油氣集輸參考資料

油氣集輸油(氣)田開發(fā)包括(油藏工程)(鉆采工程)及油(氣)田地面工程.油氣集輸系統(tǒng)的功能:將分散在油田各處油井產(chǎn)物加以收集；分離成原油，伴生天然氣和采出水;進(jìn)行必要的凈化，加工處理使之成為油田商品(原油,天然氣，液化石油氣和天然汽油)以及這些商品的儲(chǔ)存和外輸.同時(shí)油氣集輸系統(tǒng)還為油藏工程提供分析藏油動(dòng)態(tài)的基礎(chǔ)信息.油氣集輸系統(tǒng)工作內(nèi)容⑴油井計(jì)量⑵集油⑶集氣⑷油氣水分離⑸原油處理(脫水)(6)原油穩(wěn)定(7)原油儲(chǔ)存(8)天然氣凈化(9)天然氣凝液回收(10)凝液儲(chǔ)存(11)采出水處理工藝流程:收集油井產(chǎn)出的油，氣，水混合物,按一定順序通過(guò)管道，連續(xù)地進(jìn)入各種設(shè)備和裝置進(jìn)行處理，獲得符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品，并將這些產(chǎn)品輸送到指定地點(diǎn)的全過(guò)程.集油流程大體分三類：(1)產(chǎn)量特高的油井(2)計(jì)量站集油流程⑶多井串聯(lián)集油流程.我國(guó)石油界按流程中最有特色部分命名集油流程：(1)按集油加熱方式⑵按集油管網(wǎng)形態(tài)(3)按通往油井的管線數(shù)量(4)按集油系統(tǒng)的布站級(jí)數(shù)(5)按流程的密閉性(開式集油流程和閉式集油流程之分)加熱流程適用于傾點(diǎn)和粘度較高的石蠟基原油.多井串聯(lián)集油流程:優(yōu)點(diǎn):鋼材耗量少，建設(shè)速度和投產(chǎn)見效快.缺點(diǎn):①計(jì)量點(diǎn)，加熱點(diǎn)多而分散，不便于操作管理和自動(dòng)化的實(shí)施②各井的生產(chǎn)相互干擾，流程適應(yīng)能力差并不便于調(diào)查和改造.選擇流程依據(jù):(1)集油流程的選擇應(yīng)以確定的油氣儲(chǔ)量,油藏工程和采油工程方案為基礎(chǔ)(2)油氣物性(3)油田的布井方式,驅(qū)油方式和采油方式以及開發(fā)過(guò)程中預(yù)期的井網(wǎng)調(diào)整及驅(qū)油方式和采油工藝的變化等(4)油田所處地理位置，氣象，水文，工程地質(zhì)，地震烈度等自然條件以及油田所在地的工農(nóng)業(yè)發(fā)展情況，交通運(yùn)輸，電力通訊,居民點(diǎn)和配套設(shè)施分布等社會(huì)條件(5)已開發(fā)類似油田的成功經(jīng)驗(yàn)和失敗教訓(xùn).選擇原則：(1)滿足油田開發(fā)和開采的要求(2)滿足油田開發(fā)，開采設(shè)計(jì)調(diào)整的要求和適應(yīng)油田生產(chǎn)動(dòng)態(tài)變化的要求(3)貫徹節(jié)約能源原則(4)充分利用油氣資源(5)貫徹”少投入，多產(chǎn)出”，提高經(jīng)濟(jì)效益原則(6)注意保護(hù)環(huán)境.在斷塊間一般采用(管道輸送油氣)；斷塊油田一般采用(多功能油氣處理設(shè)備).氣田集輸系統(tǒng)功能:收集各氣井氣流，并進(jìn)行必要的凈化.加工處理使之成為商品天然氣及氣田副產(chǎn)品，同時(shí)還提供氣藏動(dòng)態(tài)基礎(chǔ)信息.與油氣集輸系統(tǒng)不同是:(1)氣藏壓力一般較高，在氣田開采的大部分時(shí)間內(nèi)，可依靠氣藏能量完成氣體的集中，凈化，加工，甚至通過(guò)輸氣管道直接送至用戶(2)從氣藏至用戶，氣體處在同一高壓，密閉水力系統(tǒng)內(nèi)，集氣，加工，凈化，輸氣，用氣等環(huán)節(jié)間有密不可分的相互聯(lián)系(3)在合適的條件下集氣系統(tǒng)內(nèi)會(huì)形成固態(tài)水合物堵塞管線和設(shè)備(4)氣田和油田的氣體處理廠有相同的業(yè)務(wù)，但氣田氣與油田伴生氣的組成不同.集氣系統(tǒng)主要由(氣井井場(chǎng))(集氣站)(天然氣處理廠)及其間相連的(管線)組成.