油氣集輸工藝流程探討

摘要：文章首先對國內外采油技術的發展做了相應的回顧，然后對油氣集輸進行了介紹和對比研究，使讀者了解其中的細節，掌握各種方式的優缺點，根據各地的不同特點，總結出最適合自己的油氣集輸方案，以提高我國油氣集輸方面整體實力，為我國工業發展和整體國力的提高做貢獻。

關鍵詞：油氣集輸；采油技術；原油集輸工藝；原油脫水

中圖分類號：TE866 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2012）12-0140-03

油氣集輸，作為油田生產油氣整體過程中的一個環節，在整體操作過程中，有著極其重要的作用。油氣集輸主要負責的任務有四個方面：

（1）將開采出來的石油氣、液混合物傳輸到處理站，將油氣進行分離以及脫水，使原油達到國家要求標準；（2）將合格的原油通過管道輸送到原油儲存庫進行儲存；（3）將分離出來的天然氣輸送到再加工車間，進行進一步的脫水，脫酸，脫氫等處理；（4）分別把經過處理，可以使用的原油和天然氣輸送給客戶。由于油氣集輸涉及到整個油田的各戶鉆井，因此相較于其它環節，油氣集輸鋪設范圍廣，注意部位多等諸多相關難題，因此，一個油田油氣集輸環節技術水平的高低，可能會直接波及到整個油田的整體開發水平和能力。下面筆者對油氣集輸進行相關介紹，希望對讀者有所幫助。

一、油氣集輸分類及設計原則

（一）油氣集輸流程分類

1．按加熱方式。按加熱方式可分為不加熱流程、熱水伴隨流程、井場加熱流程、蒸汽伴隨流程、摻熱水流程、摻稀油流程、摻活性水流程以及摻蒸汽流程。

2．按管線數目。按油井管線數目可分為單管、雙管和三管集油流程。

3．按管網形態。按管網分布形態可分為米字形管網流程、環形管網流程、樹形管網流程以及串聯式管網流程。

4．按系統步站級數。按著整個油氣集輸系統的步站級數可分為一級步站流程、二級步站流程和三級步站流程。其中一級流程中只含有集中處理站，二級流程有集中處理站和計量站，三級流程除了擁有集中處理站、計算站外，還擁有增壓接

轉站。

5．按密閉程度。按著系統密閉程度可分為開放式和密閉式集油流程。

（二）油氣集輸流程設計原則

油氣集輸的整個流程，會因為油田內蘊含的油氣物理及化學性質的差異，地理自然條件的制約，經濟利用價值和方式的不同，采取不同的油氣集輸方案。通過相互對比，得出性價比相對最高的一種設計流程。尤其技術流程設計所遵循的基本原則

如下：

1．整個油氣集輸流程，盡量全程封閉，以減少油氣在運輸的過程中產生不必要的損耗。

2．最大限度地收集油田中所出產的油氣資源，把油氣資源最大限度地生產加工成為符合使用標準的原油、天然氣等相關產品。

3．充分利用油田礦井中的流體壓力，適當提高并控制整個流程系統內部的運作壓力，以逐步擴大輸出半徑，減少中轉環節，以避免中轉環節造成的油氣損耗。

4．合理利用系統中的熱量，做好對整個油氣集輸流程的溫度的整體控制，做好保溫控制的同時，減少運輸過程中的熱耗。

5．在同等條件限制下，采用相對性能較高，整體工藝及操作較為簡便的系統，以提高整體效率。

二、國內外在油氣集輸流程上的現狀

（一）原油集輸工藝

在含蠟量過高，高凝聚油田中，國際上包括我國，普遍應用的是加熱集輸工藝，并在集輸線路上多級布站，單井計量，單雙管協調集油，最后經由大站對原油集中處理的聯合工藝系統。另外國外一些國家對高含蠟原油開采過程中，出去加熱外，還進行添加化學物質降低粘合度的方式進行單管油氣集輸。對含蠟量不高的油田，一般采用單管不加熱油氣集輸工藝流程。

在油氣集輸工藝流程上，我國的大慶油田，在國內外都處于領先地位。由于石油開采儲備問題，現在油田的開采一開始進入高含水階段，由于原油含水量的增加，開采時的原油特性有所改變，油氣集輸集輸，也向著常溫或低溫集輸工藝發展，并進一步簡化整個集輸工藝流程。

（二）多項資源混合技術

由于現在生活對石油和天然氣的依賴，長距離的油氣集輸必然要得到應用，同時也是一項世界前沿科技，從20世紀80年代開始，各國就已經對此項工藝流程進行開發研究。現今流行的工藝流程為多相混合油氣集輸技術，同時與電熱技術配合，對于長距離油氣集輸有著重要的意義，經過多年的開發與研究，現在工藝流程在不斷地簡化和自動化，加強了油氣集輸的距離和集輸過程的保護。

（三）原油脫水工藝流程

對于含水量過高的原油集輸，國內外通常采取兩段式脫水工藝流程。其中，一段為脫出游離水，主要措施有大罐沉降和凝結脫水兩項措施。二段脫水加裝電機，交直流變電式復合脫水法進行脫水。對于一些含蠟量少，凝點較低的高含水型原油，主要采取熱化學反應脫水工藝流程。

