油气集输考试试卷及答案

第五题（10分）

滑脱现象和滑脱损失是垂直管流能量损失的重要特征，参照滑脱现象和滑脱损失的概念分析上倾管和下倾管气液两相流动中是否存在滑脱现象和滑脱损失，并分析因此而可能产生的能量损失特征。

第六题（20分）

假设某油田区块原油产量为5000m3/d，原油综合含水为50％（其中游离水含量占25％），气油比为400Nm3/m3（油），井口温度为40℃，井口回压为3.0MPa。试从节能降耗、减少投资、提高油田生产效益的观点，组织此区块的生产工艺，画出方框流程图，并简要说明此工艺设计的依据。

第七题（10分）

油田生产由开发开采、地面工程组成，其中采油和集输是油田生产的重要环节。试从采油和集输工艺分析有哪些措施能防止油水乳状液的生成，从而提高原油处理效果，减少油田的运行费用。

参考答案及评分标准

第一题（15分）

答：在油气两相分离器、三相分离器中，气流中油滴的沉降速度

油中气泡的上升速度

影响油气两相分离器、三相分离器气液分离效率的主要因素有：

l 分离压力：压力愈高，气液密度差越小，油滴的沉降速度愈慢，油滴愈不容易分离出来；

l 气流速度：气流速度愈大，油滴愈不容易分离出来；

l 分离温度：温度愈高，原油粘度愈小，气泡愈容易进入气相空间；

l 原油在分离器内的停留时间：若停留时间过短，气泡则来不及分离出来就被带出了分离器。

在三相分离器中和陶粒脱水器，油中水滴的沉降速度

水中油滴的上升速度

可见从油中分出水滴要比从水中分出油滴困难。

影响三相分离器油水分离效率的主要因素有：

l 分离温度：温度愈高，原油粘度愈小，水滴愈容易沉降出来；

l 原油在分离器内的停留时间：若停留时间过短，水滴和油滴则来不及分离出来就被带出了分离器。

在立式沉降罐中，油中水滴的沉降速度 。立式沉降罐为常压大罐，所以影响其油水分离效率的主要因素只有温度，温度愈高，原油粘度愈小，水滴愈容易沉降出来。

在离心脱水装置中，油中水滴的迁移速度也可以用Stokes方程来估算

影响离心脱水装置油水分离效率的主要因素有：

l 分离温度：温度愈高，原油粘度愈小，水滴的迁移速度愈快；

l 水滴回转半径：水滴回转半径愈大，水滴的迁移速度愈快；

l 水滴角速度：水滴角速度愈大，水滴的迁移速度愈快。

第二题（20分）

答：①截面含气率比较小，可能为气泡流、分层流、波浪流，这几种流型的流动能量损失比较小；含水率比较小，会形成油包水型原油乳状液，使得流动能量损失增加。

②截面含气率比较小，可能为气泡流、分层流、波浪流，这几种流型的流动能量损失比较小；含水率比较大，大部分水会以游离水的形式存在，形成水漂油流动，流动能量损失比较小。

③截面含气率比较大，可能为段塞流、环状流、弥散流，这几种流型的流动能量损失比较大；含水率比较小，会形成油包水型原油乳状液，使得流动能量损失增加。

④截面含气率比较大，可能为段塞流、环状流、弥散流，这几种流型的流动能量损失比较大；含水率比较大，大部分水会以游离水的形式存在，形成水漂油流动，流动能量损失比较小。

第三题（10分）

答：出水管的位置不对，配液管上方的水层对油水混合物进液有水洗作用，该水层内仍然有油滴的存在，会使得从出水管出来的水中含油。因此，出水管应该设在配液管下方的稳定水

层内。

第四题（15分） 答：

第五题（10分）

答：在垂直管中，对滑脱现象和滑脱损失的定义为：

由于气液密度差导致上升时气体超越液体的流动现象称为滑脱现象。 滑脱现象将增大气液混合物的密度，从而增大混合物的静水压头（即重力消耗）。因滑脱而产生的附加压力损失称滑脱损失。

在上倾管中，同样有由于气液密度差导致上升时气体超越液体的流动现象，必然会有滑脱损失。

在下倾管中，会有由于气液密度差导致下降时液体超越气体的流动现象，同样会带来滑脱损失。

第六题（20分）

从给定参数来看，该区块产量适中、井口压力也适中，气油比较高，可以采用二级分离或三级分离。

所产原油为含水原油，而且其中有部分水以游离水的形式存在，因此应该采用两段脱水。首先依靠重力分离出游离水，然后利用电脱水分离出其中的乳化水。同时，为得到更好的破乳脱水效果，在井口和电脱水器的进口应该注入破乳剂。

井口温度比较低，故需要加热。但由于水的加热负荷比较大，故应该在脱除游离水之后再加热。

第七题（10分）

答：自喷井采油：油水混合物沿油管向地面流动，随着压力降低，气体析出膨胀，对油、水产生破碎和搅动；混合物流过喷嘴时，流速猛增，压力急剧下降，使油水充分破碎，形成较为稳定的乳状液。因此可以用大油嘴并提高集输系统和油气分离器压力，减小油嘴前后的压差或者把油嘴装在井底的方法来减少原油乳状液生成。

深井泵采油：可以通过防止抽油机固定阀、游动阀、柱塞漏泄产生激烈搅动；选择较大尺寸的固定阀和游动阀、并用气锚（使气体进入油套环空内的装置），避免气体进入泵筒内；提高深井泵容积效率；往油井油套环空内注入破乳剂的方法来减少原油乳状液生成。

在集输系统的规划、设计、日常操作管理中尽量避免混合物的激烈掺混，在以下几个方面要

注意：管径不宜太小；尽量减少弯头、三通、阀件等的局部阻力；充分利用地形输送；流程中避免对流体的反复减压和增压；尽早分出混合物中的伴生气；注意各种阀门的严密性。