集氣站主要功能是脫出氣體中夾帶的凝液，水和機(jī)械雜質(zhì),對(duì)各氣井進(jìn)行計(jì)量.我國(guó)對(duì)出礦產(chǎn)品原油的品質(zhì)僅控制水含量及原油蒸氣壓.常見計(jì)量氣體體積采用的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)：(1)壓力101.325kPa,溫度20°C,是我國(guó)天然氣計(jì)量的法定狀態(tài)(2)英美法等西方國(guó)家，以1atm,60°F(15C)為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)(3)書刊中也長(zhǎng)年用101.325kPa,溫度0C為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài).原油分類：(1)按組成:石蠟基，環(huán)烷基,芳香基,瀝青基(2)按氣油比：死油，黑油，揮發(fā)性原油,凝析氣，濕氣，干氣常壓沸點(diǎn):250~275C和395~425C兩個(gè)關(guān)鍵餾分油的密度劃分原油類別.把常態(tài)下礦場(chǎng)油庫(kù)儲(chǔ)罐中的原油稱為脫氣原油；把高于大氣壓，溶有天然氣的原油稱為溶氣原油.傾點(diǎn):在規(guī)定試驗(yàn)儀器和試驗(yàn)條件下,試管內(nèi)油品在5S內(nèi)能流動(dòng)的最低溫度.凝點(diǎn):油品在傾斜45°角試管內(nèi)停留1min不流動(dòng)的最高溫度.傾點(diǎn)和凝點(diǎn)是衡量油品流動(dòng)性的條件性指標(biāo)常用(雷特蒸汽壓測(cè)定儀器)測(cè)定原油和其他油品的蒸氣壓.天然氣包括(氣藏氣,凝析氣藏氣和油藏伴生氣)天然氣類型:(1)按相特性分類:①干氣②濕氣③凝析氣④伴生氣(2)按酸氣含量分類:①酸性天然氣(H2S>1%,CO2>2%)②”甜”性天然氣(3)按液烴含量分類：①貧氣②富氣③極富氣在一定溫度，壓力條件下，組成一定的物系，當(dāng)氣液兩相接觸時(shí)，相間將發(fā)生物質(zhì)交換，直至各相的性質(zhì)不再變化為止.達(dá)到這種狀態(tài)時(shí)，稱該物系處于氣液相平衡狀態(tài).平衡常數(shù)K:表示在一定條件下，氣液兩相平衡時(shí)，物系總組分i在氣相與液相中濃度之比.使多種組分混合物原料發(fā)生部分汽化或部分冷凝的相變，氣相內(nèi)濃集了原料中的易揮發(fā)組分，而液相內(nèi)濃集了原料中的難揮發(fā)組分，使原料按揮發(fā)度不同實(shí)施一定程度的分離，這一工藝稱蒸餾.蒸餾共有三種方式：閃蒸，簡(jiǎn)單蒸餡和精餡.閃蒸:原料以某種方式被加熱和/或減壓至部分汽化，進(jìn)入容器空間內(nèi)，在一定壓力,溫度下，氣液兩相迅即分離，得到氣液相產(chǎn)物.平衡汽化特點(diǎn)：氣液兩相處于相同壓力和溫度下,并呈平衡狀態(tài).所有組分同時(shí)存在氣液兩相內(nèi)，每個(gè)組分也處于平衡狀態(tài)，故分離較為粗糙.精餡:使液體混合物依據(jù)各組分揮發(fā)度不同而達(dá)到較完善分離，產(chǎn)品收率較高的一種蒸餡操作.精餡過(guò)程實(shí)質(zhì)上是多次平衡汽化和冷凝的過(guò)程.完整的精餡塔由（精餡段）（提餡段）和（進(jìn)料段）或（進(jìn)料板）組成.礦場(chǎng)集輸管路:從油氣井到礦場(chǎng)原油庫(kù)，長(zhǎng)距離輸油管和輸氣管首站之間，礦場(chǎng)地域內(nèi)的所有輸送工藝流體的管路.按管路內(nèi)流動(dòng)介質(zhì)的相數(shù),集輸管路可分為單相，兩相和多相流管路（混輸管路）.按管路工作范圍和性質(zhì)，集油管路可分為（出油管,采氣管，集油，集氣管，輸油，輸氣管等）.采氣管指與氣井井口相連，輸送單口氣井產(chǎn)物的管路.輸送多口氣井產(chǎn)物的管路稱為集氣管.