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油田油气储运工艺设计技术

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摘要:在油田企业中油气集输储运工作占据着重要的地位,油气集输主要是指将分散的石油、天然气及其他副产品收集起来,经过加工等程序在进行存储和运输,运输至炼油厂和天然气处理及应用端等。油气集输储运有着较为突出的特点,油田点数量较多,运输线路较长,化学处理过程较为复杂,油气属于易燃易爆物质,生产加工工艺较为复杂,在实际生产中面临着较大的安全风险,易发生火灾等事故。因此,在油气集输储运过程中要采用科学的工艺设计方案,减少收集储运的损耗,实现油气的安全运输。本文首先对油气集输储运工艺进行了介绍,指出了油气集输储运存在的问题,对工艺设计要点进行了分析,提出了优化油气集输储运工艺设计的有效策略。

关键词:油田企业;油气集输;工艺设计

油田企业的经济效益与油气资源的开采关系十分密切,由于油田企业资源没有得到有效利用,地面工程建设不到位,油气集输储运的各个环节和工艺机械节能技术应用不足,油气资源收集及运输过程中损耗较为严重。油气集输过程中动力和热力消耗占据主要的部分,原油脱水需要耗费大量的燃料和资源,因此,要建立油气密闭集输、原油稳定、轻烃回收等一系列工艺体系,减少油气损耗,实现资源高效收集。

1油气集输储运概述

从上世纪90年代以来,我国油气集输及储运事业发展如火如荼,已经建设了纵贯南北、横跨东西的油气运输和储备系统管网。油气集输与储运离不开技术的支撑,促进油气集输储运工艺设计升级是石油能源企业发展的必然。油气集输主要是指把石油、天然气以及石油相关产品收集起来的过程,经过必要的加工和处理生产用户所需的能源,将这些能源最终输出到炼油点和用户的环节。油气集输过程面临着很大的难题,例如采油点众多,部分采油点距离较远,管线较长,且石油产品化学处理过程较为复杂,必须要将过高温高压处理,石油和天然气等物质可燃性极强,属于高危性能源,在生产和加工过程中必须要做好工艺设计,避免操作失误引发火灾事故,造成巨大的经济损失和人员伤亡。油气储运工作对于能源的运输和实际应用具有重要的作用,储运主要是指储存和运输。储运主要是指原油、天然气和其他石油相关产品从油库到码头,再经过运输管线、油轮或油罐车等工具运输到目的地的过程。油气集输和储运是相辅相成的两个环节,同时存在又互相影响,科学工艺设计对于油气集输和储运具有重要的意义,油气和煤炭有较大的差异,以液体和气体的形式存在,与固体相比,油气存储和运输本身就存在一定的难度。气体和液体的性质决定了其存储容器必须是密封的,因此油气的集输与储运工艺设计有待改进,要采用先进技术制造更为坚固密封的设备进行收集与运输。

2油气集输与储运工艺存在的问题

2.1当前的设备与油水比例变化不匹配

目前,我国部分油田油气集输储运普遍存在的问题就是设备设施的落后,部分设备老旧,设备运行能力与实际石油开采收集工作不匹配。有数据显示,我国油田设备液量处理能力为105.61万t/d,但目前我国平均液量处理能力约为83.1万t/d,明显低于设计能力;原来一次罐沉降设备停留时间在5小时以上,目前下降至4小时左右,油田开采后含水量明显增加,原油脱水、稳定、外输环节对于设备设施的需求更大,目前设备难以满足这种需求。

2.2特殊油田油水性质的变化使现代油气集输工艺难以适应

我国石油企业共经历了3次开采技术推广,地面技术系统中逐渐完善油水分离、沉降、脱水和污水处理等功能。我国采油主要依赖油水分离技术,现有脱水技术难以满足实际的油气开采需求,原油含水量逐渐增加,污水排出过程中油量的损耗也要计入。在我国部分采油厂实验过程中,效果较好的要数电絮凝污水处理技术和RSK污水处理技术,但需要加大投入更新设备。其次,油气密闭处理工艺技术有待优化,部分储存运输设备密封性不佳,导致油气资源损耗过大。

