關(guān)于油田注水系統(tǒng)節(jié)能降耗途徑的探究

高鵬（中油遼河工程有限公司， 遼寧 盤錦 124010）

關(guān)于油田注水系統(tǒng)節(jié)能降耗途徑的探究

高鵬
（中油遼河工程有限公司， 遼寧 盤錦 124010）

隨著我國(guó)各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)事業(yè)的不斷開展，對(duì)于石油的供應(yīng)需求量也越來越大，油田數(shù)量和產(chǎn)量也相應(yīng)增加。油田注水作為陸地油田開發(fā)的一種重要手段，在油田生產(chǎn)中發(fā)揮了重大作用。但是油田注水系統(tǒng)的高耗能問題一直是制約油田經(jīng)濟(jì)效益上升的關(guān)鍵因素，為了保證油田生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展，必須探尋一種可行性強(qiáng)、符合實(shí)際的節(jié)能降耗途徑。文章分析了注水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和能耗原因，并有針對(duì)性的提出了幾點(diǎn)節(jié)能降耗措施。

油田注水系統(tǒng)；高耗能；節(jié)能降耗；問題與措施

1 油田注水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分析

油田注水系統(tǒng)主要由電機(jī)、注水泵、管網(wǎng)、配水間、增注泵、配水閥組、注水井等組成，各成分之間通過相互連接，構(gòu)成一個(gè)統(tǒng)一的注水整體，因此，要想在油田注水系統(tǒng)中做到節(jié)能降耗，必須從整體著手，建立起配套的節(jié)能降耗措施。傳統(tǒng)的油田注水系統(tǒng)大多采用注水站分別節(jié)能的措施，雖然也能夠起到節(jié)能降耗作用，但是從整體上看效果不是很明顯，而且需要人工操作，加上油田注水站數(shù)量繁多，相互之間的工作協(xié)調(diào)性也存在一定差異，使得節(jié)能效率低下。因此，將各注水站統(tǒng)一管理，統(tǒng)一實(shí)施節(jié)能降耗措施，在保證各機(jī)構(gòu)工作同步進(jìn)行的條件下，實(shí)現(xiàn)理想的節(jié)能降耗目的。

2 油田注水系統(tǒng)能耗高的原因分析

目前，注水系統(tǒng)消耗能量的主要原因是，注水泵造成的能量損失、驅(qū)動(dòng)注水泵電機(jī)造成的能量損失和管網(wǎng)摩阻造成的能量損失，以及配水閥組造成的能量損失，這四部分基本構(gòu)成了注水系統(tǒng)整個(gè)能量損失。隨著油田綜合含水率的上升，注水能耗還將繼續(xù)上升，其中泵站是耗電大戶。因此，優(yōu)化油田注水系統(tǒng)節(jié)能降耗，應(yīng)從降低注水泵和管網(wǎng)這兩方面的能耗入手。

3 油田注水系統(tǒng)節(jié)能降耗的具體措施

（1）合理配備電機(jī)設(shè)備，采用新型節(jié)能水泵 注水泵是整個(gè)油田注水系統(tǒng)中耗電量最大的一部分，因此，要降低油田注水系統(tǒng)的能力損耗，首先要對(duì)注水泵進(jìn)行優(yōu)化處理。第一，根據(jù)油田注水系統(tǒng)的工作實(shí)際情況，合理更換大排量水泵。大排量的離心泵具有功率大、效率高、氣密性好以及能力利用完全等優(yōu)點(diǎn)，與同種類型的小排量離心泵相比，在過流面積和離心阻力上也更具優(yōu)勢(shì)。但是大排量的離心泵價(jià)格較為昂貴，并且在小型油田的適用面較窄，因此，油田在利用此種方法進(jìn)行注水系統(tǒng)的節(jié)能降耗時(shí)，要充分結(jié)合油田工作的實(shí)際情況，科學(xué)合理的選擇型號(hào)適宜的離心泵，在保證油田各項(xiàng)工作正常進(jìn)行的條件下，盡可能的降低能耗。第二，將油田注水系統(tǒng)工作時(shí)的各項(xiàng)指標(biāo)、數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄和采集，利用專門的仿真軟件，在計(jì)算機(jī)上模擬出大功率高壓變頻器的最優(yōu)化控制，并以此為依據(jù)，結(jié)合現(xiàn)代制造技術(shù)，研制出新型的注水泵及節(jié)能元器件。除此之外，使用新型的高效率電機(jī)產(chǎn)品和高分子材料結(jié)構(gòu)，降低注水系統(tǒng)運(yùn)作過程中的機(jī)械損耗，也是降低電機(jī)能耗的一種有效方式。

