
3、按集油管網(wǎng)形態(tài)：米字型管網(wǎng)集油流程、環(huán)型管網(wǎng)集油流程、樹(shù)狀管網(wǎng)集油流程和串聯(lián)管網(wǎng)集油流程。
4、按油氣集輸系統(tǒng)布站級(jí)數(shù)（指油井和原油庫(kù)之間集輸站場(chǎng)的級(jí)數(shù)）：
一級(jí)布站集油流程：只有集中處理站；
二級(jí)布站集油流程：計(jì)量站和集中處理站；
三級(jí)布站集油流程：計(jì)量站、接轉(zhuǎn)站（增壓）和集中處理站；
5、集輸系統(tǒng)密閉程度：開(kāi)式和密閉流程
（二）油田集油流程舉例
1、雙管摻活性水流程
2、三級(jí)布站單管油氣集輸流程
3、單管環(huán)形集油流程
4、稠油集輸流程
（1）高溫集油流程：?jiǎn)喂芗訜峒土鞒毯蛽较〗嫡沉鞒獭?br />
（2）摻蒸汽集油流程
集輸系統(tǒng)的壓力
提高集輸系統(tǒng)壓力的優(yōu)勢(shì)
可使伴生氣更多地溶解在原油中，減少氣量，降低原油粘度，進(jìn)而減少管線(xiàn)的水力損失和提高油氣分離效率；
可采用多級(jí)分離工藝，使原油和大部分伴生氣自壓輸送，增加分離后原油的穩(wěn)定程度并增加油、氣的采收率；
為不加熱輸送創(chuàng)造條件，可減少油田的自耗燃料。
計(jì)量方式
流程密閉的措施
流程密閉的措施
集輸流程設(shè)計(jì)的原則
油氣集輸工藝流程應(yīng)密閉，降低油氣損耗；
充分收集與利用油氣井產(chǎn)物，生產(chǎn)符合產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的原油、天然氣、液化石油氣、穩(wěn)定輕烴等產(chǎn)品；
合理利用油氣井流體的壓力能，適當(dāng)提高集輸系統(tǒng)壓力，擴(kuò)大集輸半徑，減少油氣中間接轉(zhuǎn)，降低集輸能耗；
合理利用熱能，做好設(shè)備和管道保溫，降低油氣處理和輸送溫度，減少熱耗；
油氣集輸工藝設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況簡(jiǎn)化工藝流程，選用高效設(shè)備。
油氣集輸流程設(shè)計(jì)的總趨勢(shì)
油氣集輸系統(tǒng)的組成
油田地面集輸系統(tǒng)有各種站和管線(xiàn)組成。
管線(xiàn)按所輸送的介質(zhì)分為氣、油、水單相管和油氣混輸管以及油氣水混輸管。出油管線(xiàn)、集油管線(xiàn) 、礦場(chǎng)輸油管線(xiàn)、集氣管線(xiàn)、輸氣管線(xiàn) 。
至于站，名稱(chēng)不算統(tǒng)一，大致有：分井計(jì)量站 、交接計(jì)量站 、接轉(zhuǎn)站 、原油脫水站 、礦場(chǎng)油庫(kù) 、增壓集氣站 、壓氣站 、集中處理站 。
油氣集輸設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)
第二章 油氣性質(zhì)
原油分類(lèi)
溶氣原油物性
脫氣原油物性
標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)
國(guó)內(nèi)外計(jì)量氣體體積采用的狀態(tài)標(biāo)準(zhǔn)常不相同，常見(jiàn)的有三種:
壓力101.325kPa、溫度20℃
壓力1atm、溫度60℉（15.6℃）
壓力101.325kPa、溫度0℃
原 油
