石油工業開發全流程?
誰能介紹一下整個石油工業大致開發流程?
油氣田勘探開發的主要流程:地質勘察—物探—鑽井—錄井—測井—固井—完井—射孔—採油—修井—增采—運輸—加工等。這些環節,一環緊扣一環,相互依存,密不可分,作為專業石油人,我們有必要對石油勘探開發的流程有一個全局的了解!
一.地質勘探
地質勘探就是石油勘探人員運用地質知識,攜帶羅盤、鐵鎚等簡單工具,在野外通過直接觀察和研究出露在地面的底層、岩石,了解沉積地層和構造特徵。收集所有地質資料,以便查明油氣生成和聚集的有利地帶和分布規律,以達到找到油氣田的目的。但因大部分地表都被近代沉積所覆蓋,這使地質勘探受到了很大的限制。地質勘探的過程是必不可少的,它極大地縮小了接下來物探所要開展工作的區域,節約了成本。
地面地質調查法一般分為普查、詳查和細測三個步驟。普查工作主要體現在「找」上,其基本圖幅叫做地質圖,它為詳查階段找出有含油希望的地區和範圍。詳查主要體現在「選」上,它把普查有希望的地區進一步證實選出更有力的含油構造。而細測主要體現在「定」上,它把選好的構造,通過細測把含油構造具體定下來,編製出精確的構造圖以供進一步鑽探,其目的是為了儘快找到油氣田。
二.地震勘探
在地球物理勘探中,反射波法地震方法是一種極重要的勘探方法。地震勘探是利用人工激發產生的地震波在彈性不同的地層內傳播規律來勘測地下地質情況的方法。地震波在地下傳播過程中,當地層岩石的彈性參數發生變化,從而引起地震波場發生變化,並發生反射、折射和透射現象,通過人工接收變化後的地震波,經數據處理、解釋後即可反演出地下地質結構及岩性,達到地質勘查的目的。地震勘探方法可分為反射波法、折射波法和透射波法三大類,目前地震勘探主要以反射波法為主。
?地震勘探的三個環節:
第一個環節是野外採集工作。這個環節的任務是在地質工作和其他物探工作初步確定的有含油氣希望的探區布置測線,人工激發地震波,並用野外地震儀把地震波傳播的情況記錄下來。這一階段的成果是得到一張張記錄了地面振動情況的數字式「磁帶」,進行野外生產工作的組織形式是地震隊。野外生產又分為試驗階段和生產階段,主要內容是激發地震波,接收地震波。
第二個環節是室內資料處理。這個環節的任務是對野外獲得的原始資料進行各種加工處理工作,得出的成果是「地震剖面圖」和地震波速度、頻率等資料。
第三個環節是地震資料的解釋。這個環節的任務是運用地震波傳播的理論和石油地質學的原理,綜合地質、鑽井的資料,對地震剖面進行深入的分析研究,說明地層的岩性和地質時代,說明地下地質構造的特點;繪製反映某些主要層位的構造圖和其他的綜合分析圖件;查明有含油、氣希望的圈閉,提出鑽探井位。
三.鑽井
經過石油工作者的勘探會發現儲油區塊 ,
利用專用設備和技術,在預先選定的地表位置處,向下或一側鑽出一定直徑的圓柱孔眼,並鑽達地下油氣層的工作,稱為鑽井。
在石油勘探和油田開發的各項任務中,鑽井起著十分重要的作用。諸如尋找和證實含油氣構造、獲得工業油流、探明已證實的含油氣構造的含油氣面積和儲量,取得有關油田的地質資料和開發數據,最後將原油從地下取到地面上來等等,無一不是通過鑽井來完成的。鑽井是勘探與開採石油及天然氣資源的一個重要環節,是勘探和開發石油的重要手段。
石油勘探和開發過程是由許多不同性質、不同任務的階段組成的。在不同的階段中,鑽井的目的和任務也不一樣。一些是為了探明儲油構造,另一些是為了開發油田、開採原油。為了適應不同階段、不同任務的需要,
?鑽井的種類可分為以下幾種。