（2）降低泵管、井管壓差，提高注水系統(tǒng)效率 從應(yīng)用分壓注水技術(shù)方面來說，可以根據(jù)水井內(nèi)部注水壓力大小的不同，進(jìn)行分梯度的注水分配，一方面可以保證各個(gè)水井內(nèi)部的壓力保持穩(wěn)定，不影響注水系統(tǒng)整體功能的運(yùn)作；另一方面也能實(shí)現(xiàn)水井壓力的直接管理，降低了分別管理時(shí)所產(chǎn)生的電能耗費(fèi)。從當(dāng)前的分壓注水技術(shù)應(yīng)用情況看，雙管網(wǎng)注水系統(tǒng)是應(yīng)用范圍較廣，并且各項(xiàng)功能較為齊備的分壓注水方法，并且通過不斷的仿真模擬，修改試驗(yàn)數(shù)據(jù)，使得這一系統(tǒng)的功能更加趨于完善。以大慶油田為例，在實(shí)際的采油工作中，將油井中吸水能力不同的層段進(jìn)行了分類區(qū)分，按照統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，劃分為高吸水層和低吸水層，通過層次劃分，極大程度上提高了設(shè)備的利用率，同時(shí)也使得油層注水質(zhì)量得到了明顯改善。

（3）注重系統(tǒng)設(shè)備維護(hù)，減少注水設(shè)備損壞 據(jù)相關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，油田注水系統(tǒng)每年因設(shè)備老化、腐蝕等問題引起的能量損耗占總損耗的15%左右，雖然這一比例并不是很大，但是與上述幾種耗能原因相比，這15%的損耗在很大程度上可以通過設(shè)備定期維護(hù)、設(shè)備質(zhì)量檢驗(yàn)而避免，因此，加強(qiáng)油田注水系統(tǒng)設(shè)備的日常維護(hù)和定期檢修，是最直接、最簡(jiǎn)便的節(jié)能方法。首先，成立相關(guān)的設(shè)備維護(hù)部門，對(duì)油田注水系統(tǒng)進(jìn)行全面的、系統(tǒng)化的維護(hù)工作，對(duì)于腐蝕嚴(yán)重或使用年限較長(zhǎng)的管道、設(shè)備，進(jìn)行及時(shí)的更換與維修，尤其是管道閥門、管道分支以及管道表面的零部件，要重點(diǎn)監(jiān)測(cè)。其次，利用新興管材和高分析結(jié)構(gòu)材料代替原有的系統(tǒng)設(shè)備，提高電機(jī)運(yùn)載符合，減少油田注水系統(tǒng)壓力。

（4）注水系統(tǒng)仿真運(yùn)行優(yōu)化技術(shù)的運(yùn)用 注水系統(tǒng)的仿真優(yōu)化主要是依據(jù)大系統(tǒng)理論、網(wǎng)絡(luò)理論以及優(yōu)化理論，在這些基礎(chǔ)上建立起注水系統(tǒng)的仿真優(yōu)化模型，并通過中心注水站進(jìn)行集中控制，各站以微機(jī)巡控或者手動(dòng)方式進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而保證注水系統(tǒng)整體的高效運(yùn)行。在該環(huán)節(jié)中，各個(gè)環(huán)節(jié)均通過一次表進(jìn)行參數(shù)信號(hào)的采集，在微機(jī)處理后進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，傳遞至中央控制室進(jìn)行系統(tǒng)軟件的優(yōu)化分析。

4 結(jié)語

油田注水系統(tǒng)的高耗能問題，一直是制約我國(guó)油田開采效率的重要影響因素，隨著高新技術(shù)設(shè)備和先進(jìn)生產(chǎn)管理理念的推廣，為油田注水系統(tǒng)的節(jié)能降耗提供了新的方向。廣大油田工作人員要根據(jù)油田實(shí)際情況，結(jié)合市場(chǎng)發(fā)展動(dòng)向，制定出最佳的節(jié)能降耗方案，提供油田的生產(chǎn)開采效率。

［1］詹建東，陳學(xué)艷，劉鴻強(qiáng)等.提高中原油田注水系統(tǒng)效率的措施探討［J］.江漢石油學(xué)院學(xué)報(bào)，2012，（2）：85-86.

［2］賈光政，常玉連.油田大型注水系統(tǒng)調(diào)速節(jié)能技術(shù)［J］.大慶石油學(xué)院學(xué)報(bào)，2014，（1）：58-62.

高鵬（1989-），男，遼寧錦州人，助理工程師，本科，主要從事油氣田地面工程設(shè)計(jì)與研究。