原油是一種極其復(fù)雜的烴類(lèi)和非烴類(lèi)的液態(tài)混合物，其中碳和氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為85%、12%，其余為硫、氮、氧和金屬化合物。
原油中所含的烴類(lèi)主要有：①正構(gòu)及異構(gòu)烷烴；②環(huán)烷烴；③芳香烴。
原油內(nèi)C16以上的正構(gòu)烷烴稱(chēng)為石蠟。
原油是一種膠體溶液，常含有膠質(zhì)、瀝青質(zhì)，還有砂、各種鹽類(lèi)及金屬腐蝕產(chǎn)物等。
原油分類(lèi)
常用的原油分類(lèi)方法有：
按組成分類(lèi)
按氣油比分類(lèi)
按收縮性分類(lèi)
按相對(duì)密度和粘度分類(lèi)
按硫含量分量
按組成分類(lèi)
根據(jù)幾種烴類(lèi)在原油中的比例劃分原油種類(lèi)，Sachanen分類(lèi)法:
石蠟基原油 烷烴大于75%
環(huán)烷基原油 環(huán)烷烴大于75%
芳香基原油 芳香烴大于50%
瀝青基原油 瀝青質(zhì)大于50%
按氣油比分類(lèi)
按氣油比將油氣井井流產(chǎn)物分成：
死油 氣油比為零
黑油 氣油比小于356m3/m3
揮發(fā)性原油 氣油比356~588m3/m3
凝析氣 氣油比588~8905m3/m3
濕氣 氣油比大于8905m3/m3
干氣 不含液體的天然氣
按收縮性分類(lèi)
“收縮”指油藏原油在地面脫氣后體積的縮小。收縮系數(shù)的定義是單位體積油藏原油在地面脫氣后的體積數(shù)，用來(lái)描述原油收縮性的大小。根據(jù)收縮系數(shù)的大小劃分原油種類(lèi):
低收縮原油 low-shrinkage crude oil 收縮系數(shù)大于0.5
高收縮原油 high-shrinkage crude oil收縮系數(shù)小于0.5
按相對(duì)密度和粘度分類(lèi)
Dowd等人根據(jù)原油相對(duì)密度和粘度劃分原油種類(lèi):
按硫含量分類(lèi)
把硫含量高的原油稱(chēng)為酸性原油，但沒(méi)有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。
一種說(shuō)法，H2S體積濃度超過(guò)3700mg/L
西方管道界，硫含量超過(guò)0.5%（質(zhì)量）
我國(guó)原油分類(lèi)
是以常壓沸點(diǎn)250~275℃和395~425℃兩個(gè)關(guān)鍵餾分油的密度劃分原油類(lèi)別。首先對(duì)關(guān)鍵組分分類(lèi)，見(jiàn)表：
我國(guó)原油分類(lèi)
溶氣原油物性
原油和天然氣是兩種互溶的流體，在一定壓力和溫度條件下，天然氣會(huì)全部和部分溶解在原油中，溶氣原油的溶氣量、密度、粘度等物性隨壓力、溫度條件而改變。這里主要介紹適用于壓力、溫度較高的油藏及油氣兩相流動(dòng)條件下的溶氣原油物性的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算方法，稱(chēng)為黑油模型。
美國(guó)石油協(xié)會(huì)相對(duì)密度
在描述石油及石油產(chǎn)品時(shí)，西方國(guó)家常用°API相對(duì)密度，數(shù)值在0 ~ 100，與我國(guó)慣用的相對(duì)密度的關(guān)系：
Δo— 15℃下原油對(duì)同溫度水的相對(duì)密度。
溶解度
常壓儲(chǔ)罐中的原油稱(chēng)為脫氣原油 ；高于大氣壓溶有天然氣的原油稱(chēng)為溶氣原油。
