论文部分内容阅读
摘 要：辽河沈阳油田已经进入高含水后期，随着采出液含水率的不断上升，采油过程中消耗能量的对象也逐渐发生变化。在低含水采油期，能量大部分消耗在“油”上；而在高含水采油期，能量绝大部分消耗在“水”上。据统计注水耗电已经占据联合站系统耗电的50%左右，对其实施节能降耗技术是注水系统节能的有效手段。注水单耗是衡量注水系统是否节能的重要指数指标。文中针对注水系统高耗提出实施相关技术和管理措施，有效减少注水用电量的消耗，提高注水系统效率，取得节能增效的目的，对高含水油田后期开发降低成本具有重要意义。
关键词：注水系统 效率 措施
一、概述
注水系统主要包括注水电动机、注水泵和注水管网。注水系统效率是指在油田注水地面系统范围内有效能与输入能的比值。提高注水系统效率的关键是提高注水泵和管网的效率。
沈阳油田产量已经步入衰减期，为了提高油田采收率，近年来，该油田积极实施注水保稳产措施，保证注水系统满足生产需要。随着油田开采力度的加大，原油稳产已成为注水工作的重点，由于不同时期油田开发配注量的调整及日常开井数增减、洗井、供水不均衡的影响，注水量波动加大，运行工况比较复杂。沈阳油田一共有注水站5座，拥有16台高压注水泵，注水泵的驱动电机一般在2000KW左右，由于原有设备陈旧老化，地下管线腐蚀，导致注水单耗普遍很高，最高时达到8.69 KWh/m3，注水系统效率严重不足。该油田通过采取更换注水设备、采用高压变频器、注水泵减级等节能措施，有效地降低了注水单耗，达到了提高注水系统效率的目的。
二、措施分析
1.优化运行注水设备，提高注水泵机组效率
注水系统效率的高低与机泵效率关系密切，据统计按照目前技术水平。注塞泵的机组效率都在78%左右，而一般高压离心泵的最高机组效率不超过66%。所以，选择高效注水泵是提高注水系统效率的重要保障。沈阳油田沈三注水站通过停运1台多级离心泵，启运1～2台柱塞泵，单台柱塞泵增加排量25m3/h，这样一停一起，通过柱塞泵运行的台数来调节注水量，降低注水总量，从而降低注水系统单耗，实现节电的目的。通过现场采集数据对比情况分析，注水系统平均单耗由8.69kwh/m3下降到5.78kwh/m3，沈三联注水日耗电量由46251kw.h下降到34674kw.h。这是由于停运1台离心泵并启运柱塞泵后，日注水量下降了378m3，注水电机做功降低，同时由于柱塞电机功率小、泵效高，单耗只有6.0 kwh/m3左右，对整个系统单耗的下降起到了很大作用。注水泵优化运行后，注水泵机组效率和注水系统效率指标大部分达到石油行业标准SY/T6275-2007《油田生产系统节能监测规范》中规定的指标，注水泵机组效率限定值≥72%，节能评价值≥78%，注水系统效率限定值≥49%。
2.高压变频调速技术，降低注水泵单耗
常规情况下油田高压注水采用闸板阀门控制来调节流量和压力。根据工艺要求，不允许长时间小排量运行，否则泵内温度升高造成汽蚀和机件烧毁等问题，过去被迫采用大回流方法降低温升，造成电力的大量消耗，给油田造成了大量的能源损失。现在采用高压变频器变频调速的方式来满足生产的需要，使得注水泵既可大流量，也可小流量，既可高压力，也可低压力运行。可以用压力闭环或流量闭环控制注水的压力或流量，在注入站工况改变时，变频器可以使注水泵自动调节注水压力或流量。此时，泵的出口阀门全开，使泵的压差减至为零。这样，注水站的注水泵全部采用高效节能的柱塞泵，柱塞泵采用变频调速技术后，可以自动及时第调节输出电源的频率，以改变泵的转速达到节能的目的，并以注水恒压进行自动注水，闭环控制，杜绝回流，解决注水站“大马拉小车”的现象，平均节电率33%-40%。
3.注水泵减级技术
针对注水泵机组注水能力超出实际注水量较大的机组，采取注水泵拆级改造措施。如沈阳油田沈一注水站对型号DFJ140-160×13注水泵进行减级改造处理，即把注水泵的叶轮由13级减为12级，