1)基準井:在區域普查階段,為了了解地層的沉積特徵和含油氣情況,驗證物探成果,提供地球物理參數而鑽的井。一般鑽到基岩並要求全井取心。
2)剖面井:在覆蓋區沿區域性大剖面所鑽的井。目的是為了揭露區域地質剖面,研究地層岩性、岩相變化並尋找構造。主要用於區域普查階段。3)參數井:在含油盆地內,為了解區域構造,提供岩石物性參數所鑽的井,參數井主要用於綜合詳查階段。4)構造井:為了編製地下某一標準層的構造圖,了解其地質構造特徵,驗證物探成果所鑽的井。
5)探井:在有利的集油氣構造或油氣田範圍內,為確定油氣藏是否存在,圈定油氣藏的邊界,並對油氣藏進行工業評價及取得油氣開發所需的地質資料而鑽的井。各勘探階段所鑽的井,又可分為預探井,初探井,詳探井等。6)資料井:為了編製油氣田開發方案,或在開發過程中為某些專題研究取得資料數據而鑽的井。7)生產井:在進行油田開發時,為開採石油和天然氣而鑽的井。生產井又可分為產油井和產氣井。8)注水(氣)井:為了提高採收率及開發速度,而對油田進行注水注氣以補充和合理利用地層能量所鑽的井。專為注水注氣而鑽的井叫注水井或注氣井,有時統稱注入井。
9)檢查井:油田開發到某一含水階段,為了搞清各油層的壓力和油、氣、水分布狀況,剩餘油飽和度的分布和變化情況,以及了解各項調整挖潛措施的效果而鑽的井。
10)觀察井:油田開發過程中,專門用來了解油田地下動態的井。如觀察各類油層的壓力、含水變化規律和單層水淹規律等!它一般不負擔生產任務。11)調整井:油田開發中、後期,為進一步提高開發效果和最終採收率而調整原有開發井網所鑽的井(包括生產井、注入井、觀察井等)。這類井的生產層壓力或因採油後期呈現低壓,或因注入井保持能量而呈現高壓。四.錄井
錄井技術是油氣勘探開發活動中最基本的技術,是發現、評估油氣藏最及時、最直接的手段,具有獲取地下信息及時、多樣,分析解釋快捷的特點。通常基本錄井數據包括ROP、深度、岩屑岩性、氣體測量和岩屑描述,也可能包括對泥漿流變特徵或鑽井參數的說明。
1、錄井概念
錄井是用地球化學、地球物理、岩礦分析等方法,觀察、收集、分析、記錄隨鑽過程中的固體、液體、氣體等返出物信息,以此建立錄井剖面,發現油氣顯示,評價油氣層,為石油工程提供鑽井信息服務的過程。
1)狹義錄井常規錄井:岩屑錄井、岩心錄井、氣測錄井、鑽井工程參數錄井、熒光錄井等。錄井新技術:輕烴色譜分析錄井、熱蒸發烴色譜分析錄井、核磁共振錄井、離子色譜水分析、地層壓力評價等。
2)廣義錄井
除了常規錄井以外,廣義錄井還包括:井位勘測、鑽井地質設計、錄井工程設計、錄井信息傳輸、油氣層綜合評價解釋、單井地質綜合評價等。
2
、錄井工程
1)從專業學科講:以規模化錄井工程生產為基礎,以優化系統、提高生產率為目標,在石油地質學、地球化學、地球物理學
2)從工業生產角度講:根據合同的要求,在鑽井過程中依據鑽井地質設計、錄井工程設計的要求,錄井施工人員採用相關錄井技術,使用錄井儀器設備,以合理的施工成本,完成錄井施工的過程。
3、錄井工程的任務在鑽井過程中,分析、測量、觀察從井下返出的物質固態、液態、氣態三種狀態的物質信息,我們把必須在井場完成的叫做第一層錄井信息,可以在室內完成分析的叫做第二層錄井信息。
1)第一層錄井信息包括:固體:岩屑、岩心。液體:油的顯示信息、鑽井液及其濾液信息。氣體:鑽井液中的氣體、岩心岩屑中的氣體等。其他:工程施工參數(鑽井、測井、測試、固井、完井、鑽具、套管等),收集資料(井噴、井涌、井漏等)。
2)第二層錄井信息包括:照相掃描、熱解分析、熒光分析、孔滲分析、岩礦分析、古生物分析等。