目前，在集輸原油脫水方面，各國都在開發研制高效的游離水脫除器。現在國際上應用的游離水脫除器普遍采用臥式結構，整個沉降脫出過程大概需要30～40分鐘，水驅采出伴生液沉降時間為15～20分鐘，聚驅流程需要大概30分鐘時間。因此，根據原油開采狀況，研制并使用高效率游離水脫除器是很有必要也是很有效的一種原油脫水

工藝。

三、我國在油氣集輸流程上的發展

我國在20世紀初期，就已經開始大規模開采石油，最初的油氣集輸系統也是從那個時候產生的，隨著工業技術的逐步成熟，各種大型油田也不斷地被發現，并進行開發和開采工作，油氣集輸工藝流程從最開始的單井集油，到現在的高效油氣集輸工藝流程，前后經歷了一個世紀的發展，也是我國在油氣集輸領域處于世界領先行列。下面就介紹下我國這一個世紀以來前后經歷的油氣集輸工藝五個階段的變化和發展。

（一）單井集油階段（20世紀初至20世紀30年代）

單井集油，即在油田的開發過程中，多數使用的是單井集油，單井加工的操作流程，只要石油，不收集天然氣。原油的加工也僅限于沉降法來脫水以及除沙，屬于最簡單的工藝流程，這種工藝流程浪費較大，原油加工較為粗糙。代表油田：出礦坑油田（1906年）、延長油田（1907年）、玉門油田開發初期（20世紀30年代初）。

（二）選油站階段（20世紀30年代末至50年代）

隨著玉門油田的開發規模逐步擴大，地面油氣集輸工程開始逐漸形成系統。將幾口井所產的油氣集中到一個選油站內，原油在開放式的罐體內，經過沉淀脫水，經過油泵輸送到集油站內，裝車外運。這種由管線和部分簡單的相關系統形成的開放式集油流程，就是油氣集輸最原始的系統。該系統最初由前蘇聯巴魯寧首次使用，故又稱巴魯寧流程系統。代表油田：玉門油田中后期（20世紀30年代末）、克拉瑪依油田（20世紀50年代）

（三）密閉集油階段（20世紀60年代至70年代初）

新中國建立以后，特別是進入60年代全國工業大發展進程加快，相繼開發出了一大批儲量豐富，質量過硬的大型油田。這類油田在開發的過程中，逐漸形成了以封閉式為主，多種集油流程共存的油氣集輸系統。這種系統先后開創了單管密閉，井網排狀流程，后來又發展成井網“米”字形流程。這種流程由單管輸出，通過計量站和集油站進行分離、脫水等相關處理。這套流程在油氣的集中環節，做到了初步的密閉式收集，但進行脫水階段，還是開放式的，有一定的油氣損耗。

這一時期，是油氣集輸發展相對較快的時期，許多油氣集輸方案和工藝都是在這一時期研發出來的。包括加熱保溫集輸、設備工藝創新等。后來發展出來的常溫油氣集輸，也是在這一時期試驗成功并推廣應用的。這一成果使高含蠟原油的集輸技術有了重大突破。代表油田：大慶油田、勝利油田、遼河油田、大港油田等新中國成立后開發出來的大部分新型油田。

（四）“三脫三回收”集油階段（20世紀70年代中期至80年代末）

隨著技術革新，和人們對石油認知的加深，我國油田采集者們充分的認識到了老式油氣集輸方式在資源利用上的浪費。通過研究和實踐，提出了“三脫三回收”的油氣集輸方案。即原油的脫水、脫氣以及從脫離出來的天然氣中脫輕烴，回收輕烴，采出水和廢水中殘留的原油這一整套的油氣集輸處理技術。充分采集利用石油采出過程中的全部資源，即原油、天然氣、輕烴及采出水這四種資源，確保資源不流失。從70年代中期開始，經過十余年的努力，在技術攻關上，成功解決了各脫出和回收環節中資源流失的問題，做到了最大限度的資源利用。同時增加了除原油外另外三種資源的深加工系統。到20世紀80年代末，我國各大主要油田都完全掌握了“三脫三回收”的全套技術流程，并實現了產出自重合格資源產品的要求。

（五）油氣高效集輸技術階段（20世紀90年代至今）

從20世紀90年代開始，我國各大油田相繼進入高含水采油期，各大油田都把節能降耗作為開采過程中的重點問題來對待。特別是“十一五”計劃以來，節能減排成為了我國各產業發展的主要目標，近年來更是變為硬性指標。各大油田在為了響應國家號召，在油氣集輸工藝流程方面，突出了高效節能問題，研發出了一批具有世界領先水平的高效節能油氣集輸工藝流程，使我國在油氣集輸方面進入了高效時期，并在世界處于相對領先地位。

四、結論

由于石油開采在不同時期所含有的伴生物大不相同，所以在石油開采方面，油田開發者應時刻注意油田開采伴生物的變化，根據不同地理位置和不同環境下，對不同伴生物原油進行規劃不同的油氣集輸工藝流程，找到最適合自己的油氣集輸工藝，不斷完善和發展，使油田開采可以做到資源的最大化利用，為國家的發展和建設提供強有力的能源支持。同時應該鼓勵開發和利用新型能源，做到逐步替代礦石能源，在新能源開發領域走在世界的前沿，使自己不受能源的制約，以促進自身的

發展。

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作者簡介：薛二麗（1976-），女，河南南陽油田開發事業部原油計量檢定站計量技術主管。

（責任編輯：劉艷）