礦場(chǎng)集輸管路特點(diǎn)：①在較小的地域面積內(nèi)集中大量直徑較小的工藝管路②礦場(chǎng)集輸管路中大約有70%以上屬兩相或多相管路.用一條管路輸送一口或多口油氣井所產(chǎn)產(chǎn)物的管路，只要管路內(nèi)存在氣液兩相，都稱為油氣混輸管路.表觀流速:兩相混合物中任一相單獨(dú)流過(guò)管道全部流通截面A時(shí)的流速.描述管路氣液含率常用三方式:氣液質(zhì)量體積截面含率.質(zhì)量含氣率:氣相質(zhì)量流量與混合物質(zhì)量流量之比.體積含氣率:管路流通界面上氣相體積流量與氣液混合物總體積流量之比 P=Qg/Q截面含氣率：氣相流通面積與管路總流通面積之比，有時(shí)也指某一管段內(nèi)氣體所占流道體積的份額.W=Ag/Aw與B關(guān)系三情況:①滑動(dòng)比s=i,Wg=wi,為均值流動(dòng)，W邛②s>i,Wg>wi,氣相流速大于液相流速，W<P②S<1,Wg<Wl,只有在下傾管路內(nèi)可能發(fā)生這種情況.引入折算系數(shù)的目的:把求兩相管路摩擦降壓梯度的問(wèn)題轉(zhuǎn)化為求折算系數(shù)和單相管路壓降問(wèn)題.測(cè)定流型方法大致三類:①目測(cè)法②測(cè)定某一參數(shù)的波動(dòng)量并與流型建立某種聯(lián)系③由輻射射線的吸收量確定氣液混合物的密度和流型.根據(jù)管內(nèi)氣液比由小到大,將兩相流的流型分為氣泡流，氣團(tuán)流,分層流，波浪流,段塞流，環(huán)狀流.氣團(tuán)流與段塞流區(qū)別：氣團(tuán)流的連接液相內(nèi)不含小氣泡，而段塞流的液塞內(nèi)含有許多被液塞卷起的小氣泡.氣液兩相流動(dòng)分三種基本流型:分離流,間歇流，分散流.分相流模型:把氣液兩相分別按單相流處理，并計(jì)入相間作用，然后將各相的方程加以合并.這種處理兩相流的方法稱為分流相模型.多相流計(jì)算特點(diǎn):①流型變化多②存在相間能量消耗③存在相間傳質(zhì)④流動(dòng)不穩(wěn)定⑤非牛頓流體和水合物.地形起伏對(duì)壓降影響：管路沿線存在起伏時(shí)，不僅影響兩相管路流型，而且液相集聚在低洼和上坡管段內(nèi)，使氣體流通面積減小，流速增大,造成較大的摩擦損失和滑移損失.在上坡側(cè)，由于重力的影響使液相流速減慢,液體所占的流通面積增大,平均截面含液率Hl增加;浮力的作用使氣體流速增加，流通面積減小,平均截面含氣率W減小.若管路上坡高度為Z,上坡側(cè)舉升氣液混合物消耗的壓能為(pIHl+pgw)gZ.在下坡側(cè)，由于重力和浮力的作用，使Hl減小，W增大.由于pl>>pg,使下坡側(cè)回收的流體壓能不能完全補(bǔ)償上坡側(cè)舉升流體所消耗的能量.故管路沿線地形起伏時(shí),管路的壓降除克服沿程摩阻外,還包括上坡段舉升流體所消耗的，在下坡段不能完全回收的壓能損失，這是兩相管路不同于氣液?jiǎn)蜗喙苈返闹匾卣?段塞流分為三種:水動(dòng)力段塞流，地形起伏誘發(fā)段塞流,強(qiáng)烈段塞流.強(qiáng)烈段塞流定義：液塞長(zhǎng)度大于立管高度的一種段塞流，其特征是氣液流量和出油管壓力有周期性的強(qiáng)烈波動(dòng).強(qiáng)烈段塞流的四個(gè)過(guò)程:①立管底部堵塞②立管排液③液塞加速④立管排氣.出油管向下傾斜，管內(nèi)氣體流量很小，氣液呈分層流動(dòng)是產(chǎn)生強(qiáng)烈段塞流的前提.強(qiáng)烈段塞流抑制方法：①減小立管直徑，增加出油管壓力和立管內(nèi)的氣液流速②立管底部注氣，減小立管內(nèi)氣液混合物柱的靜壓，使氣體帶液能力增強(qiáng)③采用海底氣液分離器或海底液塞捕集器④在海底或平臺(tái)利用多相泵增壓⑤立管頂部節(jié)流等.清管目的：①定期清管是提高管路輸送效率的有效措施②在管路竣工階段，可清除管內(nèi)的雜質(zhì)③可為管路內(nèi)壁涂樹脂類防腐層④對(duì)濕天然氣管路，投產(chǎn)前需用清管器和干燥劑對(duì)管路進(jìn)行干燥，防止殘留水與天然氣生成水合物.管路干燥方法:①用液氮干燥管路②用露點(diǎn)低于-60°C，極干燥的空氣推動(dòng)清管器③用甲醇吸管內(nèi)水分.