單位體積脫氣原油在某一壓力、溫度下能溶解的天然氣體積數(shù)（折算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積）稱(chēng)天然氣溶解度，或稱(chēng)溶解氣油比Rs，m3/m3。
Lasater相關(guān)式
Δo— 脫氣原油相對(duì)密度；
Mo— 脫氣原油相對(duì)分子質(zhì)量；
yg— 天然氣摩爾分?jǐn)?shù)，由下式計(jì)算：
氣體摩爾分?jǐn)?shù)計(jì)算式
結(jié)論
壓力愈高，溶解氣油比愈大；
溫度愈低，溶解氣油比愈大；
油、氣是相對(duì)密度愈接近，原油溶解天然氣的能力愈強(qiáng)。
Standing相關(guān)式
原油體積系數(shù)
單位體積脫氣原油溶入天然氣后具有的體積數(shù)稱(chēng)為原油體積系數(shù)。
天然氣溶入原油使得原油的體積增大，所以原油體積系數(shù)總是大于1。
原油體積系數(shù)相關(guān)式
可見(jiàn)，原油體積系數(shù)與溫度、油氣組成以及天然氣在原油中的溶解度有關(guān)：
溫度愈高，原油體積系數(shù)愈大；
油、氣相對(duì)密度愈接近，原油體積系數(shù)愈大；
溶解氣油比愈大，原油體積系數(shù)愈大。
溶氣原油密度
溶氣原油的密度稱(chēng)為視密度，或表觀密度。脫氣原油中溶入天然氣后，其密度和相對(duì)密度都下降。
溶解天然氣相對(duì)密度相關(guān)式
可見(jiàn)，溶解天然氣的相對(duì)密度與溶解氣油比和脫氣原油的相對(duì)密度有關(guān)：
溶解度愈小，溶解天然氣的相對(duì)密度愈大，說(shuō)明天然氣中的重組分更易溶入原油；
脫氣原油的相對(duì)密度愈大，溶解天然氣的相對(duì)密度愈小，這是因?yàn)榘殡S重質(zhì)原油開(kāi)采出的天然氣較輕（C1+C2），而伴隨輕質(zhì)原油開(kāi)采出的天然氣較重（C5+）。
粘 度
原油溶入天然氣后粘度減小�？捎孟率接�(jì)算：
未溶解天然氣密度
天然氣中溶于原油的都是較重組分，因此未溶解天然氣密度減小。
表面張力和界面張力
溶氣原油的表面張力可以用儀器測(cè)定，也可用相關(guān)式估算。
脫氣原油物性
在工藝計(jì)算中常常需要確定脫氣原油的物性，最可靠的方法是實(shí)驗(yàn)測(cè)定，在缺少實(shí)驗(yàn)條件的情況下可以利用一些關(guān)系式計(jì)算。
傾點(diǎn)和凝點(diǎn)
傾點(diǎn)和凝點(diǎn)是衡量油品流動(dòng)性的指標(biāo)，是在規(guī)定的試驗(yàn)儀器和試驗(yàn)條件下測(cè)定的。傾點(diǎn)是油品在試管中5秒內(nèi)能流動(dòng)的最低溫度。凝點(diǎn)是油品在傾斜45°角試管內(nèi)停留1分鐘不流動(dòng)的最高溫度。同一原油的傾點(diǎn)比凝固點(diǎn)約高2.5～3℃。
密 度
在0~50℃范圍內(nèi)
kg/m3
kg/(m3·℃)
在20~120℃范圍內(nèi)
粘 度
在缺少實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)條件下，可根據(jù)相對(duì)密度和溫度估算原油的動(dòng)力粘度：
mPa·s
Δo——15℃原油的相對(duì)密度
比熱容
比熱容
在原油析蠟溫度以上時(shí)
在原油析蠟溫度以下時(shí)
蒸氣壓
第三章 礦場(chǎng)集輸管路
氣液兩相管流的參數(shù)和術(shù)語(yǔ)
