聚合物驅(qū)注水系統(tǒng)優(yōu)化運行研究

樊成（大慶油田有限責(zé)任公司第三采油廠）

聚合物驅(qū)注水系統(tǒng)優(yōu)化運行研究

樊成（大慶油田有限責(zé)任公司第三采油廠）

油田水驅(qū)注水管網(wǎng)供注關(guān)系相對較為完善，隨著三次采油技術(shù)的不斷發(fā)展，聚驅(qū)和三元驅(qū)注入系統(tǒng)新建了多個相對獨立的注水系統(tǒng)，系統(tǒng)獨立導(dǎo)致總體呈現(xiàn)能耗偏高、調(diào)整能力小、抗干擾能力不足等問題，通過摸索上下游供注關(guān)系的參數(shù)調(diào)整范圍，立足地面已建設(shè)備，對聚驅(qū)“小系統(tǒng)”實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)、優(yōu)化注水泵匹配關(guān)系、減級等綜合措施，優(yōu)化管網(wǎng)整體運行模式，強化梯級調(diào)整措施，既保障聚驅(qū)注夠水、注好水的基本要求，又能有效控制能耗，提高系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。

聚驅(qū)；注水站；優(yōu)化運行

隨著油田開發(fā)的不斷深入，大慶長垣地區(qū)新建產(chǎn)能區(qū)塊多以聚驅(qū)為主，獨立的注水系統(tǒng)造成注水站能耗不斷上升[1-3]，油田生產(chǎn)效益下降的問題日益突出。既保證為油田開發(fā)安全、平穩(wěn)注水，又突出高效、低能耗狀態(tài)運行，是油田注水系統(tǒng)建設(shè)與調(diào)整的發(fā)展方向，也是油田高效生產(chǎn)的必然要求，通過對聚驅(qū)注水系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)查研究，通過系統(tǒng)調(diào)整對其進(jìn)行優(yōu)化[4]。

1 優(yōu)化分析

注水管網(wǎng)相對獨立、注水泵階梯調(diào)整能力不足是聚驅(qū)注水系統(tǒng)高能耗的主要問題和矛盾，優(yōu)化注水管網(wǎng)、注水泵重新梯級匹配、注水泵減級等措施能夠有效匹配上下游供注關(guān)系，解決這一主要矛盾。

1.1 方案穩(wěn)定的近距離區(qū)塊

A注水站建有D400注水泵3臺，運行1臺，為1個高含水回升后期區(qū)塊5座注入站供高壓水。B注水站建有D400、D300注水泵各1臺、D250注水泵2臺，運行D250注水泵2臺，為1個高含水回升后期區(qū)塊7座注入站供高壓水。通過數(shù)據(jù)分析，2座注水站泵水量均高于所轄生產(chǎn)井的配注和實注，如果只運行聚A注水站的1臺D400注水泵和B注水站的1臺D250注水泵，理論額定排量高于2個區(qū)塊的總配注，通過建設(shè)單一聯(lián)絡(luò)線，平衡壓力水量關(guān)系，可使2座注水站實現(xiàn)平衡和補充，減少1臺D250注水泵運行。

1.2 方案調(diào)整頻繁的近距離區(qū)塊

C、D、E、F注水站共下轄2個聚驅(qū)見效區(qū)塊的9座注入站，其中C、D注水站均配備D300注水泵2臺、D155注水泵1臺，各負(fù)責(zé)2座注入站供水，E注水站配備D300注水泵2臺、D155注水泵1臺，負(fù)責(zé)3座注入站供水，F(xiàn)注水站配備D300注水泵1臺，150高壓柱塞泵1臺，負(fù)責(zé)2座注入站供水。由于D155及150高壓柱塞泵均低于所轄注入站配注要求，而D300注水泵略高于配注要求，造成壓力超高，需要通過連通泄壓的方式實現(xiàn)運行。如對4座站各選擇1臺D300注水泵進(jìn)行減級，適當(dāng)降低壓力和泵水量，再對相近區(qū)塊進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)運行，可實現(xiàn)其優(yōu)化運行。

1.3 方案調(diào)整頻繁的獨立區(qū)塊

聚G注水站下轄2個聚驅(qū)見效區(qū)塊6座注入站，地理位置相對獨立，由于聚G注水站建有D250注水泵2臺、D200注水泵1臺和D120注水泵1臺，運行2臺D250注水泵，下游配注量低于D300注水泵額定排量，可采用梯級配備優(yōu)化該站泵匹配方案，調(diào)整1臺D300注水泵，減少1臺運行注水泵。