多相泵:為氣液混合物增壓的水力機(jī)械.多相泵優(yōu)點(diǎn):①減少邊緣井井口回壓，增加油井產(chǎn)量,延長(zhǎng)油井壽命②對(duì)于儲(chǔ)量和產(chǎn)量不大的邊緣油田，能降低生產(chǎn)成本，使邊緣油田得以經(jīng)濟(jì)的開采③占地面積小,生產(chǎn)流程簡(jiǎn)單，流程的密閉性好.對(duì)多相泵的要求:①能適應(yīng)氣液體積流量和氣液比大幅變化的能力②有較強(qiáng)的抗磨，抗蝕能力③能適應(yīng)不同環(huán)境的要求.平衡分離：根據(jù)相平衡原理，組成一定的石油，在某一壓力和溫度下，就有確定的氣液相組成和數(shù)量，壓力溫度改變時(shí)，氣液相組成和數(shù)量也隨之而變.機(jī)械分離：為滿足油氣井產(chǎn)品計(jì)量，礦場(chǎng)加工，儲(chǔ)存和管道輸送的需要，必須已形成的氣液兩相分開,用不同的管線輸送.分離器功能:油氣兩相分離器，油氣水三相分離器，計(jì)量分離器和生產(chǎn)分離器.按實(shí)現(xiàn)氣液分離利用能量分為：重力式，離心式，混合式。分離器基本組成：1入口分離器2重力沉降區(qū)3集液區(qū)4捕霧器5壓力液位控制6安全防護(hù)部件臥式與立式分離器比較：1臥式尺寸較小，制造成本低；2立式適合于處理含固體雜質(zhì)較少的油氣混合物。分離器內(nèi)油氣接近平衡狀態(tài)的程度可用原油脫氣程度和天然氣通過(guò)分離器后質(zhì)量增加的百分?jǐn)?shù)表示。影響分離過(guò)程因素：1油氣最大，最小和平均流量2分離壓力和溫度3油氣混合物進(jìn)入分離器時(shí)形成段塞流的傾向4油氣物性5原油發(fā)泡傾向6砂，鐵銹等固體雜質(zhì)含量7油氣混合物的腐蝕性油滴沉降速度推導(dǎo)假設(shè)：1油滴為球形，在沉降過(guò)程中既不破碎也不與其他油滴合并2油滴與油滴，油滴與分離器壁以及其他內(nèi)部構(gòu)件間無(wú)作用力3氣體在分離器重力沉降區(qū)流動(dòng)是穩(wěn)定的，任一點(diǎn)流速不隨時(shí)間而變化4當(dāng)作用在油滴上各種力的合力為零時(shí)，油滴以不變的速度沉降。確定分離器內(nèi)氣體容許流速最大流速時(shí)，兩方法：1根據(jù)油滴的沉降速度2用經(jīng)驗(yàn)系數(shù)法。油滴的沉降必要條件：油滴沉降速度必須等于或大于氣體在流通截面上的平均流速。油滴能沉降至集液區(qū)必要條件:油滴沉降至氣液界面所需時(shí)間應(yīng)小于或等于油滴隨氣體至重力沉降區(qū)所需時(shí)間。常用載荷波動(dòng)系數(shù)考慮進(jìn)入分離器的氣液兩相瞬時(shí)流量隨時(shí)間變化。常用捕霧器以碰撞和聚集原理從氣流中分離小油滴，可分為拆板式，絲網(wǎng)式，填料式，離心式。從分離器流出的原油，若攜帶過(guò)量氣泡：1使容積式計(jì)量?jī)x表的計(jì)量精度降低2控制閥和離心泵工況惡化汽蝕3并可能通過(guò)常壓儲(chǔ)罐排入大氣，浪費(fèi)能源，污染環(huán)境。影響流出油含氣率主要因素：1原油粘度2原油在分離器內(nèi)停留時(shí)間3分離壓力4分離器入口元件的壓降5溫度發(fā)泡原油：有些原油所含氣泡上升至油氣界面后并不立即破裂，在氣泡消失前有一段壽命，使許多氣泡聚集在油面桑形成泡沫層，泡沫層的體積甚至可占分離器容積的一半，具有這種性質(zhì)的原油。危害；1液位控制困難2減小了重力沉降和集液區(qū)有效體積，使油氣分離工況惡化3氣體中帶油量和原油中帶氣量增多。原因：由于原油內(nèi)存在許多天然表面活性劑，如膠質(zhì)，瀝青質(zhì)，蠟，微小固體雜質(zhì)等，分散在原油內(nèi)的這些天然氣表面活性劑會(huì)濃集于原油表層內(nèi)，降低了原油表面積，因而氣泡不易破裂，形成較穩(wěn)定的泡沫層。液體再攜帶：是液分離器的逆過(guò)程，即已得到分離的液體再次被氣體卷起成油霧，隨氣體流出分離器。