3)錄井的任務:錄井的任務就是把這兩層信息利用錄井手段取全取准,還原成井筒地質剖面圖的過程。4、錄井的方法
地球化學法(岩石熱解、熒光分析、離子色譜分析等)、地球物理分析方法(岩石核磁共振分析等)、岩礦分析方法(岩屑、岩心、氣測等)
5、錄井的手段
錄井的手段主要是指錄井分析儀器、設備,主要包括綜合錄井儀、氣測儀、地化錄井儀、熒光錄井儀、核磁共振儀、泥頁岩密度儀、碳酸鹽岩分析儀、色譜分析儀、水分析儀等。6、岩屑錄井
岩屑錄井是鑽井地質現象錄井方法之一,在鑽井過程中,地質人員按照一定的取樣間距和遲到時間,連續收集與觀察岩屑並恢復地下地質剖面圖的過程。岩屑錄井的費用少,有識別井下地層岩性和油氣的重要作用,是油氣勘探中必須進行的一項工作。
?岩屑錄井主要過程:
1)岩屑收集與整理;2)岩屑的描述;3)岩屑的保存;
4)真假岩屑的識別;5)利用岩屑判斷和分析地下岩石性質;
6)岩屑錄井草圖和實物剖面面;7)利用岩屑劃分岩性和地層;五.測井
測井,也叫地球物理測井或礦場地球物理,簡稱測井,是利用岩層的電化學特性、導電特性、聲學特性、放射性等地球物理特性,測量地球物理參數的方法,屬於應用地球物理方法(包括重、磁、電、震、核)之一。簡而言之,測井就是測量地層岩石的物理參數,就如同用溫度計測量溫度是同樣的道理;
石油鑽井時,在鑽到設計井深深度後都必須進行測井,以獲得各種石油地質及工程技術資料,作為完井和開發油田的原始資料。這種測井習慣上稱為裸眼測井。而在油井下完套管後所進行的二系列測井,習慣上稱為生產測井或開發測井。其發展大體經歷了模擬測井、數字測井、數控測井、成像測井四個階段。
1、測井的原理
任何物質組成的基本單位是分子或原子,原子又包括原子核和電子。岩石可以導電的。我們可以通過向地層發射電流來測量電阻率,通過向地層發射高能粒子轟擊地層的原子來測量中子孔隙度和密度。地層含有放射性物質,具有放射性(伽馬);地層作為一種介質,聲波可以在其中傳播,測量聲波在地層里傳播速度的快慢(聲波時差)。地層里的地層水裡面含有離子,它們會和井眼中泥漿中的離子發生移動,形成電流,我們可以測量到電位的高低(自然電位)。
2、測井的方法
1)電纜測井是用電纜將測井儀器下放至井底,再上提,上提的過程中進行測量記錄。常規的測井曲線有9條;
2)隨鑽測井(LWD-log while
drilling)是將測井儀器連接在鑽具上,在鑽井的過程中進行測井的方式。邊鑽邊測,為實時測井(realtime),井眼打好之後起鑽進行測井為(tipe
log);
3、測井的參數
1.GR-自然伽馬
GR是測量地層裡面的放射性含量,岩石里粘土含放射性物質最多。通常,泥岩GR高,砂岩GR低。
2.SP-自然電位
地層流體中除油氣的地層水中的離子和井眼中泥漿的離子的濃度是不一樣的,由於濃度差,高濃度的離子會向低濃度的離子發生轉移,於是就形成電流。自然電位就是測量電位的高低,以分辨砂岩還是泥岩。
3.CAL-井徑
井徑就是測量井眼尺寸的大小。比如用八寸半的鑽頭鑽的井眼,測量的井徑或為八寸半,或大於八寸半(稱擴徑),或小於八寸半(稱縮徑)。測量的井徑是對所鑽井眼尺寸大小的直觀認識。
4.AC-聲波
常說人所說的聲波即是聲波時差,單位為毫秒每英尺,聲波時差小,也就是聲波在地層傳播的時間少,說明地層比較緻密和堅硬。反之地層比較疏鬆。
5.ZDL-密度
用放射源向地層發射高能粒子轟擊地層的原子來測量密度,密度值是岩石單位體積的密度,包括固體和流體。
6.CN-中子
