羊三木油田注水系統(tǒng)提效節(jié)能技術(shù)對(duì)策研究

馬忠梅 李建馨（大港油田公司第六采油廠）

1 現(xiàn)狀

羊三木油田所轄注水井64口，建有羊注水站1座，注水系統(tǒng)設(shè)計(jì)壓力等級(jí)16 MPa，運(yùn)行壓力為11.5 MPa，日注水量為7616 m3，注水單耗為3.97 kWh/m3，注水系統(tǒng)效率為43.62%。

羊注水站建有高壓柱塞泵8臺(tái)，注水干線4條。其中1#～4#柱塞泵供給2#、5#注水干線，3運(yùn)1備；5#～8#柱塞泵供給1#、4#注水干線，3運(yùn)1備。

如圖1所示，羊2#、5#注水干線給羊一區(qū)塊供水，單井平均油壓6.7 MPa，日注水量為4117 m3；羊1#、4#注水干線給羊三區(qū)塊供水，單井平均油壓6.1 MPa，日注水量為3499 m3，其中有664 m3/d注水待轉(zhuǎn)注聚，注水管網(wǎng)供水能力能滿足注水需求。

攜排砂井有2口，如表1所示，動(dòng)力液需水量230 m3/d，平均壓力10.5 MPa，均引用注水系統(tǒng)水源作為供給水源。

表1 攜排砂井生產(chǎn)情況表

2 存在問題

1）羊三木油田注水系統(tǒng)效率低，單井注水壓力需求差異大。羊三木油田注水井單井平均注水壓力6.7 MPa，目前有9口注水井注水壓力在9 MPa以上，高出單井平均注水壓力2～3 MPa，造成注水系統(tǒng)壓力整體偏高，能量損失大。通過現(xiàn)有注水機(jī)泵能耗在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)跟蹤，羊注水機(jī)泵運(yùn)行效率雖達(dá)到80%以上，但羊注水系統(tǒng)效率僅為43.62%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于油田公司54.46%的平均水平，注水系統(tǒng)效率低[1-2]。

2）攜排砂動(dòng)力液壓力需求高。攜排砂動(dòng)力液壓力需求高，要求壓力不低于10.5 MPa。攜排砂井動(dòng)力液由注水管網(wǎng)供水，因舉升工藝需求壓力高，導(dǎo)致注水系統(tǒng)壓力高。

3 節(jié)能改造技術(shù)對(duì)策

采油六廠羊三木油田為底水油藏，通過對(duì)近三年羊三木油田注水井井口壓力統(tǒng)計(jì)分析，羊三木油田各注水支干線注水井井口平均壓力較為穩(wěn)定，經(jīng)前期注水系統(tǒng)整體分析預(yù)測(cè)，未來十年內(nèi)采油廠注水井平均壓力將不會(huì)有大幅度變化。羊三木油田注水系統(tǒng)設(shè)計(jì)壓力等級(jí)16 MPa，目前注水壓力為11.5 MPa。根據(jù)羊三木油田所轄注水井的壓力和注水量需求，通過相關(guān)技術(shù)調(diào)研及方案綜合分析比選，最終確定并采用“系統(tǒng)降壓+局部增注”措施，優(yōu)化采用“水力自動(dòng)調(diào)壓泵+離心式增注泵”組合式配套工藝，實(shí)施注水地面工藝節(jié)能改造，提高注水系統(tǒng)效率，降低注水系統(tǒng)能耗[3-4]。

3.1 “系統(tǒng)降壓+局部增注”改造設(shè)計(jì)

圖1 羊三木油田注水管道分布示意圖

羊三木油田所轄注水井64口，單井注水壓力在2.0～10.5 MPa，對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行降壓節(jié)能改造。其中，注水壓力在2.0～8.3 MPa區(qū)間的55口單井，分別以羊2#、5#注水干線為系統(tǒng)，注水壓力由11.5 MPa下降至10 MPa，注水壓力下降1.5 MPa；以羊1#、4#注水干線為系統(tǒng)，注水壓力由11.5 MPa下降至9.5 MPa，注水壓力下降2.0 MPa，如圖2所示。