分離器作用是強(qiáng)化油氣平衡分離和機(jī)械分離作用，分流器有窄縫式，碰撞式，穩(wěn)流式，葉片式和逆轉(zhuǎn)式。分離方式：一次分離，連續(xù)分離，多級(jí)分離。連續(xù)分離：隨油氣混合物在管路內(nèi)壓力的降低，不斷的將析出的平衡氣排出，直至壓力降為常壓，平衡氣亦最終排除干凈，剩下的液相進(jìn)入儲(chǔ)罐。多級(jí)分離：指油氣兩相保持接觸條件下，壓力降至某一數(shù)值時(shí)，把壓降過(guò)程中析出的氣體排出。多級(jí)分離的優(yōu)點(diǎn)：1多級(jí)分離所得的儲(chǔ)罐原油收率高，密度小，組成合理。2多級(jí)分離所得儲(chǔ)罐原油中C1含量少，蒸汽壓低，蒸發(fā)損失小。3多級(jí)分離所得天然氣數(shù)量少，重組分在氣體中的比例少。4多級(jí)分離能充分利用地層能量減少輸氣成本。對(duì)原油進(jìn)行脫水，脫鹽，脫除泥砂等機(jī)械雜質(zhì)，使之成為合格的商品原油的工藝過(guò)程成為原油處理，相應(yīng)的容器稱處理器。原油處理的目的：1滿足對(duì)商品原油含水量，鹽含量的行業(yè)獲國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。2商品原油交易時(shí)要扣除原油水含量，原油密度則按含水原油密度計(jì)。3從井口到礦場(chǎng)油庫(kù)，原油在收集，礦廠加工，儲(chǔ)存過(guò)程中，不時(shí)需要加熱升溫，原油含水增大了燃料消耗，占用了部分集油，加熱，加工資源，增加了原有生產(chǎn)成本。4原油含水增加了原油粘度和管輸費(fèi)用。5原油內(nèi)的含鹽水常引起金屬管路和運(yùn)輸設(shè)備的結(jié)垢與腐蝕，泥砂等固體雜質(zhì)使泵，管路和其他設(shè)備產(chǎn)生激烈的機(jī)械磨損，降低管路和設(shè)備的使用壽命。6影響兩只工作的正常進(jìn)行。原油中所含的水分，有的在常溫下用靜止沉降法短時(shí)間就能從油中分離出來(lái)，這類水稱為游離水，有的則很難用沉降法從油中分離出來(lái)，這類水稱為乳化水，它與原油的混合物稱為油水乳狀液或原油乳狀液。乳狀液：倆種或倆種以上互不相溶的液體，其中一種以極小的液滴分散于另一種液體中，這種分散物系稱為乳狀液。形成乳狀液的三個(gè)條件:①系統(tǒng)中必須存在倆種以上互不相溶的液體②有強(qiáng)烈的攪動(dòng)，使一種液體破碎成微小的液滴，分散于另一種液體中③要有乳化劑存在，使分散相的微小液滴能穩(wěn)定的存在于另一種液體中。形成乳狀液的因素:①原油中含水并含有足夠數(shù)量的天然乳化劑是生成原油乳狀液的內(nèi)在因素。天然乳化劑主要為瀝青質(zhì)膠質(zhì)，環(huán)烷酸，脂肪酸。②各種強(qiáng)化采油方法都會(huì)促使生成穩(wěn)定的原油乳狀液。③旨在降低油藏油水界面張力的表面活性劑，CO2及聚合物驅(qū)油等都會(huì)促使產(chǎn)生穩(wěn)定的乳狀液。④井筒和地面集輸系統(tǒng)內(nèi)的壓力劇降，伴生氣析出，泵對(duì)油水增壓，清管，油氣混輸?shù)榷紩?huì)強(qiáng)烈攪拌油和水，促使乳狀液的形成和穩(wěn)定。乳狀液預(yù)防的方法:①盡量減少油水混合物的剪切和攪拌。②盡早脫水。原油乳狀液穩(wěn)定性：乳狀液抗油水分層的能力。老化：乳狀液形成時(shí)間愈長(zhǎng)，由于原油輕組分揮發(fā)，氧化，光解等作用，使乳化劑數(shù)量增加，同時(shí)原油內(nèi)存在的天然乳化劑也有足夠時(shí)間運(yùn)移至分散相顆粒表面形成較厚的界面膜使乳狀液穩(wěn)定，乳狀液的這種性質(zhì)稱為老化。溫度降低乳狀液穩(wěn)定性原因：①可降低外相原油粘度②提高乳狀液乳化劑的物質(zhì)的溶解度，消弱界面膜厚度③加劇內(nèi)相顆粒的布朗運(yùn)動(dòng)，增加水滴相互碰撞合并成大顆粒的幾率。原油處理常用方法：化學(xué)破乳劑，重力沉降，加熱，機(jī)械，電脫水等。破乳：乳狀液的破壞稱為破乳。