用放射源向地層發射高能粒子轟擊地層的原子來測量中子,我們也叫中子孔隙度,也叫總孔隙度,測量的是流體體積占整個岩石的百分比。
7.電阻率(resistivity)電阻率分為微側向和雙側向(包括淺側向和深側向),它們的區別就在於探測深度不一樣,深側向探測深度最大,淺側向次之,微側向最小。由於泥漿對地層的侵入不同,井眼為圓心在不同的半徑範圍內,地層有完全被泥漿侵入、部分被泥漿侵入、未被泥漿侵入,這分別對應微側向、淺側向、深側向探測的地層。
8.其它
核磁測井:測壓取樣(測壓是測量地層壓力,以計算地層流體的密度,進而確定流體性質;取樣是將地層里的流體抽出來取到地面);
井壁取心:垂直地震(VSP)(Vertical
seismicprofile);
4、測井解釋
測井解釋的一般過程:先找儲層,再找油氣,一般來說油氣水只存在於砂岩中,GR值低的為砂岩。GR高的為泥岩,找到砂岩之後,再在砂岩中找電阻率較高的層位,基本上就是油氣層。一般地,油氣層的曲線響應是:伽馬(GR)較低,電阻率較高,中子較小,密度較小。對應的,水層的電阻率相對油氣層電阻率偏低。
六.固井
為了達到加固井壁,保證繼續安全鑽進,封隔油、氣和水層,保證勘探期間的分層測試及在整個開採過程中合理的油氣生產等目的而下入優質鋼管,並在井筒與鋼管環空充填好水泥的作業,稱為固井工程。1、固井的目的
1.封隔易坍塌、易漏失的複雜地層,鞏固所鑽過的井眼,保證鑽井順利進行;2.
提供安裝井口裝置的基礎,控制井口噴和保證井內泥漿出口高於泥漿池,以利鑽井液流回泥漿池;3. 封隔油、氣、水層,防止不同壓力的油氣水層間互竄,為油氣的正常開採提供有利條件;4.保護上部砂層中的淡水資源不受下部岩層中油、氣、鹽水等液體的污染;5.油井投產後,為酸化壓裂進行增產措施創造了先決有利的條件;2、固井的步驟1.
下套管套管與鑽桿不同,是一次性下入的管材,沒有加厚部分,長度沒有嚴格規定。為保證固井質量和順利地下入套管,要做套管柱的結構設計。根據
用途、地層預測壓力和套管下入深度設計套管的強度,確定套管的使用壁厚,鋼級和絲扣類型。
2.注水泥注水泥是套管下入井後的關鍵工序,其作用是將套管和井壁的環形空間封固起來,以封隔油氣水層,使套管成為油氣通向井中的通道。3.
井口安裝和套管試壓下套管注水泥之後,在水泥凝固期間就要安裝井口。表層套管的頂端要安套管頭的殼體。各層套管的頂端都掛在套管頭內,套管頭主要用來支撐
技術套管和油層套管的重量,這對固井水泥未返至地面尤為重要。套管頭還用來密封套管間的環形空間,防止壓力互竄。套管頭還是防噴器、油
管頭的過渡連接。陸地上使用的套管頭上還有兩個側口,可以進行補擠水泥、監控井況。注平衡液等作業。
4.檢查固井質量安裝好套管頭和接好防噴器及防噴管線後,要做套管頭密封的耐壓力檢查,和與防噴器聯接的密封試壓。探套管內水泥塞後要做套管柱的壓力檢
驗,鑽穿套管鞋2~3米後(技術套管)要做地層壓裂試驗。生產井要做水泥環的質量檢驗,用聲波探測水泥環與套管和井壁的膠結情況。固井質
量的全部指標合格後,才能進入到下一個作業程序。
3、固井的方法1.內管柱固井把與鑽柱連接好的插頭插入套管浮箍或浮鞋的密封插座內,通過鑽柱注入水泥進行固井作業,稱為內管柱固井。內管柱固井主要用於大尺寸
(16″~30″)導管或表層套管的固井。
2. 單級雙膠塞固井首先下套管至預定井深後裝水泥頭、膠塞(頂塞和底塞),循環水泥,打隔離液,投底塞,再注入水泥漿,然後投頂塞,開始替泥漿。底塞落在
浮箍上被擊穿。頂底塞碰壓,固井結束。
3.