混輸管路的特點(diǎn)和處理方法
兩相流壓降計(jì)算式
段塞流、清管與磨蝕
多相泵
礦場(chǎng)集輸管路的定義與分類(lèi)
混輸管路的應(yīng)用
氣液兩相管流的參數(shù)和術(shù)語(yǔ)
流量
流速
氣液相質(zhì)量流速
氣相質(zhì)量流速：
液相質(zhì)量流速：
混合物質(zhì)量流速：
氣液相對(duì)流速參數(shù)
氣液含率
三種含氣率之間的關(guān)系
兩相混合物的密度
摩擦壓降的折算系數(shù)
Lockhart-Martinelli參數(shù)
氣液混輸管路的特點(diǎn)
Taitel和Dukler流型
垂直管流型
流型的測(cè)定
目測(cè)法
測(cè)定某一參數(shù)的波動(dòng)量并與流型建立某種聯(lián)系
由輻射射線(xiàn)的吸收量確定氣液混合物的密度和流型
經(jīng)驗(yàn)流型圖－Baker流型圖
經(jīng)驗(yàn)流型圖－Mandhane流型圖
經(jīng)驗(yàn)流型圖－Taitel－Dukler流型圖
氣液混輸管路的特點(diǎn)
氣液兩相管路的處理方法
Dukeler I 壓降計(jì)算式
Dukeler II 壓降計(jì)算式
杜克勒II法的計(jì)算步驟
杜克勒II法的適應(yīng)范圍
貝格斯—布里爾相關(guān)式
貝格斯—布里爾相關(guān)式
貝格斯—布里爾相關(guān)式
截面含液率實(shí)驗(yàn)的結(jié)論
管段傾角大于3°時(shí)，實(shí)驗(yàn)中未發(fā)現(xiàn)分層流型
管路上傾時(shí)，有一最大的截面含液率；管路下傾時(shí)，有一最小的截面含液率
截面含液率的求解方法
兩相水力摩阻系數(shù)
管路起伏對(duì)兩相管流的影響
弗萊尼根的結(jié)論
弗萊尼根關(guān)系式
組合模型
近30年來(lái)，各國(guó)學(xué)者提出的兩相流計(jì)算模型不下數(shù)十個(gè)。這些模型一般包括：流型劃分、持液率計(jì)算、摩阻壓降、高程壓降、加速壓降計(jì)算等幾部分。把各模型計(jì)算精度較高的部分組合在一起，構(gòu)成組合模型。
段塞流分類(lèi)
水動(dòng)力段塞流
地形起伏誘發(fā)的段塞流
強(qiáng)烈段塞流
水動(dòng)力段塞流
地形起伏誘發(fā)的段塞流
1—在管路低洼處積液；
2—液體間歇地流至下游的低洼處；
3—上坡段部分液體倒流，與上游來(lái)的液體形成液塞
強(qiáng)烈段塞流形成機(jī)理
立管底部堵塞
立管排液
液塞加速
立管排氣
強(qiáng)烈段塞流的判斷準(zhǔn)則
強(qiáng)烈段塞流的抑制
設(shè)計(jì)
減小立管直徑
增加附加設(shè)備
立管底部注氣
采用海底氣液分離器或海底液塞捕集器
在海底或平臺(tái)利用多相泵增壓
立管頂部節(jié)流
立管頂部節(jié)流法
清管
清管頻率
清管器運(yùn)行速度
管路干燥
用液氮干燥管路
用干空氣干燥管路
用甲醇干燥管路
磨蝕
多相泵
減少井口回壓，增加油井產(chǎn)量，延長(zhǎng)油井壽命
降低投資和運(yùn)行成本
生產(chǎn)流程簡(jiǎn)單、流程的密閉性好
多相泵的性能要求
多相泵同時(shí)起泵和壓縮機(jī)的作用，對(duì)氣液混合物進(jìn)行增壓
能適應(yīng)氣液體積流量和氣液比大幅變化的能力
有較強(qiáng)的抗磨、抗蝕能力
能適應(yīng)不同環(huán)境的要求
第四章 氣液分離
分離方式和操作條件的選擇
油氣兩相分離器
油氣水三相分離器
特殊分離器
氣液分離的內(nèi)容
