油田注水綜合降耗措施及效果分析

李軍立

摘? 要：注水系統是油田開發的重要組成部分，隨著油田開發的深入，注水量在大幅度增長，同時注水能耗也隨之增加，導致采油成本不斷上升，在新形勢下對降低采油成本、控制成本提出更高的要求。因此，怎樣優化注水系統，完成節能降耗就變得非常重要。

關鍵詞：油田注水;節能降耗;措施

前言：

注水就是使用注水設備、注水管網和注水井將水注入油層中，補充以及保持油層壓力的一種措施。油田投入開發后，伴隨著開采時間的延長，油層的能量在不斷消耗，導致油層壓力不斷下降，使地下原油大量脫氣，液量下降，油井產量不斷減少，嚴重的時候導致油井停產，最終導致油田最終采收率大幅度下降。為了彌補原油在開采之后造成的地下虧空，需要保持或者提升油層壓力，使得油田穩產長效，取得較高的采收率，所以需要對油田進行注水開發。

一、油田注水結構

大港油田的注水地面系統主要是由污水處理站、供水泵站、注水泵站、注水管網、注水井口、注水井等組成。長期以往，油田注水系統的運行管理還是比較依賴工作人員摸索的經驗完成判斷，其主觀因素較大。即使近些年油田使用一些自動化的注水設備，但是整體上自動化程度還不夠成熟，準確程度不高[1]，同時由于工藝適應性匹配稍差導致當前油田注水系統運行效率偏低，而且管網摩阻損失較大，各種控制閥件損耗較高，所以有很大的節能降耗空間。注水系統是一個整體性較強的系統，但是系統節能降耗，需要用整體能耗最低建立目標數值，經過系統配套優化措施達到系統總能耗最低的目標。例如：整體優化以及各注水站的優化成為全局以及局部的關系。各個注水站的優化應該在系統優化的統一目標中完成。這樣不但可以使本站獲得較好的效果，還能確保整個系統實現能耗最低。

二、影響注水系統能耗的因素

首先是管理方面，因為現場生產操作人員的理論以及實踐水平受限，現場調控和自控設備維護還不熟練，致使注水設備在運轉期間的磨損較大，不同程度的對設備的使用壽命有一定的影響。維護保養上因為工藝技術條件受到限制，業務技術不扎實，修保質量不過關，不能有效保證設備處于優良的運轉狀態，更不能發揮注水泵的效率。在管理上也認識不到位，在管理中手段不齊全，很多問題還是依靠經驗判斷，在管理方面缺少精度。其次是投產設計方面，因為現場工程資料的不精準，導致管路阻力不精準，選擇較大的安全余量，在選擇設備的時候擔心計算壓力流量不能滿足于工藝的要求，導致選用設備的額定流量超過實際需要的流量，在多臺泵聯合工作的時候，不能完全實現高效工況區運行。使用拖動設備功率較大，甚至存在著不能滿負荷運行情況，使電機功率以及功率因數過低，無功損耗大。最后是設備維護保養方面，因為沒有足夠的資金以及設備評估不完善，缺少預防性修理以及日常性強制保養措施造成機泵連接件損耗大，同時由于計量儀表不準確造成監控計量誤差大;冷卻系統流程以及換熱設備結垢嚴重，降溫效果不明顯，注水機泵超溫運行，造成機組達不到高效況區安全運行的條件。