尾管固井
頂替、鑽桿膠塞剪斷尾管膠塞後與尾管膠塞重合,下行至球座處碰壓,固井結束。
七.完井
根據油氣層的地質特性和開發開採的技術要求,在井底建立油氣層與油氣井井筒之間的合理連通渠道或連通方式的過程叫做完井。1、完井的要求
1).油氣層和井筒之間應保持最佳的連通條件,油、氣層所受的損害最小;2).油、氣層和井筒之間應有儘可能大的滲流面積,油、氣入井的阻力最小;3).應能有效地封隔油、氣、水層,防止氣竄或水竄,防止層間的相互干擾;4).應能有效地控制油層出砂,防止井壁垮塌,確保油井長期生產;5)應具備進行分層注水、注氣、分層壓裂、酸化等分層處理措施,便於人工舉升和井下作業等條件;6).對於稠油油藏,則稠油開採能達到熱采(主要蒸汽吞吐和蒸汽驅)的要求;7).油田開發後期具備側鑽定向井及水平井的條件;8).工工藝儘可能簡便,成本儘可能低;2、完井的方式1).射孔完井(perforating)又分為:套管射孔完井、尾管射孔完井;2).裸眼完井方式(Open-hole);3).割縫襯管完井方式(Slotted Liner);4).礫石充填完井方式 (Gravel Packed)
又分為:裸眼礫石充填完井、套管礫石充填完井、預充填礫石饒絲篩管;3、完井井口裝置一口井從上往下是由井口裝置、完井管柱和井底結構三部分組成。井口裝置主要包括套管頭、油管頭和採油(氣)樹三部分,井口裝置的主要作用是懸掛井下油管柱、套管柱,密封油管、套管和兩層套管之間的環形空間以控制油氣井生產、回注(注蒸汽、注氣、注水、酸化、壓裂和注化學劑等)和安全生產的關鍵設備。完井管柱主要包括油管、套管和按一定功用組合而成的井下工具。下入完井管柱使生產井或注入井開始正常生產是完井的最後一個環節。井的類
型(採油井、採氣井、注水井、注蒸汽井、注氣井)不一樣,完井管柱也不一樣。即使都為採油井,採油方式不同,完井管柱也不同。
目前的採油方式主要有自噴採油和人工舉升(有桿泵、水力活塞泵、潛油電泵、氣舉)採油等。井底結構是連接在完井管柱最下端的與完井方法相匹配的工具和管柱的有機組合體。
?主要作業步驟
1).按設計要求擺放地面設備2).立鑽桿或管柱3).裝防噴器/功能/壓力試驗4).刮管洗井5).射孔校深
6).投棒點火7).反涌/洗井8).再次刮管洗井9).下封隔器10).下防砂管柱12).下生產管柱13).拆井口防噴器14).裝井口採油樹15).卸載16).驗收交井
八.射孔
用專用射孔彈射穿套管及水泥環,在岩體內產生孔道,建立地層與井筒之間的連通渠道,以促使儲層流體進入井筒的工藝過程叫做射孔。1、射孔的目的
固井結束之後,井筒與地層之間隔著一層套管和水泥環,另外還有一部分受泥漿污染的近井地帶,而射孔的主要目的是穿透套管和水泥環,打開儲層,建立地層與井筒之間的連通,使流體能夠進入井筒,從而實現油氣井的正常生產。
2、射孔器材射孔器材包括火工品和非火工品。火工品是指在外界能量刺激下能夠產生爆炸,並實現預定功能的元件。包括射孔彈、導爆索、傳爆管、傳爆管退件、電雷管、撞擊雷管、延時火葯、複合火藥、集束火藥、橋塞火藥、尾聲彈和隔板火藥等;
非火工品包括射孔槍、槍接頭、油管、玻璃盤接頭、壓力開孔裝置,減震器,放射性接頭、點火棒等;3、射孔方式
射孔方式要根據油層和流體的特性、地層傷害狀況、套管程序和油田生產條件來選擇,射孔工藝可分為正壓射孔和負壓射孔,其中用高密度射孔
液使液柱壓力高於地層壓力的射孔為正壓射孔;將井筒液面降低到一定深度,形成低於地層壓力建立適當負壓的射孔為負壓射孔。