分離方式
油氣分離效果的衡量標(biāo)準(zhǔn)
多級(jí)分離與一次分離的比較
多級(jí)分離效果分析
結(jié)論
分離效果的影響因素
石油組成
分離級(jí)數(shù)
分離壓力
分離溫度
分離壓力的影響
分離級(jí)數(shù)的制約因素
分離級(jí)數(shù)的選擇原則
根據(jù)油氣比的高低來(lái)選擇，油氣比高應(yīng)增多分離級(jí)數(shù)
根據(jù)井口壓力進(jìn)行選擇，井口壓力高的應(yīng)增多級(jí)數(shù)
根據(jù)原油的相對(duì)密度進(jìn)行選擇，隨著相對(duì)密度的降低，應(yīng)適當(dāng)增加級(jí)數(shù)。
推薦分離級(jí)數(shù)
分離壓力的選擇
分離器的類(lèi)型
臥式分離器的結(jié)構(gòu)
入口分流器功能
減小流體動(dòng)量，有效地進(jìn)行氣液初步分離
盡量使分出的氣液在各自的流道內(nèi)分布均勻
防止分出液體的破碎和液體的再攜帶
入口分流器類(lèi)型
集液部分
重力沉降部分
捕霧器
捕霧器
迪克松板捕霧器
填料式捕霧器
離心式捕霧器
除霧器碰撞分離工作原理
臥式分離器的工作原理
入口分流器:
油、氣流向和流速突然改變，使油氣得以初步分離
集液區(qū):分離與緩沖
捕霧器:聚結(jié)、合并成大油滴，在重力作用下流入集液區(qū)
分離器工作壓力:氣體出口管線(xiàn)上的控制閥控制
液位:液體排出管上的控制閥控制
立式分離器
分離器的基本組成
入口分流器
重力沉降區(qū)
集液區(qū)
立、臥式分離器的比較
影響分離性能的因素
油氣最大、最小和平均流量
分離壓力和溫度
油氣混合物進(jìn)入分離器時(shí)形成段塞流的傾向
油氣物性
原油發(fā)泡傾向
砂、鐵銹等固體雜質(zhì)含量
油氣混合物的腐蝕性等
分離器的質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)
分離器的工藝計(jì)算
從氣體中分出油滴的計(jì)算
從原油中分出氣泡的計(jì)算
油滴勻速沉降速度公式的假設(shè)條件
油滴的勻速沉降速度的推導(dǎo)
阻力系數(shù)與雷諾數(shù)的關(guān)系
1、按相關(guān)式計(jì)算沉降速度
設(shè)CD ＝0.34，由 的計(jì)算式計(jì)算該油滴的
由求得的 求Re
由Re按上式求CD
由求CD求 ，與上一個(gè) 進(jìn)行比較，若在控制誤差范圍內(nèi)，計(jì)算所得的 即為欲求的沉降速度
否則，返回步驟②直至前后兩次求得的 （或CD）在控制誤差范圍內(nèi)。
2、按流態(tài)分區(qū)計(jì)算沉降速度
各流態(tài)區(qū) 的關(guān)系
各流態(tài)區(qū)沉降速度公式
油滴流態(tài)的判斷
3、阿基米德準(zhǔn)數(shù)法求沉降速度
Ar與Re的關(guān)系
分離器中油滴的沉降條件
氣體的允許流速
1、 的確定－ 法
中國(guó)
前蘇聯(lián)
——100 油滴的直徑
2、 的確定－－桑得斯－布朗系數(shù)法
按氣體處理量確定分離器的結(jié)構(gòu)尺寸（油滴沉降速度法）
按氣體處理量確定分離器的結(jié)構(gòu)尺寸（油滴沉降速度法）
按氣體處理量確定分離器的結(jié)構(gòu)尺寸（油滴沉降速度法）液位不在一半處
按氣體處理量確定分離器的結(jié)構(gòu)尺寸（油滴沉降速度法）液位不在一半處
按氣體處理量確定分離器的結(jié)構(gòu)尺寸（桑得斯－布朗系數(shù)法 ）
原油含氣率的影響因素
