油田注水系統能耗監測分析

于景龍（吉林油田公司勘察設計院）

油田注水系統能耗監測分析

于景龍（吉林油田公司勘察設計院）

根據吉林油田部分采油廠注水系統節能監測成果，以數據表的形式對注水系統做了初步評價和分析。分析了影響注水系統效率的主要4種因素，并提出9項合理改進措施及建議，以尋求最佳節能途經，為吉林油田注水系統改造提供了有力的技術支撐。注水系統有著較大節能潛力，只要做到有的放矢，注水系統將獲得較好的節能效果。

注水系統 注水泵 注水系統效率 節能技術 吉林油田

油田注水是采油生產中最重要的工作之一，是保持油田高產穩產的主要措施，同時注水系統耗電量在油田生產中也占相當大的比例，開發油田注水系統節能技術和裝備一直是油田節能工作的重點。油田注水系統主要由注水站、注水管網、注水井組成，深入研究注水系統降耗技術，對于合理利用系統能量，降低生產運行費用有著巨大的經濟效益。

1 注水系統現狀

吉林油田公司共有 9個采油廠，轄注水站63個，注水間 811 座，泵機組 177 臺，注水井 3926口。本文對9個采油廠中的長春、前大、紅崗、新木、新民等5個采油廠注水系統進行了耗能分析；5個采油廠共轄注水站 20個，注水間 312座，運行的泵機組 34臺，注水井 1241口；運行的34臺泵機組中離心泵機組 8臺、柱塞泵機組26臺。

2 注水系統數據分析

注水系統節能監測主要考核注水泵電動機平均功率因數、泵機組平均效率、油田平均注水系統效率三項指標。三項考核指標中，注水泵電動機平均功率因數 0.91，電動機功率因數合格 21臺，合格率為 61.76% ； 泵 機 組 平 均 效 率 66.29% ， 泵 機 組 效 率合格 18 臺，合格率為 52.94%；油田平均注水系統效率 41.65%， 區 塊注水 系 統 效率合 格 12 個 ， 合格率為 70.59%。統計的 34 臺泵機組平均效率達到了66.29%，運行效率較高；8 臺離心泵機組平均運行效率只有 62.11%，運行狀況較差；26 臺柱塞泵機組 平 均 效 率 達 到 了 78.48% ， 運 行 狀 況 較 好 ， 見表1、表2、表3。

表1 注水系統節能監測考核指標對比

表2 注水泵機組平均效率對比

表3 注水系統效率對比

3 主要節能改造措施

1）從公司、采油廠、站隊節能節水管理人員，對整個注水管網分布、設備的運行情況及注水資料能夠詳細掌握，能夠了解、分析注水系統存在的問題，并積極設法解決。

2）近幾年，吉林油田公司投入資金對單耗較高的注水站進行了更新改造，積極推廣應用變頻控制技術，改造高能耗、低效率的注水泵，對系統進行精確控制，提高了注水泵效率，使注水能耗明顯下降。

3）對離心泵加裝了軟啟動裝置，降低了設備的沖擊，減少設備的故障，保證了注水系統壓力的穩定，提高了注水系統效率。

4 影響注水系統效率的主要因素

4.1注水管網

1）注水管線及閥組結垢。油田設備中注水系統由于注水井的注入水組成復雜而容易發生復雜的物理和化學變化，產生復雜多樣的水垢。這種結垢現象往往頻繁出現而且具有相當大的危害性。水垢主要包括由難溶性碳酸鹽和硫酸鹽組成的表面化合鹽類垢、腐蝕導致的水垢以及注入水中夾帶的固體顆粒和水中微生物排泄物形成黏泥等。它們主要集中在注水井附近的地層、注水井底部、井筒壁、管道彎頭和閥門等處，導致管損增加，最終形成注水機泵出口壓力上升，相應注水單耗增加，對注水系統效率產生較大影響。

2）泵管壓差較大。隨著低滲透油田的注水開發，新轉注井的注水壓力較高，注水區塊實際注水量的變化，造成原設計注水量與實際不匹配，泵管壓差大，截流現象嚴重，注水單耗增加。

3）老油田部分注水區塊供水半徑較長，壓力損失大，使注水系統效率降低。

4.2注水泵

本文統計的離心泵機組效率均較低，都未達到合格指標，注水泵機組單耗相對較高，能量損失較大。有部分柱塞泵機組電動機功率因數不達標的情況。

4.3注水井

由于單井節流比較普遍，使用閥門控制，節流損耗較大。有閥門串、漏阻現象，造成能量損耗,使注水系統效率降低。有一部分注水井為合注井，油田注水效果不明顯，造成水資源浪費。

4.4注水壓力

個別區塊水井注水壓力參差不齊，干線壓力不匹配，或供水半徑長，壓力損失大，區塊需要較高的注入壓力時，造成注不進去水。個別單位注水井井口超壓運行，存在事故隱患，影響了油田正常運行。

5 提高注水系統效率措施及建議

1）改善水質或采取預防管線結垢的技術措施，可以在一定程度上防止注水管線水垢的生成，減緩結垢速度。如采取注入污水處理技術、防垢劑技術、管道表面涂層處理技術等。

2）積極推廣應用變頻控制技術，改變注水泵流量調節的方式，即改變泵的特性，來適應管路特性，以減小泵管壓差。

3）有計劃、有步驟對破損、腐蝕嚴重的管線、閥組進行改造。局部改造注水管網，降低管網注水壓力，對個別的注水井進行增注，降低管網損失。采用分質、分壓注水。

4）對由于節流損失造成管網損失增加、系統效率降低的注水系統，應結合生產實際要求和有關注水泵運行狀況，對系統進行綜合治理，實施分壓分注，進行系統降壓，單井增壓，減少管網能耗損失。

5）對泵效相對較低的泵機組應加強設備維修保養，注意合理調整運行參數。對功率因數相對較低的泵機組，應加強對注水泵電動機的無功補償，減少不必要的能耗損失，提高功率因數。

6 結束語

注水系統效率指標的組成因素中，影響注水系統效率的主要因素是注水泵機組效率和管網效率。兩種效率之間關系密切，反映了注水泵與注水管網之 間 的 匹 配 合 理 程 度[1]。 當 匹 配 合 理 程 度 較 高 時 ，系 統 能 耗 較 低 ； 反 之 系 統 能 耗 較 高[1]。 一 般 而 言 ，為降低系統能耗，總是遵循以下兩條路線，一是通過系統運行的優化調度，二是調整注水管網系統的結 構[1]。 一 個 油 田 注 水 管 網 系 統 的 注 水 能 力 ， 不 管如何充分利用，都是有一定限度的。隨著油田增儲上產，新增注水井的數量不斷增長，注水范圍不斷擴大，現有系統愈來愈不能完全滿足油田生產的要求，調整注水管網系統的結構，改造擴建現有的注水 管 網 系 統將勢在 必 行[1]。

[1] 霍紅慶,袁國英,楊偉,等.注水系統管網改造技術研究與應用[J].油氣田地面工程,2004,23(2):18.

10.3969/j.issn.2095-1493.2013.007.001

2012-12-24）

于景龍，高級工程師，1985年畢業于吉林省石油學校（采油工程專業）， 現從事油氣集輸設計工作， E-mail： jinglongyu@ 126.com，地址：吉林省松原市寧江區沿江西路 166號，138000。