按傳輸方式又分為電纜輸送射孔(WCP)和油管輸送射孔(TCP),兩種工藝各有優缺點,但是從技術工藝趨勢來看,油管輸送射孔將會越來越廣泛使用。
4、射孔主要參數射孔參數主要包括射孔深度、射孔彈相位、孔徑和孔密等(在後邊射孔專題里會專門講)。?射孔工程技術要求1、射孔層位要準確;2、單層發射率在90%以上,不震裂套管及封隔的水泥環;3、合理選擇射孔器;4、要根據油氣層的具體情況,選擇最合適的射孔工藝。九.採油
通過勘探、鑽井、完井之後,油井開始正常生產,油田也開始進入採油階段,根據油田開發需要,最大限度地將地下原油開採到地面上來,提高油井產量和原油採收率,合理開發油藏,實現高產、穩產的過得叫做採油。
1、原油生產流道
油層—近井地帶—射孔彈道—井眼內部—人工舉升裝置—油管—井口—採油樹—地面管線—計量站—油氣分離器—輸油管網2、常用的採油方法1)自噴採油法:利用油層本身的彈性能量使地層原油噴到地面的方法稱為自噴採油法。自噴採油主要依靠溶解在原油中的氣體隨壓力的降低分享出來而發生的膨脹。在整個生產系統中,原油依靠油層所提供的壓能克服重力及流動阻力自行流動,不需要人為補充能量,因此自噴採油是最簡單、最方便、最經濟的採油方法。2)人工舉升人為地向油井井底增補能量,將油藏中的石油舉升至井口的方法是人工舉升採油法。隨著采出石油總量的不斷增加,油層壓力日益降低;注水開發的油田,油井產水百分比逐漸增大,使流體的比重增加,這兩種情況都使油井自噴能力逐步減弱。為提高產量,需採取人工舉升法採油(又稱機械採油),是油田開採的主要方式,特別在油田開發後期,有泵抽採油法和氣舉採油法兩種。在陸地油田常用抽油機,海上多用電潛泵,像一些出砂井或稠油井多用螺桿泵,此外常用的還有射流泵、氣舉、柱塞泵等等;3、油氣井增產工藝油氣井增產工藝是提高油井(包括氣井)生產能力和注水井吸水能力的技術措施,常用的有水力壓裂及酸化處理法,此外還有井下爆炸、溶劑處理等。
1)水力壓裂工藝水力壓裂是以超過地層吸收能力的大排量向井內注入粘度較高的壓裂液,使井底壓力提高,將地層壓裂。隨著壓裂液的不斷注入,裂縫向地層深處延伸。壓裂液中要帶有一定數量的支撐劑(主要是砂子),以防止停泵後裂縫閉合。充填了支撐劑的裂縫,改變了地層中油、氣的滲流方式,增加
了滲流面積,減少了流動阻力,使油井的產量成倍增加。最近全球石油行業很熱門的「頁岩氣」就是利益於水力壓裂技術的快速發展!
2)油井酸化處理油井酸化處理分為碳酸鹽岩地層的鹽酸處理及砂岩地層的土酸處理兩大類,通稱酸化。酸鹽岩地層的鹽酸處理:石灰岩與白雲岩等碳酸鹽岩與鹽酸反應生成易溶於水的氯化鈣或氯化鎂,增加了地層的滲透性,有效地提高油井的生產能力。在地層的溫度條件下,鹽酸與岩石反應速度很快,大部分消耗在井底附近,不能深入到油層內部,影響酸化效果。?砂岩地層的土酸處理:砂岩的主要岩礦成分為石英、長石。膠結物多為硅酸鹽(如粘土)及碳酸鹽,都能溶於氫氟酸。但氫氟酸與碳酸鹽類反應
後,會發生不利於油氣井生產的氟化鈣沉澱。一般用8~12%鹽酸加2~4%氫氟酸混合土酸處理砂岩,可避免生成氟化鈣沉澱。
氫氟酸在土酸中的濃度不宜過高,以免破壞砂岩的結構,造成出砂事故。為防止地層中鈣、鎂離子與氫氟酸的不利反應及其他原因,在注入土酸前,還應該用鹽酸對地層進行預處理,預處理範圍要大於土酸處理範圍。近年來發展了一種自生土酸技術。用甲酸甲酯與氟化銨在地層中反應生成氫氟酸,使其在深井高溫油層內部起作用,以提高土酸處理效果。從而達到提高油井生產能力。
