油田注水系統(tǒng)改造工程優(yōu)化設(shè)計(jì)

康 晶吉林油田勘察設(shè)計(jì)院 松原 138000

油田注水系統(tǒng)改造工程優(yōu)化設(shè)計(jì)

康 晶
吉林油田勘察設(shè)計(jì)院 松原 138000

隨著吉林油田的開(kāi)發(fā)發(fā)展，某廠最大日注水量將不斷增加，其注水系統(tǒng)能力嚴(yán)重不足，需要擴(kuò)建改造。本文通過(guò)對(duì)注水系統(tǒng)改造工程的研究，優(yōu)化了注水系統(tǒng)總體布局及工藝設(shè)計(jì)，解決了已建注水站擴(kuò)建改造困難及站外注水管網(wǎng)注水半徑大、壓力損失嚴(yán)重等難題，為油田地面工程配套技術(shù)提供了經(jīng)驗(yàn)。

注水；總體布局；工藝設(shè)計(jì)；站外管網(wǎng)

一、前言

某廠油田東區(qū)、西區(qū)、中區(qū)各自建有地面注水系統(tǒng)，三座聯(lián)合站各自建有注水站及站外注水管網(wǎng)，三座注水站之間建有聯(lián)絡(luò)干線以平衡各站之間壓力和水量。均以凈化污水作為注水水源，不足部分補(bǔ)充清水。

隨著油田的開(kāi)發(fā)發(fā)展，預(yù)測(cè)全廠最大日注水量將不斷增加，東區(qū)、西區(qū)注水能力嚴(yán)重不足，而中區(qū)注水能力較為富余。站外部分注水管網(wǎng)注水能力不足。

二、設(shè)計(jì)難點(diǎn)

結(jié)合總體規(guī)劃及某廠油田注水系統(tǒng)現(xiàn)狀，在注水系統(tǒng)改造工程中，中區(qū)注水站及站外管網(wǎng)能力富余較大，無(wú)需改造，而東區(qū)及西區(qū)改造存在諸多難點(diǎn)。

1.東區(qū)

東區(qū)聯(lián)合站注水站建有注水罐2座，建有注水泵房1座，內(nèi)安裝注水泵3臺(tái)及增壓泵3臺(tái),清水過(guò)濾間內(nèi)建有注水泵1臺(tái)。東區(qū)聯(lián)合站注水站已經(jīng)滿負(fù)荷運(yùn)行。隨著注水量的增加，東區(qū)注水站能力嚴(yán)重不足，注水罐罐容及清水能力亦將不足，需要擴(kuò)建。經(jīng)實(shí)地考察，站內(nèi)已建設(shè)施布局緊湊，空間狹窄，擴(kuò)建余地小，征地困難。工程的改造建設(shè)既要滿足擴(kuò)建規(guī)模的需求，又要滿足各建構(gòu)筑物之間的安全距離以及設(shè)備日常維護(hù)管理操作空間。這些都給注水站的擴(kuò)建帶來(lái)了困難。

東區(qū)站外注水管網(wǎng)為枝狀管網(wǎng)，建有注水干線4條。1#干線管徑φ219x11，注水半徑3.8公里，管網(wǎng)末端壓力6.5MPa；2#干線管徑φ159x8，注水半徑3.1公里，管網(wǎng)末端壓力7.0 MPa；3#干線管徑φ219x11,注水半徑4.6公里，管網(wǎng)末端壓力6.0 MPa；4#干線首段為φ273x14，后段為φ219x11并設(shè)有φ159x8復(fù)線，注水半徑8.9公里, 管網(wǎng)末端壓力5.7 MPa。東區(qū)注水管網(wǎng)注水負(fù)荷大、注水半徑大，投產(chǎn)年限長(zhǎng)，管線腐蝕嚴(yán)重，經(jīng)常漏失，管網(wǎng)壓力損失較大，末端管線注水壓力低，部分注水井欠注或注不進(jìn)，其中最為嚴(yán)重的為東4#注水干線，注水能力嚴(yán)重不足。東4#注水干線，全長(zhǎng)8.9公里。隨著開(kāi)發(fā)需求，注水管線能力明顯不足。東2#、東3#注水干線也都存在管線負(fù)荷增大，管網(wǎng)壓力損失增加，局部管線能力不足的問(wèn)題，需要擴(kuò)充其能力。另外東區(qū)部分注水管網(wǎng)穿越城區(qū)、耕地、道路，或被民房占?jí)骸＿@些都給注水管網(wǎng)的調(diào)改帶來(lái)了困難。

2.西區(qū)

西區(qū)聯(lián)合站注水站建有注水罐2座，建有注水泵房1座，內(nèi)安裝注水泵5臺(tái)。

根據(jù)開(kāi)發(fā)預(yù)測(cè)，西區(qū)聯(lián)合站注水站注水能力不足。經(jīng)實(shí)地考察，西區(qū)注水站與污水站和建，地下管線密布、錯(cuò)綜復(fù)雜，調(diào)改困難，而地上建筑設(shè)施布局緊湊、空間狹小，已經(jīng)沒(méi)有擴(kuò)建余地。