絮凝：指某些高分子聚合物的長(zhǎng)鏈分子具有多個(gè)活性基因，分別吸附在各個(gè)水滴上，使大量乳化水滴聚集在一起，但水滴的界面膜是連續(xù)的，沒(méi)有破裂，水滴也沒(méi)有合并成大水滴。聚結(jié)：乳狀液處理器內(nèi)小粒徑水滴的合并，變成能在規(guī)定停留時(shí)間內(nèi)沉降至容器底部水層的大粒徑水滴的過(guò)程。水洗：常使油水混合物進(jìn)入乳狀液處理器的底部水層，使乳狀液向上通過(guò)水層，由于水表面張力較大，使原油中的游離水，粒徑較大的水滴，鹽類和親水性固體雜質(zhì)等并入水層，這一過(guò)程稱為水洗。破乳劑作用：①破乳劑較乳化劑有更高的活性，不僅可以破壞已形成的原油乳狀液，還可以防止油水混合物進(jìn)一步乳化，起到降低油水混合物粘度和加速油水分離的作用②破乳劑能消除水滴間的靜電斥力，使水滴絮凝③有凝結(jié)作用即能破話乳化水滴外圍的界面膜，使水滴合并，粒徑增大，在原油內(nèi)沉降，油水分層④能潤(rùn)濕固體，防止固體粉末乳化劑構(gòu)成的界面膜，阻礙水滴聚結(jié)。井口加藥的好處：①減少石蠟在管壁上沉積②降低管路的能量損失③降低破乳劑用量④提高脫水設(shè)備的效能。破乳劑脫水優(yōu)點(diǎn)：①在系統(tǒng)內(nèi)較早注入破乳劑，可以防止乳狀液的形成②可在較低溫度下脫水，節(jié)約燃料費(fèi)用，降低原油蒸發(fā)損失和原油密度增大的經(jīng)濟(jì)損失缺點(diǎn)：①注入破乳劑劑量過(guò)多是，可生成新的，穩(wěn)定性更高的乳狀液②若破乳劑用量較大，費(fèi)用較高，僅靠破乳劑破乳劑脫水費(fèi)用較高。常使用靜電聚結(jié)的方法脫水，現(xiàn)場(chǎng)稱電脫水。電泳：把原油乳狀液置于通電的倆個(gè)平行的電極中，水滴將向同自身所帶電荷電性相反的電極運(yùn)動(dòng)，即帶正電荷的水滴向負(fù)電極運(yùn)動(dòng)，帶負(fù)電荷的水滴向正電極運(yùn)動(dòng)。偶極聚結(jié)：電的吸引力及水滴在電場(chǎng)內(nèi)的振動(dòng)，使水滴相互碰撞，合并成大水滴，從原油中沉降分離出來(lái)，這種聚結(jié)方式稱為偶極聚結(jié)。電法脫水工藝稱為二段脫水或二級(jí)脫水。脫水器電場(chǎng)基本有交流，支流和交直流三種形式靜電脫水優(yōu)點(diǎn)：①能在較低溫度下破乳，與加熱脫水相比溫度可降低10-20°C，節(jié)省燃料，也減少原油密度和蒸發(fā)損失。②靜電脫水處理器的處理量較大，在相同處理量下容器較小，更適用于海洋平臺(tái)。③脫水溫度低，凈化原油水含率低，使結(jié)垢和腐蝕傾向減小。缺點(diǎn)：增加設(shè)備投資、控制和維修費(fèi)用。污水回?fù)絻?yōu)點(diǎn)：①污水溫度比含水原油高10-40C，回?fù)胶蟪两倒迌?nèi)流體溫度升高，減少了熱能浪費(fèi)，提高了沉降脫水效果。②提高沉降罐水洗效果，有利于原油鹽含量降低。③污水回?fù)胶蟠蟛糠止腆w雜質(zhì)在沉降罐內(nèi)分出。靜電脫水器內(nèi)油泥量顯著減少。原有穩(wěn)定：使凈化原油內(nèi)的溶解天然氣組分氣化，與原油分離，較徹底的脫除原油內(nèi)蒸汽壓高的溶解天然氣組分，降低常溫常壓下原油蒸汽壓的過(guò)程。原有穩(wěn)定目的：①降低原油蒸汽壓，滿足原油儲(chǔ)存、管輸、鐵路、公路和水運(yùn)的安全和環(huán)保規(guī)定。②某些酸性原油內(nèi)含有H2S氣體和揮發(fā)性硫化物，從原油內(nèi)分出對(duì)人類有害的溶解雜質(zhì)氣體。③從原油穩(wěn)定中追求最大利潤(rùn)。穩(wěn)定深度：穩(wěn)定過(guò)程中使原油蒸汽壓降低的程度。蒸汽壓降低愈多，穩(wěn)定深度愈高。原油穩(wěn)定方法：①多級(jí)分離②負(fù)壓和正壓閃蒸穩(wěn)定③提餾④分餾穩(wěn)定等考慮因素：①原油組成、輕組分C1-C4的含量或汽油比②原油處理規(guī)模③穩(wěn)定單元上下游工藝條件和要求。解吸：從溶液內(nèi)分出溶質(zhì)的過(guò)程，是吸收的逆過(guò)程。