2 實施情況及運行效果

A、B注水站實施聯(lián)網(wǎng)運行，通過建設(shè)A、B注水站之間的φ219×16高壓聯(lián)絡(luò)線2.1km來平衡注入壓力。聯(lián)網(wǎng)后，2座站總?cè)毡盟肯陆?956 m3，單耗下降0.61 kWh/m3（表1）。

表1 聯(lián)網(wǎng)優(yōu)化運行前后生產(chǎn)數(shù)據(jù)

考慮到含水低值期調(diào)整不確定性，F(xiàn)、E注水站僅對2臺D300泵進(jìn)行了減級，其中F下游配注量較小，實施減2級運行。優(yōu)化后，泵壓、水量與下游匹配較好，日節(jié)電分別達(dá)到1.1×104kWh、1.37×104kWh，日節(jié)水分別為2951、3217m3（表2）。

表2 減級優(yōu)化運行前后生產(chǎn)數(shù)據(jù)

C、D注水站所轄區(qū)塊為高含水回升前期，水質(zhì)、水量調(diào)節(jié)均較為頻繁。為滿足地質(zhì)開發(fā)要求，通過雙向聯(lián)網(wǎng)保障水質(zhì)調(diào)整需求，通過減級優(yōu)化泵上下游壓力、水量匹配關(guān)系，最終確定采取減級+雙向聯(lián)網(wǎng)的方式進(jìn)行優(yōu)化，通過核算下游注入站配注量，對C、D注水站2臺D300注水泵進(jìn)行減級，由2臺D300注水泵調(diào)整為D300減級及D155泵運行，具體實施圖見圖1，運行情況見表3。

圖1 C、D注水站聯(lián)網(wǎng)示意圖

優(yōu)化后，上下游泵壓，水量匹配較好，日節(jié)電1.08×104kWh，日節(jié)約清水2528 m3，單站匯管穿孔等生產(chǎn)異常狀況不需要區(qū)塊停注，抗干擾能力增強，注入時率提高0.17個百分點。

G注水站利舊某注水站D300注水泵替代該站的D200注水機組，將原D250雙泵運行模式優(yōu)化為D300單泵運行模式，實現(xiàn)減少1臺注水泵運行，優(yōu)化后單耗下降0.43 kWh/m3（表4）。

表3 減級+聯(lián)網(wǎng)優(yōu)化運行前后生產(chǎn)數(shù)據(jù)

表4 泵匹配優(yōu)化運行前后生產(chǎn)數(shù)據(jù)

3 結(jié)論

1）聚驅(qū)注水系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)整需要根據(jù)上下游及相鄰系統(tǒng)供需關(guān)系，采取靈活的聯(lián)網(wǎng)、注水泵減級及泵梯級配備措施進(jìn)行調(diào)整，考慮到沿線壓降，聯(lián)網(wǎng)僅適用于距離在3 km以內(nèi)的2座注水站。

2）對于距離近、同水質(zhì)、水量調(diào)整小高含水回升后期的聚驅(qū)區(qū)塊，可采用聯(lián)網(wǎng)方式增加互聯(lián)性。

3）對于下轄站較少且水質(zhì)及水量調(diào)整相對較小的聚驅(qū)見效區(qū)塊，可采用聯(lián)網(wǎng)+減級的綜合調(diào)整模式，匹配泵運行組合關(guān)系，降低能耗，提高運行穩(wěn)定性。

4）對于相對獨立且處于見效期的聚驅(qū)區(qū)塊，可采用優(yōu)化注水泵匹配關(guān)系，實現(xiàn)多階梯供水要求，既可滿足聚驅(qū)調(diào)整需要，又能實現(xiàn)靈活調(diào)整。

[1]趙一鳴.油田地面工程節(jié)能技術(shù)措施探討[J].化工管理，2016（20）：119.

[2]劉雨薇，楊凱.注水系統(tǒng)能耗計算分析[J].遼寧化工，2016（7）：900-902.

[3]梁晶，馬建國，呂亳龍.油田注水系統(tǒng)能耗指標(biāo)及其影響因素分析[J].石油石化節(jié)能，2016（3）：37-39.

[4]沙巖.淺析影響采油區(qū)注水系統(tǒng)效率的因素[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2016（2）：28-29.

10.3969/j.issn.2095-1493.2017.01.001

2016-10-11

（編輯 沙力妮）

樊成，工程師，2005年畢業(yè)于大慶石油學(xué)院（石油工程專業(yè)），從事注水、污水站管理工作，E-mail：fc820716@163.com，地址：黑龍江省大慶油田有限責(zé)作公司第三采油廠油田管理部，163113。