油田注水系統改造工程優化設計

康 晶吉林油田勘察設計院 松原 138000

油田注水系統改造工程優化設計

康 晶
吉林油田勘察設計院 松原 138000

隨著吉林油田的開發發展，某廠最大日注水量將不斷增加，其注水系統能力嚴重不足，需要擴建改造。本文通過對注水系統改造工程的研究，優化了注水系統總體布局及工藝設計，解決了已建注水站擴建改造困難及站外注水管網注水半徑大、壓力損失嚴重等難題，為油田地面工程配套技術提供了經驗。

注水；總體布局；工藝設計；站外管網

一、前言

某廠油田東區、西區、中區各自建有地面注水系統，三座聯合站各自建有注水站及站外注水管網，三座注水站之間建有聯絡干線以平衡各站之間壓力和水量。均以凈化污水作為注水水源，不足部分補充清水。

隨著油田的開發發展，預測全廠最大日注水量將不斷增加，東區、西區注水能力嚴重不足，而中區注水能力較為富余。站外部分注水管網注水能力不足。

二、設計難點

結合總體規劃及某廠油田注水系統現狀，在注水系統改造工程中，中區注水站及站外管網能力富余較大，無需改造，而東區及西區改造存在諸多難點。

1.東區

東區聯合站注水站建有注水罐2座，建有注水泵房1座，內安裝注水泵3臺及增壓泵3臺,清水過濾間內建有注水泵1臺。東區聯合站注水站已經滿負荷運行。隨著注水量的增加，東區注水站能力嚴重不足，注水罐罐容及清水能力亦將不足，需要擴建。經實地考察，站內已建設施布局緊湊，空間狹窄，擴建余地小，征地困難。工程的改造建設既要滿足擴建規模的需求，又要滿足各建構筑物之間的安全距離以及設備日常維護管理操作空間。這些都給注水站的擴建帶來了困難。

東區站外注水管網為枝狀管網，建有注水干線4條。1#干線管徑φ219x11，注水半徑3.8公里，管網末端壓力6.5MPa；2#干線管徑φ159x8，注水半徑3.1公里，管網末端壓力7.0 MPa；3#干線管徑φ219x11,注水半徑4.6公里，管網末端壓力6.0 MPa；4#干線首段為φ273x14，后段為φ219x11并設有φ159x8復線，注水半徑8.9公里, 管網末端壓力5.7 MPa。東區注水管網注水負荷大、注水半徑大，投產年限長，管線腐蝕嚴重，經常漏失，管網壓力損失較大，末端管線注水壓力低，部分注水井欠注或注不進，其中最為嚴重的為東4#注水干線，注水能力嚴重不足。東4#注水干線，全長8.9公里。隨著開發需求，注水管線能力明顯不足。東2#、東3#注水干線也都存在管線負荷增大，管網壓力損失增加，局部管線能力不足的問題，需要擴充其能力。另外東區部分注水管網穿越城區、耕地、道路，或被民房占壓。這些都給注水管網的調改帶來了困難。

2.西區

西區聯合站注水站建有注水罐2座，建有注水泵房1座，內安裝注水泵5臺。

根據開發預測，西區聯合站注水站注水能力不足。經實地考察，西區注水站與污水站和建，地下管線密布、錯綜復雜，調改困難，而地上建筑設施布局緊湊、空間狹小，已經沒有擴建余地。

三、優化設計

在某廠油田注水系統改造工程設計中，針對東區及西區改造存在的諸多難點，經過研究對注水系統改造總體布局和工藝設計進行了優化設計。

1.優化總體布局

針對東區注水能力不足，站外管網壓力損失大，東4#注水干線負荷過大、注水半徑過長，以及西區注水能力不足這幾個主要難題，經過研究和優化，確定了合理的注水系統改造總體布局方案。即：

擴建改造東區聯合站注水站，東4#注水干線區塊新建注水小站、西區注水能力不足依靠聯絡干線進行補給，站外管網擴充調整負荷過大的注水支、干線，以減小管線壓力損失。

⑴東區注水站擴建改造：為滿足未來東區注水量增加需求，對東區注水站進行擴建改造，并改造高壓注水閥組，降低注水干線出站壓力損失。

⑵東4#注水干線區塊新建注水站：東4#注水干線區塊距離聯合站5公里左右，注水半徑較大。根據開發需求，該區塊主體開發方式為熱水驅油方式。為滿足未來該區塊熱水驅注水量增加要求，解決該區塊注水半徑過大的問題，同時減小東4#注水干線負荷，降低東4#注水干線壓力損失，在該區塊新建注水站1座，站外新建注水管網。

⑶西區注水能力補給：受西區注水站場地制約，西區注水站擴建非常困難。而中區注水站在滿足自身注水需求前提下，富余能力較大，可以通過中區至西區之間聯絡干線為西區進行補給，以滿足未來西區注水量增加需求。既解決了西區注水能力不足的問題，又避免了西區注水站擴建，減少工程量，節省投資。