三、降低能耗措施

想要降低注水能耗，要先降低泵壓，提升注水泵的運行效率要合理匹配各項工藝參數，在實際工作中，在保證開發需求的前提下應該將注水節能降耗放在首要位置，提升注水效率。一方面是匹配合理的泵型例如：使用105m3/h的五柱塞泵，電機經過皮帶帶動泵的主軸高速旋轉，使柱塞在缸內往復運動，因為液體在外力作用下，連續有不斷擠干吸入閥進入缸內，在柱塞的往復作用下，致使缸內液體受擠壓，壓力升高，液體推開排出閥輸出管線。吸入管直徑114*4mm、排出管徑88.9*12mm、吸入最小壓力0.03MPa、電動機185KW? 380V。另一方面是油田注水系統降壓損，主要目的是降低甚至消除泵管壓差以及井管壓差產生的能耗。在降低泵管壓差方面，可以使用分壓注水技術（也叫高低壓分離技術），需要按照不同水井的注水壓力進行科學分配，確保每條注水系統注水壓差最合理，保證電能損耗最少[3]，其實就是調整分壓點降低計配間的節流損耗。也可以采用注水管道射流除垢技術來降低泵管壓差，達到提升注水系統效率的目標，大港油田采油三廠作業一區2020-2021年度，共實施注水管道射流除垢工作9.54Km，除垢前泵管壓差平均4.1MPa/條，實施后泵管壓差平均1.8MPa/條，共增加注水能力850方/天，取得了非常好的節能降耗效果。在降低井管壓差方面，要十分注重水井基礎管理工作，要按照相關要求及時錄取油壓、套壓、日注水量、吸水剖面、驗封記錄等基礎資料，結合注采井組曲線、構造圖、歷史作業記錄等相關資料綜合分析井管壓差變化原因，需要將井筒和注水管柱結垢、套管損壞、出砂等情況考慮進去，經過匯總、分析數據資料確定合理的井管壓差，降低注水能耗做到防患于未然。

因為油田注水系統基本都是采用的油田采出污水回注技術，尤其是大港油田南部油區采出污水對機泵管網的腐蝕結垢比較嚴重造成注水系統管網效率比較低，導致管網摩阻損失以及各種控制閥件耗能高，所以想要降低管網磨損，就要提升注水水質，減少水質對管網的破壞。與此同時，應該合理選擇注水管管徑以及采用提升管道內壁光滑度的方法減少阻力并使用防腐工藝進行內防腐處理[4]。可以基于原有管網的基礎上，不斷對注水系統進行優化，使用方針理論以及方法進行排量以及運行參數的優化，達到注水系統的最優化運行，可以使用注水系統效率測試儀測出注水站系統中各個運行電機的輸入功率，得到運行電機的輸入功率給管理者提供數據。使用系統方針確定系統中每個節點的壓力、管線的流量等等參數，不但可以降低現有設備運行的能耗，還能降低工作人員的工作量，實時監測注水系統中設備的運行情況和耗能，或者建立注水系統運行設備以及運行參數數據庫、能耗監測系統，完成系統的數字化管理。評估影響注水系統效率的每個環節能量損失，對于耗能超標的薄弱環節進行參數優化調整，保證系統穩定高效運行，達到節能目標。節能降耗的手段還包含著減少注水設備損壞，在減少管網流量以及壓力損失方面，因為閥件以及接頭等零件在液體中腐蝕，密封受到損害、零件老化引發的泄漏會構成管網流量損失，需要經過選擇高質量閥件，更換易損封件提升操作水平或者開發高效節能零件減少壓力損失，在節能降耗的同時達到防治注水設備和注水管道漏失的目的，也可以大幅度降低安全環保風險。

結語：

總而言之，油田注水是油田開發二次采油的基本方式，也是保持油田高產穩產的重要措施，注水節能降耗是企業精細管理的重要組成部分，所以降低注水能耗是油田企業節能的重要目標。油田企業需要對整體注水地面系統實施統一精細管理，在技術以及管理方面采取行之有效的節能降耗相關措施，提升油田企業生產效益。

參考文獻：

[1]王琦. 油田注水綜合降耗措施及效果分析[J]. 石油石化節能，2021，11（08）：7-9+2.

[2]關玉祥. 順層抽采鉆孔注水工藝與綜合效果分析[J]. 江西煤炭科技，2021，（03）：162-163+167.

[3]丁民江，郭曉東，郭雙樂. 基于信息融合的油田注水綜合管控系統集成技術[J]. 自動化與儀器儀表，2020，（08）：124-127.

[4]楊朝霞，郭敬中，程紅林. 應用滲透棒提高煤層注水綜合效果的試驗研究[J]. 華北科技學院學報，2020，17（03）：33-38.