十.油氣集輸
把分散的油井所生產的石油、天然氣和其他產品集中起來,經過必要的處理、初加工,合格的油和天然氣分別外輸到煉油廠和天然氣用戶的工藝全過程稱為油氣集輸。主要包括油氣分離、油氣計量、原油脫水、天然氣凈化、原油穩定、輕烴回收等工藝。
1、簡要流程
油氣收集流程----油井至聯合站油氣處理流程----聯合站內流程油氣輸送流程----聯合站至原油庫2、詳細流程1)原油脫水從井中采出的原油一般都含有一定數量的水,而原油含水多了會給儲運造成浪費,增加設備,多耗能;原油中的水多數含有鹽類,加速了設備、容器和管線的腐蝕;在石油煉製過程中,水和原油一起被加熱時,水會急速汽化膨脹,壓力上升,影響煉廠正常操作和產品質量,甚至會發生爆
炸。因此外輸原油前,需進行脫水。
2)原油脫氣
通過油氣分離器和原油穩定裝置把原油中的氣體態輕烴組分脫離出去的工藝過程叫原油脫氣。3)氣液分離地層中石油到達油氣井口並繼而沿出油管或採氣管流動時,隨壓力和溫度條件的變化,常形成氣液兩相。為滿足油氣井產品計量、礦廠加工、儲存和輸送需要,必須將已形成的氣液兩相分開,用不同的管線輸送,這稱為物理或機械分離。
4)油氣計量
油氣計量是指對石油和天然氣流量的測定。主要分為油井產量計量和外輸流量計量兩種。油井產量計量是指對單井所生產的油量和生產氣量的測定,它是進行油井管理、掌握油層動態的關鍵資料數據。外輸計量是對石油和天然氣輸送流量的測定,它是輸出方和接收方進行油氣交接經營管
理的基本依據。
5)轉油站轉油站是把數座計量(接轉)站來油集中在一起,進行油氣分離、油氣計量、加熱沉降和油氣轉輸等作業的中型油站,又叫集油站。有的轉油站還包括原油脫水作業,這種站叫脫水轉油站。
6)聯合站它是油氣集中處理聯合作業站的簡稱。主要包括油氣集中處理(原油脫水、天然氣凈化、原油穩定、輕烴回收等)、油田注水、污水處理、供變電和輔助生產設施等部分。
7)油氣儲運石油和天然氣的儲存和運輸簡稱油氣儲運。主要指合格的原油、天然氣及其它產品,從油氣田的油庫、轉運碼頭或外輸首站,通過長距離油氣輸送管線、油罐列車或油輪等輸送到煉油廠、石油化工廠等用戶的過程。
8)儲油罐儲油罐是儲存油品的容器,它是石油庫的主要設備。儲油罐按材質可分金屬油罐和非金屬油罐;按所處位置可分地下油罐、半地下油罐和地上油罐;按安裝形式可分立式、卧式;按形狀可分圓柱形、方箱形和球形。
若將進油管從油罐的上部接入,當流速較大的油品管線由高向低呈霧狀噴出,與空氣摩擦增大了摩擦面積,落下的油滴撞擊液面和罐壁,致使靜電荷急劇增加,其電壓有時可高達幾千伏或上萬伏,加之油品中液面漂浮的雜質,極易產生尖端放電,引起油罐爆炸起火。因此,進油管不能從
油罐上部接入。
3、所需化學品
油氣集輸所需化學品包括以下14個類型:緩蝕劑、破乳劑、減阻劑、乳化劑、流動性改性劑、天然氣凈化劑、水合物製劑、海面浮油清凈劑、防蠟劑、清蠟劑、管道清洗劑、降凝劑、降粘劑、抑泡劑等。
?破乳劑
破乳劑是一種表面活性物質,它能使乳化狀的液體結構破壞,以達到乳化液中各相分離開來的目的。原油破乳是指利用破乳劑的化學作用將乳化狀的油水混合液中油和水分離開來,使之達到原油脫水的目的,以保證原油外輸含水標準。
十一.煉油
煉油一般是指石油煉製,是將石油通過蒸餾的方法分離生產符合內燃機使用的煤油、汽油、
柴油等燃料油,副產石油氣和渣油;比燃料油重的
組分,又通過熱裂化、催化裂化等工藝化學轉化為燃料油,這些燃料油有的要採用加氫等工藝進行精製。