從原油氣中分出氣泡的理論計(jì)算公式
從原油氣中分出氣泡的理論計(jì)算公式
起泡原油與消泡方法
定義
消泡方法
降低分離器上游油氣混合物的流速
分離器采用的入口分流器應(yīng)能避免流體發(fā)生劇烈湍流
增大分離器集液區(qū)體積
使用消泡劑
提高油氣混合物的分離溫度
按停留時(shí)間計(jì)算結(jié)構(gòu)尺寸
按停留時(shí)間計(jì)算結(jié)構(gòu)尺寸
按停留時(shí)間計(jì)算結(jié)構(gòu)尺寸
分離器的工藝計(jì)算
分離器的設(shè)計(jì)計(jì)算步驟
油氣相平衡計(jì)算，以此確定氣液處理量、物性、分離壓力和分離溫度，并確定分離器類(lèi)型
從原油中分出氣泡的計(jì)算
從氣體中分出油滴的計(jì)算
比較上兩步的計(jì)算結(jié)果，選擇較大者作為分離器的設(shè)計(jì)尺寸
參照分離器系列化尺寸，選取分離器的實(shí)際規(guī)格
油氣水三相分離器
綜合型臥式三相分離器
綜合型臥式三相分離器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
臥式油水界面控制
臥式油水界面控制
立式油水界面控制
除 砂
聚結(jié)板
在三相分離器的集液區(qū)可能安裝若干聚結(jié)板，促使原油內(nèi)水珠粒徑增大、迅速沉降至油水界面。聚結(jié)板的使用可使分離器的油水處理量增大，或在一定油水處理量下減小分離器外形尺寸。但聚結(jié)板間的流道易被砂、蠟、腐蝕產(chǎn)物等固體雜質(zhì)堵塞。
水含率隨沉降時(shí)間變化
三相分離器的工藝計(jì)算
分散相運(yùn)動(dòng)速度計(jì)算
停留時(shí)間法
集液區(qū)體積＝油水停留時(shí)間內(nèi)流入分離器的液量
對(duì)立式分離器
停留時(shí)間法
集液區(qū)體積＝油水停留時(shí)間內(nèi)流入分離器的液量
對(duì)臥式分離器
滌氣器
滌氣器（scrubber）是一種處理高氣液比的分離器，液體負(fù)荷常小于56～84m3/Mm3，用于分離氣流內(nèi)夾帶的油滴。它有立式和臥式兩種，但立式滌氣器使用較廣。
離心式分離器
過(guò)濾式分離器
1—頭蓋；2—入口分離室；3—?dú)怏w入口；4—濾管；5—捕霧器；6—?dú)怏w出口；7—集液罐
聚結(jié)過(guò)濾器
20世紀(jì)80年代初開(kāi)發(fā)的分離設(shè)備，在立式筒體內(nèi)裝有若干聚結(jié)過(guò)濾元件，用于氣體深度凈化。
緩沖分離器
液塞捕集器
與海洋管道終端相連的氣液分離設(shè)備稱(chēng)液塞捕集器
捕集器的功能
有效地進(jìn)行氣液分離并捕集氣體內(nèi)夾帶的液體
向下游氣液加工裝置提供穩(wěn)定的氣液流量
管式捕集器
低溫分離器
氣液圓柱形旋流分離器
氣液圓柱形旋流分離器應(yīng)用
油氣井計(jì)量
作預(yù)分分離器
作滌氣器
第五章 原油處理
原油乳狀液
原油處理的基本方法
原油處理設(shè)計(jì)
概述
目前全國(guó)各油田絕大部分開(kāi)發(fā)井都采用注水開(kāi)發(fā)方式開(kāi)采石油。從油井產(chǎn)出的油氣混合物內(nèi)含有大量的采出水和泥砂等機(jī)械雜質(zhì)。世界上所產(chǎn)原油的90%以上需進(jìn)行脫水。
對(duì)原油進(jìn)行脫水、脫鹽、脫除泥砂等機(jī)械雜質(zhì)，使之成為合格商品原油的過(guò)程——原油處理，國(guó)內(nèi)常稱(chēng)原有脫水。
原油處理的目的