泵压由16.5Mpa降13.5Mpa，排量由140m3/h升155m3/h；泵管压差由改造前1Mpa降至0.3～0.5Mpa，泵效比改造前可提高5个百分点以上。
4.分压注水及酸洗，提高注水管网效率
一是实施分压注水调整改造，降低阀控损失。根据系统内不同注水压力等级实施分系统供水，选取一定注水压力范围内注水井数较多的压力等级作为主要供水压力等级，采取智能流量测控仪应用控量、控压的方式实现配注量注水。二是实施注水管网调整改造，减少管道摩擦阻力损失。针对部分管线的腐蚀严重，承压能力下降，摩阻增大，实施更换调整；对结垢严重的管线进行酸洗清垢。
5.污水深度处理工艺
污水是沈阳油田注水用水的主要来源，因此，降低污水中的杂质含量对提高油田的注水效果有重要意义。在污水处理过程中，沈阳油田实施了污水深度处理改造，利用斜板除油罐、气浮选机、过滤罐对污水进行深度处理分离，共推广使用于5座污水处理站，注水水质均达到“机杂≤5mg/l，含油≤5mg/l”新标准的要求，有效降低管网的结垢和腐蚀速度，减少管网的清洗次数，同时降低管网损失率。
三、结论
1.对于注水压力较高、有效注水量较小的注水站，采用往复泵可以提高注水泵机组效率；
2.采用变频调速技术可以提高系统效率，有效杜绝站内节流和回流损失，节能降耗效果明显；
3.根据不同压力等级实施分压供水，可以有效降低阀控损失；
4.提高注水水质，满足油田“注够水、注好水”为原则，降低管网损失率，提高注水系统效率，加大油田采收率，为油田稳产开采提供保障。
参考文献
[1] 中华人民共和国石油天然气行业标准.SY/T 6275-2007 油田生产系统节能监测规范[S].
[2]李艳慧，刘朝柱. 降低注水单耗的措施分析. 石油石化节能[J] .2011 （6），37-39.
[3]徐仲其. 注水系统效率影响因素分析与对策.江汉石油职工大学学报[J].2012（3），20-22.
作者简介：林敏（1984—），男，助理工程师，2006年毕业于西南石油大学油气储运专业，于辽河油田沈阳采油厂集输大队沈一联从事节能管理工作。
关键词：注水系统 效率 措施
一、概述
注水系统主要包括注水电动机、注水泵和注水管网。注水系统效率是指在油田注水地面系统范围内有效能与输入能的比值。提高注水系统效率的关键是提高注水泵和管网的效率。
沈阳油田产量已经步入衰减期，为了提高油田采收率，近年来，该油田积极实施注水保稳产措施，保证注水系统满足生产需要。随着油田开采力度的加大，原油稳产已成为注水工作的重点，由于不同时期油田开发配注量的调整及日常开井数增减、洗井、供水不均衡的影响，注水量波动加大，运行工况比较复杂。沈阳油田一共有注水站5座，拥有16台高压注水泵，注水泵的驱动电机一般在2000KW左右，由于原有设备陈旧老化，地下管线腐蚀，导致注水单耗普遍很高，最高时达到8.69 KWh/m3，注水系统效率严重不足。该油田通过采取更换注水设备、采用高压变频器、注水泵减级等节能措施，有效地降低了注水单耗，达到了提高注水系统效率的目的。
二、措施分析
1.优化运行注水设备，提高注水泵机组效率
注水系统效率的高低与机泵效率关系密切，据统计按照目前技术水平。注塞泵的机组效率都在78%左右，而一般高压离心泵的最高机组效率不超过66%。所以，选择高效注水泵是提高注水系统效率的重要保障。沈阳油田沈三注水站通过停运1台多级离心泵，启运1～2台柱塞泵，单台柱塞泵增加排量25m3/h，这样一停一起，通过柱塞泵运行的台数来调节注水量，降低注水总量，从而降低注水系统单耗，实现节电的目的。通过现场采集数据对比情况分析，注水系统平均单耗由8.69kwh/m3下降到5.78kwh/m3，沈三联注水日耗电量由46251kw.h下降到34674kw.h。这是由于停运1台离心泵并启运柱塞泵后，日注水量下降了378m3，注水电机做功降低，同时由于柱塞电机功率小、泵效高，单耗只有6.0 kwh/m3左右，对整个系统单耗的下降起到了很大作用。注水泵优化运行后，注水泵机组效率和注水系统效率指标大部分达到石油行业标准SY/T6275-2007《油田生产系统节能监测规范》中规定的指标，注水泵机组效率限定值≥72%，节能评价值≥78%，注水系统效率限定值≥49%。