三、優(yōu)化設(shè)計(jì)

在某廠油田注水系統(tǒng)改造工程設(shè)計(jì)中，針對(duì)東區(qū)及西區(qū)改造存在的諸多難點(diǎn)，經(jīng)過(guò)研究對(duì)注水系統(tǒng)改造總體布局和工藝設(shè)計(jì)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。

1.優(yōu)化總體布局

針對(duì)東區(qū)注水能力不足，站外管網(wǎng)壓力損失大，東4#注水干線負(fù)荷過(guò)大、注水半徑過(guò)長(zhǎng)，以及西區(qū)注水能力不足這幾個(gè)主要難題，經(jīng)過(guò)研究和優(yōu)化，確定了合理的注水系統(tǒng)改造總體布局方案。即：

擴(kuò)建改造東區(qū)聯(lián)合站注水站，東4#注水干線區(qū)塊新建注水小站、西區(qū)注水能力不足依靠聯(lián)絡(luò)干線進(jìn)行補(bǔ)給，站外管網(wǎng)擴(kuò)充調(diào)整負(fù)荷過(guò)大的注水支、干線，以減小管線壓力損失。

⑴東區(qū)注水站擴(kuò)建改造：為滿足未來(lái)東區(qū)注水量增加需求，對(duì)東區(qū)注水站進(jìn)行擴(kuò)建改造，并改造高壓注水閥組，降低注水干線出站壓力損失。

⑵東4#注水干線區(qū)塊新建注水站：東4#注水干線區(qū)塊距離聯(lián)合站5公里左右，注水半徑較大。根據(jù)開(kāi)發(fā)需求，該區(qū)塊主體開(kāi)發(fā)方式為熱水驅(qū)油方式。為滿足未來(lái)該區(qū)塊熱水驅(qū)注水量增加要求，解決該區(qū)塊注水半徑過(guò)大的問(wèn)題，同時(shí)減小東4#注水干線負(fù)荷，降低東4#注水干線壓力損失，在該區(qū)塊新建注水站1座，站外新建注水管網(wǎng)。

⑶西區(qū)注水能力補(bǔ)給：受西區(qū)注水站場(chǎng)地制約，西區(qū)注水站擴(kuò)建非常困難。而中區(qū)注水站在滿足自身注水需求前提下，富余能力較大，可以通過(guò)中區(qū)至西區(qū)之間聯(lián)絡(luò)干線為西區(qū)進(jìn)行補(bǔ)給，以滿足未來(lái)西區(qū)注水量增加需求。既解決了西區(qū)注水能力不足的問(wèn)題，又避免了西區(qū)注水站擴(kuò)建，減少工程量，節(jié)省投資。

2.優(yōu)化工藝設(shè)計(jì)

⑴優(yōu)化東區(qū)注水站擴(kuò)建改造

在東區(qū)聯(lián)合站注水站內(nèi)新建注水泵房、注水泵、注水罐及水源井，提高注水能力，以適應(yīng)未來(lái)東區(qū)開(kāi)發(fā)需求。新建高壓注水閥組，改造注水泵進(jìn)出水匯管，提高東區(qū)注水能力，降低注水干線出站壓力損失。

設(shè)計(jì)中對(duì)站內(nèi)平面布局進(jìn)行了優(yōu)化：合理利用東區(qū)注水站內(nèi)有限空間，利舊已建廠房和配套設(shè)施，節(jié)省占地。將已建500m3清水罐和200m3回收水罐拆除并在北側(cè)另建，將已建高壓閥組間及儀表值班室拆除，在該位置新建注水泵房1座，泵房?jī)?nèi)新建注水泵2臺(tái)，并將清水過(guò)濾間內(nèi)已建1臺(tái)注水泵移至新建注水泵房?jī)?nèi)（最終開(kāi)5臺(tái)注水泵，備用1臺(tái)注水泵），新建稀油站1座，新建冷卻水泵2臺(tái)。將已建3臺(tái)增壓泵拆除，將該泵房改建成儀表值班室，并新建DN250高壓注水閥組。拆除已建稀油站冷卻水泵房，在該處新建高壓配電室1座。在已建污水泵房西側(cè)空地新建2000m3注水罐1座。站外新建水源井1口（水量50 m3/h）。

通過(guò)以上優(yōu)化設(shè)計(jì)，東區(qū)聯(lián)合站注水站擴(kuò)建后，平面布局緊湊合理，減少占地，節(jié)省投資，既滿足生產(chǎn)需求，又滿足各建構(gòu)筑物之間的安全距離以及日常維護(hù)管理空間。