滿(mǎn)足商品原油水含量、鹽含量的行業(yè)或國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)
商品原油含水要求：
我國(guó) 0.5％～2.0％
國(guó)際上 0.1％～3.0％，多數(shù)為0.2％
原油允許含水量與原油密度有關(guān)：密度大脫水難度高的
原油，允許水含量略高。
含鹽量的要求：我國(guó)絕大部分油田原油含鹽量不高，商
品原油含鹽量無(wú)明確要求，一般不進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的脫鹽處理。
原油處理的目的（續(xù)）
降低原油密度
原油密度是原油質(zhì)量和售價(jià)的的重要依據(jù)，原油
含水增大了原油密度，原油售價(jià)降低，不利于賣(mài)方。
降低燃料費(fèi)用
原油含水增大了燃料消耗、占用了部分集油、加熱、加工資源，增加了原油生產(chǎn)成本。
原油處理的目的（續(xù)）
減少管線(xiàn)和設(shè)備的結(jié)垢和腐蝕。原油內(nèi)的含鹽水引起金屬的結(jié)垢與腐蝕，泥砂等固體雜質(zhì)使泵、管路等設(shè)施的機(jī)械磨損，降低管路和設(shè)備的使用壽命。
保證煉制工作的正常進(jìn)行
第一節(jié) 原油乳狀液
游離水
常溫下用靜止沉降法短時(shí)間內(nèi)能從油中分離
的水，常在沉降罐和三相分離器中脫除。
乳化水
用沉降法很難脫除的水，與原油的混合物稱(chēng)
為油水乳狀液 （原油乳狀液）。
脫除游離水后，原油密度越大，乳化水含量
越高。
一、乳狀液類(lèi)型
乳狀液
兩種或兩種以上不互溶或微量互溶的液體，其
中一種以極小的液滴分散于另一種液體中，這種分
散物系稱(chēng)為乳狀液，乳狀液都有一定的穩(wěn)定性。
原油乳狀液的類(lèi)型
油包水型（W/O）：油田最常見(jiàn)的原油乳狀液。
水包油型（O/W）：在采出水中常存在，原油處理中
很少見(jiàn)。又稱(chēng)反相乳狀液。
油水乳狀液類(lèi)型的判別方法
二、乳狀液生成機(jī)理
1、乳狀液生成條件
系統(tǒng)中必須存在兩種或兩種以上互不相溶（或微量互溶）的液體
要有強(qiáng)烈的攪動(dòng)，使一種液體破碎成微小液滴分散于另一種液體中
要有乳化劑存在，使微小液滴能穩(wěn)定地存在于另一種液體中
2、界面能和界面張力
不平衡力場(chǎng)作用下，液體表面
有自動(dòng)縮小的趨勢(shì)；
在恒溫恒壓下，物系有自動(dòng)向
自由能減小方向進(jìn)行的趨勢(shì)；
油水形成乳狀液時(shí)，接觸界面和界面能都很大，分散相液滴會(huì)自發(fā)地合并，縮小界面面積使界面能趨向最低。
3、乳化劑
乳化劑：使乳狀液穩(wěn)定的物質(zhì)
作用：吸附在油－水界面上，形成吸附層
（1）使油水界面的界面張力下降，減少了剪切水相變?yōu)樾∷嗡璧哪芰�，也減小了使水滴聚結(jié)、合并的表面能；
（2）若吸附層具有凝膠狀彈性結(jié)構(gòu)，在分散相液滴周?chē)纬蓤?jiān)固、有韌性的膜，阻止水滴碰撞中的聚結(jié)、合并、沉降
（3）若乳化劑為極性分子，排列在水滴界面上形成電荷，使水滴相互排斥，阻止水滴合并沉降。
（4）固體粉末聚集在油水界面上構(gòu)成堅(jiān)固而穩(wěn)定的薄膜，阻礙分散相顆粒碰撞時(shí)的合并，是乳狀液穩(wěn)定的又一機(jī)理。
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