2.高压变频调速技术，降低注水泵单耗
常规情况下油田高压注水采用闸板阀门控制来调节流量和压力。根据工艺要求，不允许长时间小排量运行，否则泵内温度升高造成汽蚀和机件烧毁等问题，过去被迫采用大回流方法降低温升，造成电力的大量消耗，给油田造成了大量的能源损失。现在采用高压变频器变频调速的方式来满足生产的需要，使得注水泵既可大流量，也可小流量，既可高压力，也可低压力运行。可以用压力闭环或流量闭环控制注水的压力或流量，在注入站工况改变时，变频器可以使注水泵自动调节注水压力或流量。此时，泵的出口阀门全开，使泵的压差减至为零。这样，注水站的注水泵全部采用高效节能的柱塞泵，柱塞泵采用变频调速技术后，可以自动及时第调节输出电源的频率，以改变泵的转速达到节能的目的，并以注水恒压进行自动注水，闭环控制，杜绝回流，解决注水站“大马拉小车”的现象，平均节电率33%-40%。
3.注水泵减级技术
针对注水泵机组注水能力超出实际注水量较大的机组，采取注水泵拆级改造措施。如沈阳油田沈一注水站对型号DFJ140-160×13注水泵进行减级改造处理，即把注水泵的叶轮由13级减为12级，
泵压由16.5Mpa降13.5Mpa，排量由140m3/h升155m3/h；泵管压差由改造前1Mpa降至0.3～0.5Mpa，泵效比改造前可提高5个百分点以上。
4.分压注水及酸洗，提高注水管网效率
一是实施分压注水调整改造，降低阀控损失。根据系统内不同注水压力等级实施分系统供水，选取一定注水压力范围内注水井数较多的压力等级作为主要供水压力等级，采取智能流量测控仪应用控量、控压的方式实现配注量注水。二是实施注水管网调整改造，减少管道摩擦阻力损失。针对部分管线的腐蚀严重，承压能力下降，摩阻增大，实施更换调整；对结垢严重的管线进行酸洗清垢。
5.污水深度处理工艺
污水是沈阳油田注水用水的主要来源，因此，降低污水中的杂质含量对提高油田的注水效果有重要意义。在污水处理过程中，沈阳油田实施了污水深度处理改造，利用斜板除油罐、气浮选机、过滤罐对污水进行深度处理分离，共推广使用于5座污水处理站，注水水质均达到“机杂≤5mg/l，含油≤5mg/l”新标准的要求，有效降低管网的结垢和腐蚀速度，减少管网的清洗次数，同时降低管网损失率。
三、结论
1.对于注水压力较高、有效注水量较小的注水站，采用往复泵可以提高注水泵机组效率；
2.采用变频调速技术可以提高系统效率，有效杜绝站内节流和回流损失，节能降耗效果明显；
3.根据不同压力等级实施分压供水，可以有效降低阀控损失；
4.提高注水水质，满足油田“注够水、注好水”为原则，降低管网损失率，提高注水系统效率，加大油田采收率，为油田稳产开采提供保障。
参考文献
[1] 中华人民共和国石油天然气行业标准.SY/T 6275-2007 油田生产系统节能监测规范[S].
[2]李艳慧，刘朝柱. 降低注水单耗的措施分析. 石油石化节能[J] .2011 （6），37-39.
[3]徐仲其. 注水系统效率影响因素分析与对策.江汉石油职工大学学报[J].2012（3），20-22.
作者简介：林敏（1984—），男，助理工程师，2006年毕业于西南石油大学油气储运专业，于辽河油田沈阳采油厂集输大队沈一联从事节能管理工作。