2.優化工藝設計

⑴優化東區注水站擴建改造

在東區聯合站注水站內新建注水泵房、注水泵、注水罐及水源井，提高注水能力，以適應未來東區開發需求。新建高壓注水閥組，改造注水泵進出水匯管，提高東區注水能力，降低注水干線出站壓力損失。

設計中對站內平面布局進行了優化：合理利用東區注水站內有限空間，利舊已建廠房和配套設施，節省占地。將已建500m3清水罐和200m3回收水罐拆除并在北側另建，將已建高壓閥組間及儀表值班室拆除，在該位置新建注水泵房1座，泵房內新建注水泵2臺，并將清水過濾間內已建1臺注水泵移至新建注水泵房內（最終開5臺注水泵，備用1臺注水泵），新建稀油站1座，新建冷卻水泵2臺。將已建3臺增壓泵拆除，將該泵房改建成儀表值班室，并新建DN250高壓注水閥組。拆除已建稀油站冷卻水泵房，在該處新建高壓配電室1座。在已建污水泵房西側空地新建2000m3注水罐1座。站外新建水源井1口（水量50 m3/h）。

通過以上優化設計，東區聯合站注水站擴建后，平面布局緊湊合理，減少占地，節省投資，既滿足生產需求，又滿足各建構筑物之間的安全距離以及日常維護管理空間。

⑵優化東4#注水干線區塊新建注水站

在東4#注水干線區塊新建注熱水站1座，由于東區聯合站凈化污水溫度為28℃，為節約熱能，將東區聯合站凈化污水作為注水水源。站外新建注熱水管網。

東區聯合站注水站擴建平面圖

結合該區塊注水井分布狀況、油藏開發所需要的注入參數，設計從降低熱損失，優化工藝設備出發，進行了地面工藝技術研究，對注熱水系統布局、注水管網保溫技術、注熱水站工藝流程及加熱技術，以及其它配套技術方面進行了優化設計。

該區塊熱水驅地面工藝優化設計，簡化工藝流程，創新加熱方式，完善輔助配套技術，降低熱量損失，減小運行費用、節約投資，為熱水驅地面工程配套提供了經驗。

⑶站外管網優化改造

經過現場實地調研，東區注水管網存在負荷大、損失大、局部管網結構不合理、管線腐蝕嚴重、經常漏失、部分干線支干線能力不足等諸多問題。設計對注水管網進行優化改造，調整布局，通過管線管徑及壓力損失計算，對問題最突出的4處注水管網敷設復線擴充能力，減輕負荷，降低其壓力損失；對腐蝕嚴重的管線進行更換，對局部管網結構不合理進行了調整。

①東2#注水干線出站至8隊18-00注水閥池段φ159x8干線1.5Km，水量超過4700m3/d沿程水力損失1.7MPa，本次工程在該段敷設φ219x11復線1.5Km；

②東4#注水干線18#間至10#間φ159x8注水干線1.5Km，水量超過2400m3/d本次工程在該段敷設φ159x8復線1.5Km，擴充其能力，保證東11隊14個水間正常注水；

③3#注水干線老21隊附近φ159x8支干線400m能力不足，本次工程將該段支干線向西側干線延伸并銜接，擴充其能力；

④3#注水干線所轄10隊5#間、12#間φ127支干線水量超過1000m3/d末端注水壓力較低，本次工程在3#注水干線末端新建φ114x6支干線1.0公里至12#間，減輕10隊支干線負荷，降低其壓力損失。

通過以上優化設計，東區注水管網能力提高了，管線壓力損失降低了，滿足未來生產需求。由于在設計中，對管線布局、管徑及壓力損失進行了合理的計算，管網改造降低了工程投資。

四、結束語

某廠油田注水系統改造工程設計優化了總體布局及工藝設計，合理利用有限空間，節省占地，管網調改經濟合理，降低了工程投資。改造后，注水系統能力得到了有效提升，站外管網的能力提高了、壓力損失降低了，能夠適應未來開發需求，為油田建設做出了貢獻。

Optimal Design of Modification Work on Oilfield Flooding System

Kangjing, Jilin Oil Field Survey and Design Institute

Along with the exploitation and development of Jilin oil f eld, one factory’s maximum daily water-injection rate will increase constantly and its waterf ooding system capacity is seriously inadequate, which needs extension and transformation. In this paper, by taking research on waterf ooding system transformation project, we get that result of optimizing waterf ooding system entire allocation and process design,solving the problem of the extension and transformation of built waterf ooding stations and the problem of too big radius and serious pressure loss of off-site pipe network, which provide experience for oil f eld ground engineering matching technology.

waterf ooding；entire allocation；process design；off-site pipe network

T

A

作者簡介：康晶（1977～），女，長春工程學院，吉林油田勘察設計院工程師，研究方向：工藝研究