北東塊三元復合驅注入站節能降耗潛力研究

王梓任　（大慶油田有限責任公司第六采油廠）

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北東塊三元復合驅注入站節能降耗潛力研究

王梓任（大慶油田有限責任公司第六采油廠）

隨著喇嘛甸油田主力油層聚驅技術的全面推廣，三次采油的對象集中到二類油層。三元復合驅自開展試驗以來，結合生產實際堅持“生產與節約并舉，節能與降耗共抓”的方針，從電力和地面工藝兩方面入手，通過給注入泵加裝變頻器、調整電伴熱及攪拌器啟動周期、改裝橇裝閥組工藝、封存不使用儀表、改進取樣閥和清洗井口過濾器6種手段，經過1年的現場實踐，大大降低了全站耗電，節約了設備、儀表的檢定、更換費用，取得了明顯的節能效果。

電能；地面工藝；節能降耗

1　電能節能

三元注入站承擔著現場試驗45口試驗井三元體系的注入工作，該站2007年12月新建后投產，有聚合物儲罐1座，堿液儲罐2座，表活劑儲罐2座，表活劑稀釋罐2座，500 m3水罐2座，500 m3緩沖罐1座，49臺注入泵，4臺三柱塞注水泵，目前在用各種耗電設備100余臺，擔負著三元配制調試、計量注入等三元復合驅油試驗任務，自開展試驗以來，三元注入站耗電量350×104kWh左右，日耗電近1×104kWh。

1.1耗電狀況分析

1.1.1注入系統

三元注入站的注入系統主要包括進入污水的曝氧處理、三柱塞注水泵升壓、表活劑溶液的稀釋及三元液橇裝注入裝置部分，整體注入系統共包括57臺泵，其中49套三元注入裝置（其中有4套備用裝置），4臺三柱塞注水泵，2臺曝氧泵，2臺表活劑稀釋泵。若該站57套臺泵每年運行時率按95%計算，年耗電量為311.15×104kWh。

1.1.2站內采暖系統

三元注入站采暖系統共有2座鍋爐，配套的用電設備有升水泵1臺，軟水補水泵2臺（運1備1），循環水泵2臺（運1備1）。其中循環水泵在每年采暖期（每年10月至次年5月）連續運轉，升壓補水泵每天啟4～5次，每次時間控制在10 min左右。按采暖期6個月計算，三元注入站采暖系統需消耗電量3.2×104kWh。

1.1.3各類儲罐的保溫系統及攪拌系統

三元注入站現有各類儲罐7座，除3座污水緩沖罐無需電熱保溫外，2座表活劑儲罐、2座堿液儲罐、1座聚合物母液儲罐均采取了電熱帶伴熱保溫。同時為了確保表活劑具有較好的流動性，便于現場輸送注入，在其儲罐上均安裝了攪拌裝置，且攪拌裝置常年連續啟用，攪拌器功率為15 kW，因此1年消耗相當一部分電量。根據實際運行狀況計算，各類儲罐的保溫系統及攪拌系統耗電量在47.17×104kWh。

1.1.4其他耗電情況

三元注入站其他方面耗電包括表活劑及堿液卸車裝置、排污系統、照明系統及相關相電用設備，耗電量在3.7×104kWh。綜上述分析，三元注入站在正常運轉情況下，注入時率在95%以上，全站年耗電量可達365.22×104kWh。綜合分析三元注入站耗電量主要集中在注入系統及各儲罐保溫系統和表活劑原液罐攪拌裝置上，這2部分耗電量占全站電量的98.1%。

1.2節電措施及效果

1.2.1電動機實現變頻器控制

三元注入站目前共有185 kW注水電動機4臺（運2備2），對4臺注水泵電動機全部加裝了變頻器，使電動機運行頻率始終保持在36～40 Hz范圍內，降低了運行電流，全年共節電24.3×104kWh。

1.2.2及時調整儲罐伴熱系統

三元注入站共有冬季伴熱儲罐5座，總功率85 kWh。通過研究強堿溶液、聚合物溶液在冬季生產過程中的凍結規律，根據氣溫變化情況及時調整是否伴熱，達到減少電量消耗的目的。通過現場摸索發現，進入春季，氣溫逐漸升高，根據氣溫的變化，采取了“二、四、六、八”的調整方法。第1階段：當白天室外環境溫度在-20～-25℃，每天11:00—14:00期間將儲罐伴熱停運2 h，晚上由于氣溫較低，伴熱系統繼續啟用；第2階段：當白天室外溫度在-15～-20℃，每天10:00—14:00期間將儲罐伴熱停運4 h，其他時間伴熱繼續啟用；第3階段：當白天室外溫度在-10～-15℃，每天9：00～15:00點期間將儲罐伴熱停運6 h；第4個階段：當白天室外溫度在-5～-10℃，每天8:00—16:00期間將儲罐伴熱停運8 h。三元注入站儲罐伴熱系統采取這種結合溫度變化，階段性啟停電伴熱的方法，年節電量3.78×104kWh。

1.2.3調整表活劑攪拌器的啟運周期

三元注入站目前共有表活劑原液儲罐2座，安裝配套15 kW電動機2臺，由于表活劑溶液黏度大，凝固點低，一旦凝固堵塞管線，會給生產帶來較大的影響。目前三元注入站表活劑攪拌器為常年運行，年耗電5.91×104kWh。通過與表活劑廠家合作，確定表活劑原液的凝固規律（圖1），表活劑黏度在200 mPa·s時具有較好的流動性，針對這一特點，在室內進行了表活劑溫度與黏度的關系研究，經過實驗表明當溫度超過20℃，流體黏度可以保持200 mPa.s以上，從而不影響表活劑的正常流動［1］。采取間歇運行等手段，通過調節攪拌器的啟停周期，最大限度地減少攪拌器的運行時間。