2.3设备设施检修维护不足

油气集输与储运需要依赖大量的设备设施,目前,全国油气设备容器超过3000台套,运行十年以上的超过半数,带病运行的占近十分之一,约有10%的加热炉效率远远达不到实际需要。油水罐、分离器、电脱水器等设备需要常年运行,备用设备较少,检修时间超过检修标准,改造成本较高。油气集输设备还存在腐蚀的问题,石油含水量大,水分必然会给设备带来氧化和腐蚀。现阶段,我国在用油气运输管线超过5000km使用时间超过8年,新建管线防腐性能较差,集输储运设备设施及管线工艺设计有待进一步优化。

3油气集输储运工艺设计要点

3.1注重整体布局

油田油气集输和储运要做好整体的布局,要结合油田的特点,对地面工程进行科学安排和布置,要做好地质勘查,做好地面工程站址的选择,建立实际的地面工程建设方案。油气集输与储运要结合未来进行油田开发预测,确定地面收集储运建设规模的大小,最后要优化整体布局,强化油气集输储运设计。

3.2站外油气集输储运工程设计重点

站外油气集输储运工程设计要选择适合的模式,例如单井集油模式,这种模式下,要做好单井计量方法选择,科学布置阀组间,选择适合的集输管材。其次,要做好工艺计算。工艺计算包括热力计算、水力计算、强度计算,以计算结果为参考实施标准化设计。做好地面工程建设规模和工艺流程的优化和简化,将机械技术、电气技术、信息技术进行有机结合,根据目标进行配置功能,进而实现中小型站场或大型站场中多个生产单元同时运行的目的。

3.3站内油气集输设计重点

油气处理主要包括油气分离与脱水等环节,石油企业要结合油品性质,采取相应的油气分离技术与脱水技术,优化工艺流程,本着“大型模块化、小型一体化”的原则建站,将传统油田地面建设转变为“搭积木”式的快速建设,建设周期短,成本低,安全可靠。对于油气分离可以建立一体化集成装置,原油通过来液阀组进行收集和计量,进入缓冲罐在通过增压泵加压进入一级分离器,油气水分离后原油进入储油罐,天然气进入加热原油,再次进入二级分离器,分离器要配置加药口,分离后还要科学处理污水。

3.4外输工艺设计

油气集输储运过程中原油外输工程设计占据重要的地位,要科学设定建设规模,选择适合的管材,优化外输管线设计。外输管线的设计首先要确定参数,包括水力计算、热力计算和强度计算,科学计算出外输管线的外径,合理设置中间站。外输管线线路设计要注意走向,铺设方式也要选择最适合的,管线防腐蚀维护也要注意,科学设置热力补偿区,确定固定墩位置。输油管道要设置清管设备,设置清管器发射与接收装置。输油首站设计流程为净化灌来油输入到外输泵,在进入外输炉处理后进入计量装置,再到发球装置,最后实现外输。

4油气集输储运工艺设计创新策略

4.1长距离、高回压井组降回压工艺

降回压工艺在油气收集运输过程中占据重要地位,包括加热、增压、管材的工艺,石油企业研发数字化增压集成装置,增压集成装置由本体、混输泵、控制系统、阀门、配管及橇座构成,集油气过滤、加热、增压、分离等功能于一体,自动化系统根据需要进行工艺切换。降回压装置的研制可以降低井口回压,提高产出液量,提高石油企业的经济效益。

4.2高回压井组伴生气利用工艺

高回压井组伴生气利用工艺包括燃气发电工艺。可以利用高回压井组进行发电,例如小型橇装CNG技术回收井场套管气,可以节约燃料资源,进而实现节能降耗的目的。

5结语

综上所述,油气集输储运关系到石油企业的稳定运转,油气资源的生产关系到国民经济的快速发展,石油企业要做好油气集输储运工作,重点加强工艺设计,实现工艺流程的优化,将油气集输和储运环节的安全隐患消除在萌芽状态,加大投入,加强设备设施的更新换代,研发新的装置用于油气水分离,做好原油与天然气的管道运输,保证容器与管道的密封性,提高能源的运输质量,降低能源收集运输过程中的消耗,保证油气资源的稳定供应。

参考文献:

[1]汪庆锴.油田油气集输储运工艺设计技术[J].科技与企业,2014(11):132.

[2]梁嵩.油气集输及储运工艺优化设计[D].东北石油大学,2017.

[3]何毅,王春辉,郭刚,等.长庆油田油气集输与处理系统节能降耗研究[J].石油规划设计,2012,23(1):48-50.

作者:王小平 单位:河北华北石油迪威尔石化装备工程技术有限公司

油田油气储运工艺设计技术责任编辑:张雨    阅读:人次
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