喇嘛甸油田聚驅水注水系統的優化

王東旭（大慶油田有限責任公司第六采油廠）

喇嘛甸油田聚驅水注水系統的優化

王東旭（大慶油田有限責任公司第六采油廠）

針對喇嘛甸油田聚驅水注水系統管網壓力高、區域供注不均衡、泵水單耗高等現狀，通過調查分析喇嘛甸油田聚驅水注水系統的注水泵泵況、壓力、水量、管網和能耗等因素，找出系統能耗高的成因，制定優化注水站布局、優化注水管網和優化參數等節能措施，達到降低系統能耗的目的，實現喇嘛甸油田聚驅水注水系統的優化運行。

喇嘛甸油田注水系統注水泵泵水單耗能耗

喇嘛甸油田注水系統分為普通水高壓污水、普通水低壓污水、深度水和聚驅水等3個系統、4套管網。普通水注水系統有17座注水站、46臺注水泵，為環狀管網，平均泵水單耗為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，平均泵水單耗為5.63kWh/m3；聚驅水注水系統有5座注水站、20臺注水泵，為支狀管網，平均泵水單耗為6.01kWh/m3。全廠有配水間74座，注入站50座，注水井3753口，其中注入井2356口。

依據2013年動態數據分析，聚驅水注水系統平均泵水單耗為6.01kWh/m3，高于大慶油田公司5.8kWh/m3的技術管理指標。其中，喇18、喇140和喇360注水站的泵水單耗嚴重超標，需進行能耗治理。

1　注水系統能耗偏高原因分析

1.1注水泵泵況分析

目前，采油六廠注水系統有D400、D300、D250、D200、D80等系列注水泵84臺，其中，D200、D80等系列注水泵各1臺，D400、D300、D250等系列注水泵分別為17臺、46臺、19臺，注水系統主要以應用D400、D300、D250等系列注水泵為主。依據注水泵額定參數，計算出注水泵理論注水單耗（表1），僅D400系列注水泵單耗在大慶油田公司標準范圍內，其余系統注水泵理論單耗值均超標。

表1　注水泵額定工況下理論單耗

由圖1可知，揚程隨著注水泵排量的增加而降低，泵出口壓力下降，注水泵運行在高效區，單耗降低。以喇3注水站2#泵為例，實際流量超過泵額定排量30%，電動機功率仍未達到額定值，因此，注水泵運行在供水排量大于額定排量的工況下，是降低注水系統壓力和單耗的有效途徑。

圖1　注水泵特性曲線

1.2壓力分析

2014年，通過對注入站2106口注入井數據調查統計發現，注入站匯管平均壓力達到15.09MPa，注入泵出口平均壓力為10.23MPa，注入站站內壓差為4.86MPa，主要原因是站內53口注入井注入壓力超過14MPa，各注入站最高占比25%，平均占比2.5%。注水系統壓力按照《油田注水工程設計規范》規定：單井支管壓力坡降宜控制在0.4MPa以內；注水干管、支干管壓力降宜在0.5MPa以內；站內泵管壓差控制在0.5MPa以內［1］。因此，注水管網各節點有一定的降壓空間。

1.3水量分析

2013年，注水系統24座注水站注水量為11227× 104m3，聚驅水系統5座注水站注水量為2171×104m3（表2）。

表2　注入系統污水量、注水量統計

通過對污水站、注水站、配水間及注入站等各站處理水量對比分析，全廠的污水站處理水量比注水站處理水量多978×104m3，注水站處理水量比配水間和注入站處理水量多486×104m3。但聚驅水實際需要污水3817×104m3，僅有1054×104m3污水通過聚驅注水站供水，其余2533×104m3水量通過普通水管網供水，造成普通水管網處理水量過多、且存在系統分割不清的問題。同時，聚驅系統處理清水1117×104m3，處理水量少，泵排量與處理水量不匹配，造成部分注水站能耗偏高。

1.4注水站能耗分析

2013年，對24座注水站注水量、用電量及泵水單耗等動態數據進行統計。統計分析發現，處理2種水質的9座注水站，有5座注水站泵水單耗超標；處理1種水質的15座注水站，僅有2座注水站單耗超標。單站處理2種水質的注水站單耗超標的原因是注水泵的排量與管網所需水量不匹配，出現瞬時流量達不到額定排量、泵出口壓力高、注水泵運行在低效區等現象。

1.5管網分析

聚驅水注水系統為獨立的放射式樹狀管網。2014年，對注水系統注水井單井管線長度及管損情況進行了調查統計。聚驅水系統單井管線總長1537.683km，單井平均長度為0.693km，1km以上的單井有395口，占統計井數的17.8%；干線總長63.794km，平均長度為0.851km，平均供水半徑為1.544km，最長供水半徑超過4.293km。供水半徑較長，增加了管網壓力損失。

2　建議

通過對注水泵泵況、注入站壓力、供注水量、注水站能耗及系統管網的綜合分析，聚驅水注水系統存在管網壓力損失大、供注水跨系統、注水泵泵水單耗高、注水站供注水量不匹配、注入站壓力損耗高等耗能現象，應進行系統綜合能耗治理。

針對聚驅水注水系統現狀及能耗偏高的問題，重新對聚驅水注水站進行布局，將混合在普通水注水管網的聚驅污水分離出來，按區塊、水質、處理水量等因素，合理配置注水站注水泵的數量、級數和排量，滿足系統不同工況需求。由于聚驅水注水系統與普通水、深度水系統相關聯，因此，要對5座聚驅水系統注水站進行供注水量重新核定和匹配，確定注水泵排量、數量及級數，優化注入站及管網壓力；同時，結合普通水、深度水注水系統，重新劃分注水站系統屬性，盡量保證每一座注水站處理1種水質，配置不少于3臺注水泵和排量不同的2種注水泵；管網采用獨立的樹狀管網，縮短供水半徑，降低壓力坡降；根據每一個區塊（礦級）的清水、污水水量需求，保證每一個區塊至少有污水、清水注水站各1座。

3　結論

1）聚驅水注水系統能耗偏高，應結合系統的機泵、管網、壓力、注水量等因素綜合分析。

2）降低聚驅水注水系統能耗，應實施注水站合理布局，優化管網，注水泵與注水量合理匹配等綜合治理措施。

3）保障聚驅水注水系統低耗運行，需依據各種生產需求，不斷加強運行管理，優化啟泵臺數，對注水泵實施動態增減級管理，使系統壓力和水量始終控制在合理范圍。

［1］黃遠其，彭剛，楊兆麟，等.油田注水工程設計規范［S］.北京：中國計劃出版社，2006.

10.3969/j.issn.2095-1493.2015.002.018

2014-09-17）

王東旭，高級工程師，1992年畢業于承德石油高等技術專科學校，從事油田地面系統節能技術管理工作，E-mail：wangdongxu@petrochina.com.cn，地址，黑龍江省大慶油田有限責任公司第六采油廠規劃設計研究所，163114。