最重的減壓渣油則經溶劑脫瀝青過程生產出脫瀝青油和石油瀝青,或經過延遲焦化工藝使重油裂化為燃料油組份,並副產石油焦。潤滑油型煉油
廠經溶劑精製、溶劑脫蠟和補充加氫等工藝,生產出各種發動機潤滑油、機械油、變壓器油、液壓油等各種特殊工業用油。
1、煉油主要加工過程習慣上將石油煉製過程分為一次加工和二次加工,一次加工主要指常減壓蒸餾,屬物理變化過程。二次加工是將一次加工產物進行再加工,除熱裂化、催化裂化、催化重整外,還有加氫裂化(重質油在高氫壓條件下,通過加熱和加催化劑,發生裂化反應,生成汽油、噴氣燃料、柴油等的
過程)、石油焦化(將渣油全部轉化為氣體、輕質油、重質油和石油焦)等。二次加工屬化學變化過程。
2、煉油工藝石油制工藝過程因原油種類不同和生產油品的品種不同而有不同的選擇。就生產燃料油品而言,大體可以分為三部分:原油蒸餾、二次加工、油品精製和提高質量的有關工藝。
1)原油蒸餾原油蒸餾是原油煉製加工的第一步,將原油進行初步的處理、分離,並且為二次加工裝置提供合格的原料。原油蒸餾是煉油過程的龍頭,各煉油廠均以其原油蒸餾的處理能力作為該煉油廠的規模。通過常壓和減壓蒸餾可以把原油中具有不同沸點範圍的組分分離成各種餾分。
常壓系統主要生產:石腦油、重整原料、煤油、柴油等。減壓系統主要生產:潤滑油餾分、催化裂化原料、加氫裂化原料、焦化原料、瀝青原料、燃料油等。
2)二次加工工藝
從原油中直接得到的輕餾分是有限的,大量的重餾分和渣油需要進一步加工,將重質油進行輕質化,以得到更多的輕質油品。這就是石油煉製的第二大部分,即原油的二次加工。二次加工工藝包括許多過程,比如:催化裂化、催化重整、加氫裂化等向後延伸的煉製過程,原油的二次加工
可提高石油產品的質量和輕質油收率,可根據生產要求加以選擇。二次加工工藝是石油煉製過程的主體。
3)油品精製
油品精製包括為使汽油、柴油的含硫量及安定性等指標達到產品標準而進行的加氫精制;油品的脫色、脫臭;煉廠氣加工;為提高油品質量的添加劑如甲基叔丁基醚、烷基化油等加工工藝等。
3、煉油裝置煉油工藝所使用的裝置稱為煉油(工藝)裝置。煉油裝置是由一定的設備,按照一定的工藝要求組合而成的。不同的工藝過程所使用的設備也有區別。根據作用的不同,可將煉油設備大致分為六類:
1)流體輸送設備主要用於輸送各種液體(如原油、汽油、柴油、水等)和氣體(油氣、空氣、蒸氣等),使這些物料從一個設備到另一個設備,或者使其壓力升高或降低,以滿足煉油工藝的要求,主要指各種泵和壓縮機。
2)加熱設備主要用於將原油或中間品加熱到一定溫度,使油品氣化或為油品進行反應提供足夠的熱量和反應空間,主要指各類加熱爐、加熱,大家常見的煙筒就是加熱爐的煙筒。
3)換熱設備主要用於將高溫流體傳給低溫液體。煉廠使用這些設備的目的是加熱原料、冷凝、冷卻油品,並從中回收熱量、節約燃料,主要指各類換熱器、冷卻器。
4)傳質設備用於精餾、吸收、解吸、抽提等過程,主要指各種塔,如常壓塔、減壓塔,大家熟悉的煉油廠的幾個最高的塔就是。
5)反應設備是為煉油工藝中進行的各類化學反應提供場所,主要指各種反應器、反應釜、反應塔,在反應塔裡面裝有填料和催化劑。
6)容器主要適用於儲存各種油品、石油氣或其它物料,主要指各類壓力容器和各類儲罐,其中儲油罐的用量最大。
?以上各種設備,有的主要用於煉油裝置,如加熱爐、塔、換熱器等工藝設備,有的則不限於煉油裝置,如泵、壓縮機等通用設備。▲三維動畫—海洋石油開發流程
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