⑵優(yōu)化東4#注水干線區(qū)塊新建注水站

在東4#注水干線區(qū)塊新建注熱水站1座，由于東區(qū)聯(lián)合站凈化污水溫度為28℃，為節(jié)約熱能，將東區(qū)聯(lián)合站凈化污水作為注水水源。站外新建注熱水管網(wǎng)。

東區(qū)聯(lián)合站注水站擴(kuò)建平面圖

結(jié)合該區(qū)塊注水井分布狀況、油藏開(kāi)發(fā)所需要的注入?yún)?shù)，設(shè)計(jì)從降低熱損失，優(yōu)化工藝設(shè)備出發(fā)，進(jìn)行了地面工藝技術(shù)研究，對(duì)注熱水系統(tǒng)布局、注水管網(wǎng)保溫技術(shù)、注熱水站工藝流程及加熱技術(shù)，以及其它配套技術(shù)方面進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。

該區(qū)塊熱水驅(qū)地面工藝優(yōu)化設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)化工藝流程，創(chuàng)新加熱方式，完善輔助配套技術(shù)，降低熱量損失，減小運(yùn)行費(fèi)用、節(jié)約投資，為熱水驅(qū)地面工程配套提供了經(jīng)驗(yàn)。

⑶站外管網(wǎng)優(yōu)化改造

經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地調(diào)研，東區(qū)注水管網(wǎng)存在負(fù)荷大、損失大、局部管網(wǎng)結(jié)構(gòu)不合理、管線腐蝕嚴(yán)重、經(jīng)常漏失、部分干線支干線能力不足等諸多問(wèn)題。設(shè)計(jì)對(duì)注水管網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化改造，調(diào)整布局，通過(guò)管線管徑及壓力損失計(jì)算，對(duì)問(wèn)題最突出的4處注水管網(wǎng)敷設(shè)復(fù)線擴(kuò)充能力，減輕負(fù)荷，降低其壓力損失；對(duì)腐蝕嚴(yán)重的管線進(jìn)行更換，對(duì)局部管網(wǎng)結(jié)構(gòu)不合理進(jìn)行了調(diào)整。

①東2#注水干線出站至8隊(duì)18-00注水閥池段φ159x8干線1.5Km，水量超過(guò)4700m3/d沿程水力損失1.7MPa，本次工程在該段敷設(shè)φ219x11復(fù)線1.5Km；

②東4#注水干線18#間至10#間φ159x8注水干線1.5Km，水量超過(guò)2400m3/d本次工程在該段敷設(shè)φ159x8復(fù)線1.5Km，擴(kuò)充其能力，保證東11隊(duì)14個(gè)水間正常注水；

③3#注水干線老21隊(duì)附近φ159x8支干線400m能力不足，本次工程將該段支干線向西側(cè)干線延伸并銜接，擴(kuò)充其能力；

④3#注水干線所轄10隊(duì)5#間、12#間φ127支干線水量超過(guò)1000m3/d末端注水壓力較低，本次工程在3#注水干線末端新建φ114x6支干線1.0公里至12#間，減輕10隊(duì)支干線負(fù)荷，降低其壓力損失。

通過(guò)以上優(yōu)化設(shè)計(jì)，東區(qū)注水管網(wǎng)能力提高了，管線壓力損失降低了，滿足未來(lái)生產(chǎn)需求。由于在設(shè)計(jì)中，對(duì)管線布局、管徑及壓力損失進(jìn)行了合理的計(jì)算，管網(wǎng)改造降低了工程投資。

四、結(jié)束語(yǔ)

某廠油田注水系統(tǒng)改造工程設(shè)計(jì)優(yōu)化了總體布局及工藝設(shè)計(jì)，合理利用有限空間，節(jié)省占地，管網(wǎng)調(diào)改經(jīng)濟(jì)合理，降低了工程投資。改造后，注水系統(tǒng)能力得到了有效提升，站外管網(wǎng)的能力提高了、壓力損失降低了，能夠適應(yīng)未來(lái)開(kāi)發(fā)需求，為油田建設(shè)做出了貢獻(xiàn)。

Optimal Design of Modification Work on Oilfield Flooding System

Kangjing, Jilin Oil Field Survey and Design Institute

Along with the exploitation and development of Jilin oil f eld, one factory’s maximum daily water-injection rate will increase constantly and its waterf ooding system capacity is seriously inadequate, which needs extension and transformation. In this paper, by taking research on waterf ooding system transformation project, we get that result of optimizing waterf ooding system entire allocation and process design,solving the problem of the extension and transformation of built waterf ooding stations and the problem of too big radius and serious pressure loss of off-site pipe network, which provide experience for oil f eld ground engineering matching technology.

waterf ooding；entire allocation；process design；off-site pipe network

T

A

作者簡(jiǎn)介：康晶（1977～），女，長(zhǎng)春工程學(xué)院，吉林油田勘察設(shè)計(jì)院工程師，研究方向：工藝研究