降低喇嘛甸油田注水系統能耗技術探討

王東明（大慶油田有限責任公司第六采油廠）

喇嘛甸油田注水系統分為普通水高壓、低壓、深度水和聚驅水等三個系統四套管網。2013年注水系統耗電5.88×108kWh，占全廠總耗電的44.3%。目前，全廠注水單耗偏高，尤其是聚驅水注水系統能耗超標嚴重。聚驅水注水系統20臺注水泵有9臺泵注水單耗超標，有9臺泵泵管壓差超過0.5MPa，213口注入井168km單井管線壓降大于0.5MPa。普通水系統和深度水系統也不太程度存在注水泵排量不匹配、泵出口壓力高、泵水單耗高等現象。因此開展喇嘛甸油田注水系統節能潛力分析及對策技術研究，有效降低注水系統能耗已刻不容緩。

1 現狀

截止2013年底，喇嘛甸油田共有注水站24座，注水泵84臺，平均日運行38.96臺，注水量1.036×108m3，注水耗電5.88×108kWh，注水單耗5.68kWh/m3，注水泵平均泵效為78.1%。注水系統分普通水高壓、低壓注水系統、深度水注水系統和聚驅水注水系統等三個系統四套管網，主要工藝流程為環狀配水管網多井。普通水注水系統有17座注水站、46臺注水泵，為環狀管網，泵水單耗為5.56kWh/m3；深度水注水系統有8座注水站、18臺注水泵，為整體樹狀局部環狀管網，泵水單耗為5.66kWh/m3；聚驅水注水系統有5座注水站、20臺注水泵，為支狀管網，泵水單耗為6.02kWh/m3，見表1。

表1 注水系統現狀統計

2 存在問題

目前，喇嘛甸油田注水系統注水單耗偏高。主要表現在以下方面：

1）在系統上，普通水系統存在高低壓管網壓力區分不明顯、局部管網壓力高、部分污水無效循環、區域供注不均衡等現象；深度水系統存在泵管壓差大、注水泵排量單一等現象；聚驅水系統存在注水泵排量不匹配、泵出口壓力高、泵水單耗高等現象，見表2。

2）在區域上，喇嘛甸油田現有4個采油礦，四個采油礦區域內污水量、注水站供水量與配水間注入水量不匹配。其中，第一油礦和第四油礦區塊注水量過剩，第二油礦和第三油礦區塊供水量不足。

表2 2013年各礦污水量、注水量統計

3）在能耗節點上，注水系統84臺注水泵有25臺泵注水單耗超過大慶油田5.8kWh/m3的技術管理指標；有7臺泵泵管壓差超過1.5MPa，超過0.5 MPa的規范要求[1]；有970口注水井單井管線壓降大于0.5MPa，超過公司《油田注水管理規定》單井壓降控制在0.4MPa以內要求。

3 優化措施

針對注水系統存在的能耗偏高的問題，開展相應技術措施，優化注水系統，降低系統能耗。

1）在系統上優化注水站布局，合理匹配注水泵，見表3。

表3 注水系統現狀統計表

通過對喇嘛甸油田注水系統現狀統計，發現處理水質單一的注水站有15座，有2座注水站泵水單耗已超過油田公司5.8kWh/m3技術考核指標；處理2種水質的注水站有9座，有5座注水站泵水單耗超標。在注水井開關井、注水量方案調整、鉆孔等因素改變注水量需求時，注水泵尤其是1臺注水泵不能較好的平衡供注水量，容易造成注水量減少、管網壓力升高、泵效降低、單耗上升等耗能現象。

2）在區域上優化注水管網，降低管網壓力。

在注水系統的三個子系統中，聚驅水系統為支狀管網，管網壓力受注入井油壓、開關井數、注水站注入水量等因素影響；深度水系統為整體樹狀局部環狀管網；普通水系統為環狀管網，2個注水子系統管網壓力除受上述因素影響外，還受環狀管網影響。

3）在能耗節點上優化參數，降低注水單耗。

由注水泵的特性曲線可知，當注水泵運行在高效區時，注水泵的排量上升、壓力下降，注水泵的單耗降低[2]。因此，保證注水泵高效低耗運行，需優化注水系統能耗節點參數，見圖1。

圖1 注水泵性曲線圖

3 結論及認識

1）注水系統布局合理是節能的基礎。注水站的布置、管網的結構組成、注水泵的排量和級數匹配等不同，對注水系統的整體能耗水平起到決定作用，合理的布局可以使供水半徑變小、處理水量靈活、管網壓力降低，在滿足不同供水需求時，均能保證單耗不超標、電能消耗較少。

2）注水系統能耗節點的參數優化是節能的關鍵。注水泵出口壓力、泵管壓差、管網壓降及閥門的開啟度等能耗節點參數變化，直接影響注水泵的泵水單耗及注水泵效率。

3）注水系統低耗運行管理是節能的保障。受地質開發需求、產量、鉆控、開關井、管線結垢、設備老化等因素影響，注水系統啟泵臺數、管網壓力、處理水量等數據都會發生變化，為了確保系統始終處于低耗運行狀態，需不斷加強運行管理，使啟泵臺數、系統壓力和水量均合理。

[1]成慶林,王學文.石油企業能源綜合利用技術導則[M].北京:石油工業出版社,2008:2.

[2]劉東升.油田注水生產系統節能技術[M].北京:石油工業出版社,2010:12-15.