圖1　表活劑黏度隨溫度變化曲線

結合現場與室外溫度變化，有以下具體調整方法：當室外溫度上升到20℃左右時，采取白天停晚上啟方法（早6點啟，晚6點停）；當室外溫度達到25℃以上，采取停2運1的方法（停2 d運1 d），主要是避免表活劑攪拌器停運時間長，產生凝固造成堵塞管線情況的發生；當氣溫下降后，當溫度下降至20℃左右時，仍采取白天停晚上啟方法；進入冬季后連續運轉。采取此項措施后，即能確保表活劑溶液的正常注入，又能有效地節約耗電。

2　地面工藝節能

三元注入站地面工藝系統較復雜，設備及儀表設備較多，投資及維護費用也較大。因此從地面工藝系統方面著手，提出一些切實可行的措施，可達到降本增效的目的。

2.1橇裝閥組泵進口軟管

三元注入站有49套橇裝裝置注入確保45口井注入工作，該裝置聚合物母液及堿液泵的進口管線均為軟管連接直接進液方式，裝置在正常運行時母液泵和堿泵同時工作時，震動較大，軟管隨著震動來回擺動，經常會出現軟管刺或漏的現象，嚴重時會造成軟管脫落，導致跑液現象，造成一定的經濟損失，也給生產管理帶來較大影響，同時也影響了注入井注入效率。

分析表明，泵進口軟管脫落的主要原因是軟管與泵進口短接用卡子固定，由于泵的震動，卡子松動所致。為解決這難題，改變軟管與泵進口短接的連接方式，由原來的卡子固定式連接改革為法蘭式連接方式。經過現場多次反復試驗，新型軟管壽命已超過12個月，未出現滲漏、脫落及跑液現象，保證了三元液的連續注入。

站內所有橇裝軟管全部更換后再未出現過由于軟管漏或脫落給生產帶來的影響，可以滿足現場生產要求，同時還具有較高的經濟效益，若1個法蘭式軟管按900元計算。1口井半年少更換軟管15個，單井節約軟管費用0.76萬元，49個橇裝采用此軟管，1年可節省軟管費用37.24萬元，少浪費聚合物5萬元［2］。

2.2現場儀表方面的節能挖潛

三元注入站由于注入工藝復雜，因此現場安裝與應用的儀表較多，全站共有各類儀表1214塊，占全隊儀表的74.8%，每年儀表維護工作量大，檢定費用高，具有一定的節能挖潛空間。自投產以來，由于現場注入方面的要求，表活劑低壓稀釋流程及橇裝表活劑泵一直停用，因此將這些儀表及時采取了封存措施，共封存儀表149塊，節約年檢定費用1.35萬元。

2.3注入井單井取樣閥

三元單井取樣周期為1個月2次，取樣時，井口取樣閥與取樣器相連，取樣閥內有2個橡膠圈，由于該站單井注的是含堿濃度1.2%三元液，具有較強的腐蝕性，因此經常出現由于橡膠圈腐蝕，取樣器出現滲漏現象，給取樣及注入井的日常管理工作帶來很大影響。為了確保生產將整個取樣閥換掉，1口井1年需更換2次取樣閥，更換掉的取樣閥整體不再利用，45口井1年下來需更換90個取樣閥，造成很大的浪費，同時也影響了生產。本著減少浪費、節約成本的原則，對取樣閥進行拆解，僅將原來腐蝕的舊橡膠圈換掉，原取樣閥的鋼體部分可以重復利用，橡膠圈價格低，大大降低了取樣閥的成本，重新組裝，達到節約成本的目的。2014年以來，一直采用這種僅更換取樣閥內橡膠圈的方法，1年共少更換取樣閥85個，節約成本8.5萬元。

2.4注入井井口過濾器

三元注入站注入的是1.2%強堿三元注入體系，注入過程中出現井口過濾器由于堿、表活劑結晶分層沉淀或結垢而造成的堵塞現象，影響三元液的正常注入［3］。

為解決這一問題就需要更換井口過濾器，若更換新的井口過濾器成本較高，而且更換周期較長，為了不影響生產，達到節約成本的目的，采取了“清洗再利用”的方法。現場在分析垢質的同時，及時與相關技術人員聯系，配制了適合清洗過濾器垢質的酸液，然后將拆卸下來的過濾器進行酸洗處理，現場清洗效果較好。

3　結語

2014年三元注入站開展節能降耗措施以來，從電能及地面工藝兩方面下功夫，經過努力1年共節電31.11×104kWh，節約儀表檢定費2.3萬元，共清洗安裝了井口過濾器78個，更換后節約成本0.62萬元，其它費用39.16萬元，取得明顯的效果。

［1］劉晨，王業飛，于海洋，等.低滲透油藏表面活性劑驅油體系的室內研究［J］.石油與天然氣化工，2011（5）：486-489.

［2］吳長利，唐紅翠，趙連河，等.油田地面工程存在的主要問題及對策［J］.石油規劃設計，2003（4）：17-19.

［3］劉東升，張宏奇，楊劍天，等.大慶杏北油田地面工程系統優化簡化工藝［J］.石油規劃設計，2007（3）：23-25.

10.3969/j.issn.2095-1493.2016.09.013

2015-12-28

（編輯杜麗華）

王梓任，2010年畢業于東北石油大學（石油工程專業），從事油氣田三次采油現場管理工作， E-mail：wangziren@petrochina.com.cn，地址：黑龍江省大慶市讓胡路區第六采油廠試驗大隊，163114。