天然氣飽和含水量取決于天然氣的溫度、壓力和氣體組成。確定氣體飽和含水量的方法：圖解法、實(shí)驗(yàn)法、狀態(tài)方程法。工業(yè)上常用天然氣水露點(diǎn)表示天然氣飽和含水量。露點(diǎn)：在一定壓力下，同天然氣水含量相對(duì)應(yīng)的溫度。氣體水含量測(cè)定方法：露點(diǎn)法、吸收質(zhì)量法和karl-Fischer法。水合物：是在一定穩(wěn)定和壓力條件下，天然氣的某些組分與液態(tài)水生成的一種外形像冰，但晶體結(jié)構(gòu)與冰不同的籠型化合物。水合物的三種結(jié)構(gòu)：I、11、H型生成水合物的2個(gè)必要條件：①高壓、低溫②存在液態(tài)水預(yù)測(cè)生成水合物溫度壓力條件的方法：圖解法、平衡常數(shù)法和熱力學(xué)模型法防止水合物生成的方法：①破壞生成水合物的必要條件②對(duì)氣體脫水，降低其體內(nèi)水含量和露點(diǎn)水合物抑制劑:某些鹽和醇類溶解于水中后吸引水分子，改變水合物相的化學(xué)位，降低氣體水合物生成溫度和/或提高水合物生成壓力，從而防止生成水合物的物質(zhì)，俗稱防凍劑。抑制劑用量的3部分：在水相內(nèi)所需的抑制劑量、氣相損失和在液烴內(nèi)的溶解損失。兩種新型水合物抑制劑：動(dòng)力學(xué)抑制劑、放聚劑。脫水常用方法:①甘醇吸收脫水②固體干燥劑吸附脫水③冷凝脫水④膜分離脫水露點(diǎn)降：進(jìn)入脫水裝置前氣體露點(diǎn)與脫水后氣體露點(diǎn)之差，表示氣體水含量的降低程度或脫水深度提高甘醇貧液濃度的再生方法：①降壓再生②氣體汽提③共沸再生吸附：固體表面對(duì)臨近氣體（或液體）分子存在吸附力，在固體表面可捕捉臨近的氣液分子的現(xiàn)象。吸附：物理吸附、化學(xué)吸附。平衡吸附量：在平衡條件下，單位質(zhì)量吸附劑吸附物質(zhì)的多少。吸附熱：氣體分子被吸附到吸附劑表面時(shí)所放出的熱量。再生是吸附的逆過(guò)程，需在高溫或降壓下進(jìn)行。天然氣脫水吸附劑：硅膠、活性氧化鋁和分子篩。吸收和吸附的比較：（1）吸附法的建設(shè)費(fèi)用低（2）吸收法的操作費(fèi)用低（3）吸收法甘醇再生在常壓下進(jìn)行，補(bǔ)充甘醇容易（4）吸收裝置脫水深度低（5）吸收法對(duì)原料氣壓力溫度流量變化的敏感行較強(qiáng)（6）甘醇受污染熱降解或氣流速度過(guò)高時(shí)容易發(fā)泡（7）氣流中重?zé)N、硫化氫、二氧化碳等易使吸附劑中毒，喪失活性。使氣體內(nèi)部分C2、中間組分和重組分變?yōu)橐后w，與以甲烷為主要組分的氣體分離的工作稱天然氣的凝液回收。氣體回收凝液的目的：滿足管輸要求，滿足天然氣燃燒熱值要求，追求最大經(jīng)濟(jì)效益。影響氣體燃燒特性參數(shù)：氣體熱值，氣體相對(duì)密度，燃燒速度。影響NGL回收經(jīng)濟(jì)性主要因素：（1）氣體組成（2）商品天然氣的最低熱值要求（3）凝液和由凝液為原料生產(chǎn)的各種液體產(chǎn)品的價(jià)格和輕烴回收后氣體量以及氣體熱值降低引起銷售損失的比較。凝液回收方法：油吸收、固定床吸附和冷凝法。常用的三種制冷：制冷劑制冷，節(jié)流膨脹和氣體膨脹機(jī)膨脹制冷。根據(jù)氣流獲得溫度高低，分為淺冷，中冷和深冷。天然氣工業(yè)中常用制冷劑：氨，氟利昂和烴類。作為制冷劑使用炷類有：丙烷，丙烯，乙烷，乙烯和甲烷等。凝液回收實(shí)指:回收裝置單位時(shí)間內(nèi)凝液的摩爾量與原料氣摩爾量之比，用來(lái)描述回收裝置從天然氣內(nèi)脫出凝液的能力。凝液回收率與氣體組成，壓力和制冷溫度有關(guān)。節(jié)流膨脹制冷，冷凝制冷和透平膨脹機(jī)制冷均可達(dá)到中冷和深冷溫度。重力沉降的優(yōu)點(diǎn)：①沉降罐采用聚結(jié)和停留一段時(shí)間的方法使油水分離，進(jìn)罐油水混合物一般無(wú)需加熱，節(jié)省燃料；②罐內(nèi)無(wú)運(yùn)動(dòng)部件，操作簡(jiǎn)單，要求自控水平低；③由于不加熱，原油內(nèi)輕質(zhì)組分損失少、原油體積和密度變化小。