降低注水系統能耗節能措施

王德軍

中油遼河油田分公司錦州采油廠 遼寧盤錦 124010

摘要：針對注水系統能耗較高的情況，通過采取優化注水泵運行，優化注水系統管網，結合油井實際優化注水，減少無效能耗，最終實現節能減排。

關鍵詞：節能；注水；系統能耗

隨著油田開發進入后期，注水開發成為現階段的一種主要開發方式。注水可有效地補充地層的能量，對開發產量的穩定、提升起到積極作用，也是提高采收率的一種手段，但同時大幅度增加開發能耗。注水能耗在整個采油廠中能耗的比例不斷升高，因此實現注水系統的經濟運行，不斷降低注水系統能耗，是采油廠降本增效的一個重要途徑。

一、注水系統現狀

現有注水站3座，注水泵10臺，設計注水規模17200m3/d，實際負荷8000m3/d；配水間27座；注水干線、支干線10條。運行壓力在10MPa至13MPa，設計壓力16MPa。現有注水管網32.67余公里，其中干線22.84公里，支線9.83公里，77%投產在1983年，已呈老化狀態。設計年注水量380萬立方米，能耗高達2470萬千瓦時，占全廠總耗電的15%。存在多方面的問題：1）注水源頭離心注水泵容量大、能耗高、運行管理方式保守；2）部分轉注井未進入注水管網系統，難于實現系統注水；3）注水管網運行時間長，結垢、雜質多，管網阻損大；4）部分注水井單獨注水壓力高，導致整個注水管網壓力高，能耗損失大。

二、降低注水系統能耗的主要節能措施

1、優化運行注水泵，減級降容，降低注水泵能耗

針對多臺注水泵，額定排量不同的情況，在實際運行過程中，注水量根據生產的變化不斷的調整，結合注水量大小制定出注水泵的優化運行匹配方案，并在生產中得以實施。該方案實施后，節電效果顯著。同時在實施注水泵優化匹配的同時，及時的根據注水量及注水干壓變化要求，配合節能設施調整注水量及注水干壓。注水泵年平均單耗從5.62kw/m3降低至目前的4.67kw/m3。年實現節電量313萬千瓦時。

生產現場目前有5臺6000V高壓多級離心注水泵，排量大，由于大容量離心泵遠遠大于實際需求，因此使用閥門調控滿足生產需求。泵不能在高效區運行，造成實際運行泵效低，離心泵泵效低至60%左右，單耗高達6.9kWh/m3。通過對注水泵進行減級降容處理，以降低注水泵能耗。現場對注水站3#、5#注水泵實施減級降容，3#注水泵由1800kw降低至1600kw，單耗由5.73kw/m3降至5.38 kw/m3；5#注水泵由2000kw降至1800kw，單耗由7.11kw/m3降至5.87kw/m3。2臺注水泵減級降容后年實現節電210萬千瓦時。

2、優化注水系統管網，提升注水效力

注水管網大部分運行超過25年。由于運行周期長，大量油污和垢粘附在管壁上，使注水系統中的管網直徑縮小、管損增加、泵壓上升，管線壓力損失增加，無形中要增加注水源頭壓力來保證注水井口壓力滿足注水質量，造成能耗增高產生浪費。為降低結垢對整個注水管網系統的影響，整個注水管網干線、支線進行支點取水，明確清洗清洗入口、清洗重點。注水干線進行清掃后注水整體干壓從11.9MPa下降至10.5MPa左右，下降1.4MPa，單耗值下降0.1kWh/m3。

針對運行時間長，管網復雜、管壁變薄、承壓能力下降，且長距離的管網造成壓降損失增加，增加注水源頭壓力，進而增加無效能耗的現狀，通過對整個注水管網進行優化并行，即并行停用枝杈繁瑣型老管網，優化 系統注水方式，提高注水管網效率。累計停用12.43Km，優化改造11.6Km，整個注水系統壓力損失下降0.8MPa。

3、結合油井實際優化注水，減少無效能耗

在油田開發過程中，地下生產情況也不斷發生變化。因此，對注水系統的要求也不斷的發生變化，通過深入開展各各斷塊注水潛力分析。針對每口井的生產情況不同，注水量、注水壓力要求各不相同。正常生產情況下，必須在前端滿足最高注水壓力、注水量以滿足單井的高壓需求，而這樣使整個注水系統壓力升高，能耗增加。為解決系統高壓力、高配注量需求，我們采取區塊周期注水、單井增注、單井注水的原則解決該問題。

精心布置注水方案，實施精細研究，不同區塊錯開注水，在提高注水效果的同時降低無效注水量，又確保全廠整體注水量的平衡性。區塊周期注水采取“單月停住、雙月注水”或“調整注水層”。年度減少注水量57萬立方米，實現日產油平穩、綜合含水率從92.3%下降到目前的90.1%。

針對個別油井注水壓力較高的實際情況，如果為了個別水井而提高整個注水系統的壓力，勢必造成注水單耗上升，注水系統效率降低，能源浪費。采取單井增注的方法，在井口安裝高進高出的柱塞泵，將來水壓力提高后注入地層以滿足注入壓力而達到滿足配注量，提高受效井的產量。對20余口注水井實施單井增壓，降低系統壓力1.2MPa，減少系統損失10%以上。

注水水井由于長時間注水開發，地層受粘土膨脹、粘土運移、外來流體污染等因素的影響，導致水井層段受堵嚴重，注水壓力升高而致使注水困難，增加注水系統整體壓力，能耗升高。針對井層段受堵嚴重的井，我們利用多氫酸進行解堵，以降低井口壓力減緩注水系統壓力升高的問題。累計實施5口井，減少能耗3.5萬千瓦時。

三、效益

注水系統各種技術、措施的應用實施，有效的降低注水系統能耗。注水源頭高壓注水泵單耗已由6.87kWh/m3降低歷史最低點4.67kWh/m3；注水泵效率提升至82.6%；注水系統單耗降至5.34kWh/m3，注水系統效率提升至61.35%；年實現注水系統節電421.3萬千瓦時。

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腐朽思想，基本沒有創新追求發展的意識，這給水利工程建設管理帶來了很大的阻礙。因此，要及時的更新觀念，把市場經濟的觀念引人水利工程的管理中來，要對水價進行合理的定制，同時根據自身的特點展開多種模式的經營，擴展自身發展的空間，提高管理的經濟效益。及時更新思想觀念，勇于創新變革，不僅僅有利于水利工程管理的現代化發展，而且還可以提升自身管理的經濟效益，這對于從事水利工程管理的工作人員也是一種激勵，調動職工的積極性，促進水利工程管理的科學化。如下圖1所示為一種新型的水利水電工程運行管理圖：

圖1 水利水電運行管理圖

由該流程圖可知，通過建立評別“紅旗個人”、“紅旗班組”、“紅旗部門”等方式來激勵員工之間、部門之間的相互競爭，這是一種較為有效的激勵機制，能夠大大提高員工的工作積極性和工作效率，更有利于水利發電站實現文明運行、安全運行、低成本運行。

三、總結

我國的現代化建設一定要有水利建設的現代化作為基礎，要想實現水利建設的現代化目標那就要進行水利工程管理運作的現代化建設。我國經濟市場高速發展為水利工程建設與運行管理開辟新渠道提供了支撐，針對于那些投資大、收益好的水利工程項目，可以適時采取股份制的機制，讓水利工程運行管理與現代化市場經濟接軌，促進我國水利工程管理更加科學合理。

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