9口單井及2口攜排砂井注水壓力在9.0 MPa以上，系統(tǒng)降壓后注水壓力不能滿足需求，需要增壓注水。根據(jù)9口增注單井地面位置，設(shè)置5個(gè)增注點(diǎn)（原羊一站內(nèi)，原羊二站內(nèi)，原羊六站內(nèi)，羊3H31井區(qū)，羊3H19、9-11-1井區(qū)），對(duì)單井實(shí)施局部增注，配套增壓注水設(shè)備，并完善配套注水管網(wǎng)[5]。羊三木油田注水系統(tǒng)降壓后，增壓單井如表2所示。

3.2 增注工藝優(yōu)選

目前油田增注工藝主體采用離心式增注泵進(jìn)行增壓注水，該工藝成熟、適用，且普遍應(yīng)用；柱塞式注水泵多應(yīng)用于注水站，集中注水；水力自動(dòng)調(diào)壓泵節(jié)能效果良好，同時(shí)可自動(dòng)調(diào)壓，無需配套變頻[6]。結(jié)合油田目前在用的離心式增注泵應(yīng)用效果，考慮水力自動(dòng)調(diào)壓泵的節(jié)能效果及排量區(qū)間，且增壓幅度不高（3～5 MPa），優(yōu)化采用“離心式+水力自動(dòng)調(diào)壓泵”的組合式配套，對(duì)增注流量在150～200 m3/d的增注井配套水力自動(dòng)調(diào)壓泵2臺(tái)，對(duì)增注流量大于200 m3/d的增注井配套離心式增注泵3臺(tái)，具體應(yīng)用情況見表2。

圖2 羊三木油田新增單井增注點(diǎn)規(guī)劃示意圖

表2 增壓單井及增注點(diǎn)情況

4 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

項(xiàng)目改造實(shí)施后，羊三木油田羊2#、5#注水干線注水系統(tǒng)壓力降低1.5 MPa，日注水量4117 m3；羊1#、4#注水干線注水系統(tǒng)壓力降低2.0 MPa，日注水量2835 m3，按注水標(biāo)耗為0.37 kWh/m3·MPa計(jì)算，系統(tǒng)降壓運(yùn)行年節(jié)電160×104kWh；局部增壓新上增注泵5臺(tái)，壓力平均升高2.0 MPa，日增水量1300 m3，按增注泵單耗1.2 kWh/m3計(jì)算，年增加用電57×104kWh。綜合上述計(jì)算，羊三木油田注水系統(tǒng)節(jié)能改造工程年節(jié)電103×104kWh。

項(xiàng)目投資290.74萬元，年實(shí)現(xiàn)節(jié)電103×104kWh，按每度電0.818元計(jì)算，年節(jié)約電費(fèi)84.25萬元，投資回收期為3.45年。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊芫，余洪，汪鋒軍，等.提高注水系統(tǒng)效率的方法研究[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2013（17）：119.

[2]李榮朵，周赤峰，史鵬飛，等.油田注水系統(tǒng)效率優(yōu)化與研究[J].石油石化節(jié)能，2013（3）：4-6.

[3]齊振林.大慶油田地面工程優(yōu)化簡化工藝技術(shù)[M].北京：中國科學(xué)技術(shù)出版社，2010：191-197.

[4]付強(qiáng).大慶油田采出水處理系統(tǒng)的優(yōu)化簡化[J].油氣田地面工程，2013，32（2）：52.

[5]邱繼英.油田注水管網(wǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].油氣田地面工程，2000，19（2）：10-11.

[6]徐國民.高含水后期油田節(jié)能新技術(shù)[M].北京：石油工業(yè)出版社，2014：100-107.