缺點(diǎn)：①不適用于氣油比大的原油乳狀液；②罐容及裝液后的質(zhì)量較大，不適用于海洋原油處理；③由于沉降罐內(nèi)表面積較大和污水的腐蝕性，使內(nèi)壁襯里和犧牲陽(yáng)極的投資、檢查、維護(hù)費(fèi)用較高；④由于罐的表面積較大，若油水混合物溫度高于環(huán)境溫度則熱損失較大；⑤罐截面面積較大，欲使油水混合物沿截面均勻流動(dòng)、避免短路流和流動(dòng)死區(qū)十分困難，使沉降罐的性能受到影響。汽化率:物系達(dá)到氣液相平衡時(shí),氣相占物系總量的摩爾分?jǐn)?shù)，稱汽化率.Flanigan認(rèn)為:①管路下坡段回收的能量比上坡段舉升流體消耗的能量小得多，可以忽略②上坡段由高差消耗的壓能與混輸管路的氣相表觀流速呈反比，表觀流速趨于零時(shí)，高程附加壓力損失最大.從氣體中分出含有過(guò)量的油滴:①損失部分該納入液相的烴質(zhì)原油,使原油質(zhì)和量蒙受損失②使氣管中氣液共流，壓降增大，甚至阻塞管路③氣體含有過(guò)多，給氣體下游處理設(shè)備的正常操作帶來(lái)困難.分離器按外形立式,臥式;按功能油氣兩相分離器,油氣水三相分離器;計(jì)量分離器和生產(chǎn)分離器;滌氣器;閃蒸罐;分液器等.分離器要求:在分離器內(nèi)的氣液接觸面積大，氣液在分離器內(nèi)有必要的停留時(shí)間.臥式與立式分離器比較:在立式分離器重力沉降和集液區(qū)內(nèi),分散相運(yùn)動(dòng)方向與連續(xù)相運(yùn)動(dòng)方向相反,而在臥式中兩者互相垂直,對(duì)于臥式①氣中油滴易沉降，氣體處理最大，處理成本低，適用于油氣比較高的原油②氣液界面大，有較好的油氣分離效果③安裝，制造方便，以支撐梳裝裝置;對(duì)于立式:①占地少，適用于海洋采油②適合處理固體雜質(zhì)較多的油氣混合物,可在底部設(shè)置排污口定期排放③液位控制靈敏，緩沖能力較強(qiáng).入口分流器的功能為:①減少流體動(dòng)量,有效地進(jìn)行氣液初步分離②盡量使分出的氣液在各自的流道內(nèi)分布均勻③防止分出液體的破碎和液體的再攜帶.多級(jí)分離是指油氣兩相保持接觸條件下,壓力降到某一數(shù)值時(shí)，把降壓過(guò)程中析出的氣體排出;脫除氣體的原油繼續(xù)沿管路流動(dòng),壓力降到另一較低值時(shí)把該段降壓過(guò)程中從油中析出的氣體排出，如此反復(fù)直至系統(tǒng)的壓力降為常壓,產(chǎn)品進(jìn)入儲(chǔ)罐為止.在一定溫度壓力條件下，本來(lái)應(yīng)處于液態(tài)的分子量較大的烴類，在多元物系中能有分子進(jìn)入氣相，以及在純態(tài)時(shí)呈氣態(tài)的烴類在多元物系中能部分存在于液相中的原因是:在多元物系中,運(yùn)動(dòng)速度較高的輕組分分子在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，與速度低的重組分分子相撞擊，使前者失去原本可以使其進(jìn)入氣相的能量,而后者獲得能量進(jìn)入氣相，這種現(xiàn)象稱為攜帶作用.石油生產(chǎn)中乳狀液的生成和預(yù)防:①原油中含水并含有足夠量的天然乳化劑是生成原油乳狀液的內(nèi)在因素②石油生產(chǎn)中還經(jīng)常使用緩蝕劑殺菌劑潤(rùn)濕劑和強(qiáng)化采油各種化學(xué)劑都是乳化劑③各種強(qiáng)化采油方法都會(huì)促使生成穩(wěn)定的原油乳狀液④井筒和地面集輸系統(tǒng)內(nèi)的壓力巨降，伴生氣析出，泵對(duì)油水增壓,清管,混輸都會(huì)強(qiáng)烈攪拌油水,促使其形成和穩(wěn)定.油水乳狀液類型的判別方法:染色法，沖淡法,電導(dǎo)法，濾紙法.表面活性劑吸附在油"水界面上形成吸附層使:①油水界面的界面張力下降，減少了剪切誰(shuí)相交為小水滴所需的能量，也減少了能使水滴聚結(jié),合并的表面能，使乳狀液穩(wěn)定性增加②若表面活性劑吸附層具有凝膠狀彈性結(jié)構(gòu)，在分散相液滴