杏北油田注水系統降壓運行方案與效果分析

胡志偉（大慶油田有限責任公司第四采油廠）

杏北油田注水系統降壓運行方案與效果分析

胡志偉（大慶油田有限責任公司第四采油廠）

杏北油田普通注水系統存在部分注水站泵水單耗高、注水系統壓力損失較大的問題，針對這一問題，對普通網注水井壓力進行了分析，制定了注水系統降壓運行方案。通過采取優化注水站布局、注水泵減級等多種技術措施實行降壓運行，并對比降壓前后的單耗、電量、壓力等變化來分析降壓后取得的節能效果。

油田注水系統降壓注水泵

1　注水系統管網壓力問題

1.1壓力分布與所需的壓力不匹配

通過調查采油廠二區三排、四區三排、六區三排3條注水干線的193口普通網注水井，得出井口實際注水壓力是東西過渡帶最高、油田中部壓力最低，但是油田地面注水系統的壓力分布卻與油田開發的需要不匹配，見圖1。

圖1　破裂壓力及注水壓力示意圖

從圖1可以看出，油田開發需要注水壓力高的地區，地面注水管網的壓力不是最高，而油田開發需要注水壓力低的地區，地面注水管網的壓力卻很高。如果把部分注水井干線壓力降到14.0MPa就能夠滿足該地區油田開發的需要，但是受注水站和注水管網布局的影響，地面注水管網的壓力需保持較高的壓力水平。

1.2系統總壓差較大

通過調查，全廠普通水注水泵平均泵壓16.5 MPa，注水站平均出站管壓為16.2MPa，井口平均注水壓力11.71MPa，井口節流損失3.6MPa，從注水泵到井口注水壓力共損失4.79MPa，占泵出口壓力的29%，特別是井口節流損失大，占泵出口的21.2%。系統壓力及壓力損失統計見表1。

表1　普通注水系統壓力及壓力損失情況統計

2　普通水注水系統優化調整方案

2.1優化注水站布局

通過對全廠注水井的壓力分析，全廠注水井壓力呈東西高、中部低的分布特點，根據開發預測（表2），油田普通水注水量呈逐年下降趨勢，按照目前注水設計能力，普通水負荷率和系統運行效率逐年降低。為此取消位于油田中部的杏一注、杏二注和杏三注3座注水站，調整各站注水出線及供水管道。

2.2注水泵減級

在優化注水泵啟泵臺數和布局后，對全廠7臺普通水注水泵出口壓力進行分析，普通注水系統管網總壓差在4MPa以上，平均泵水單耗為5.80kWh/m3，具有降壓潛力。決定全廠7座普通水注水站運行的6臺注水泵均由11級減至10級，使系統壓力進一步降低。

油田注水是能耗大戶，杏北油田注水系統耗電量占生產總耗電量的30%左右。由于純油區注水井和過渡帶注水井間注水壓力相差較大，注水系統為滿足部分高壓注水井注水壓力的需求而運行在較高壓力下，因此普通注水系統有較大的節能潛力。

表2　一般水注水負荷預測

3　降壓效果分析

通過優化注水站布局、注水泵減級等措施，使在用的注水泵出口水量均有所增加，注水泵憋壓狀況得到有效改善。普通注水管網的壓力分布與注入壓力需求分布相互匹配，有效降低了注水管網壓力損失，提高了系統的運行效率。為此，從以下幾方面對降壓效果進行全面分析。

3.1注水量情況

注水系統普通網降壓前后注水量沒有發生太大變化，與降壓前5.2×104m3/d注水量基本持平，達到了預期效果，具體見圖2。

圖2　注水量變化曲線

3.2用電情況

降壓前普通網注水耗電量為29.539×104kWh/d，降壓后用電量為 27.979×104kWh/d，日節電1.56×104kWh（圖3），年節電可達570×104kWh，每年可節省用電費用313.5萬元。

圖3　用電量變化曲線

3.3壓力情況

杏北油田普通水注水系統通過減級，使普通水注水壓力達到較好水平。減級前平均泵壓達到了16.8MPa，管壓16.38MPa。全廠7座一般水注水站的7臺10級注水泵全部投入運行后，平均泵壓降到了15.53MPa，管壓降到15.30MPa，泵壓下降了1.27MPa，管壓下降了1.08MPa。降壓前全廠普通水井網有注水井809口，大約20%的注水井井口閘門是全部打開的，剩余80%的水井均是依靠井口閘門控制壓力。降壓后井口閘門的全開率達到了50%，提高了30%，有效緩解了靠井口閘門控制配注壓力的現象，使超壓運行的管道大大降低，延長了管道、設備的運行年限，消除了安全隱患。泵壓、管壓變化曲線見圖4。

圖4　壓力變化曲線

3.4單耗情況

注水系統降壓后，平均注水單耗由減級前的5.80kWh/m3下降到5.50kWh/m3，下降了0.3kWh/m3。單耗變化見圖5。

圖5　單耗變化曲線

4　結論

1）普通水注水系統降壓后單耗平均下降了0.3kWh/m3，泵壓下降了1.27MPa，管壓下降了1.08MPa，降壓后減少了因注水井配水閥節流造成的壓力損失［1］。

2）通過對杏北油田普通水注水系統實施降壓運行的研究，合理控制注水系統的運行壓力，達到注水系統節能降耗的目的，對注水系統優化運行具有指導意義。

［1］楊建華.注水井降壓增注工藝的研究與應用［J］.清洗世界，2006（8）：1-4.

10.3969/j.issn.2095-1493.2015.003.016

2014-11-12）

胡志偉，工程師，2006年畢業于大慶石油學院（油氣儲運工程專業），從事規劃管理工作，E-mail：huzhiwei@petrochina. com.cn，地址：黑龍江省大慶市第四采油廠計劃規劃部，163511。