油田注水的目的【油田注水系统节能技术改造研究】

　　摘要：注水系统是油田开发中的重要组成部分，其地面工程系统是以高压注水泵站为中心，由注水干线、支干线、配水间、单井管线、注水井口构成的一个网络状的地面工程体系，随着油田注水开发的不断深入、细化而逐步发展完善。注水系统耗电量占油田总耗电量的34%，如何更好地提高注水效率降低主水管网系统损耗，是当前面注水系统节能降耗面临的主要问题。
　　关键词：注水 节能 系统效率
　　0引言
　　注水地面工程系统是以高压注水泵站为中心，由注水干线、支干线、配水间、单井管线、注水井口构成的一个网络状的地面工程体系，随着油田注水开发的不断深入、细化而逐步发展完善。
　　注水地面工程系统实质上是一个将高压注水泵站提供的能量，由地面工程网络输送，分配到各注入井点，满足油层驱替能量需要的能量分配体系，因此不断提高注水地面工程系统的工艺、装备及管理水平是油田注水开发的客观要求。近几年，随着三次采油规模的逐渐扩大，注水动态变化加剧，注水地面工程系统与注水动态变化不相适应的矛盾日益突出，注水能耗有逐步增大的趋势，所以立足现有装备，对注水地面工程系统及注水动态变化进行调查分析，挖掘现有工程设备潜力是注水工程技术人员面临的紧迫任务。
　　1注水系统节能工作开展情况
　　1.1 节能管理措施开展情况
　　做好注水站的节能技术改造，协调好注水站的注水泵排量与实际注水量的一致性关系，降低控制节流损失，搞好注水系统生产参数的优化工作。针对部分注水站与所属油田注水井存在着启动压力差异，造成系统生产参数的极不合理和系统效率低下的问题。采取相应的主要措施有：对各注水站及所属油田进行注水系统参数优化，使其有一个最佳工作压力和排量（既要高效运行又要满足80%以上的注水井对注入压力和排量的生产要求），以提高油田注水系统效率和降低注水单耗。对注水泵进行更新改造，用高效泵淘汰低效泵，进一步提高泵效。搞好注水管网的改造和日常维护，提高管网效率。合理配置注水泵型，优化供需结构。加大技术投入，提高注水泵监控水平，确保高效运行。
　　1.2节能新技术推广应用情况
　　近几年来油田在注水系统围绕如何降低注水单耗，实现注水系统的经济合理运行这一课题，进一步加大节能新技术的推广应用，并收到良好的现场应用效果。
　　1.2.1柱塞泵注水站变频调速控制技术的应用。变频调速控制技术可实现恒转矩启动电流低既有利于设备的保护和运行，减少设备的故障次数，延长机泵机组的使用寿命，又有利于减少大功率设备启停对电网的干扰；通过对电机进行变频调速控制，使电机始终工作在合适的工作点上，自动调节注水泵的排量，避免了打回流，减少了系统能量浪费；进一步提高了柱塞泵注水站的自动化监控管理水平，既提高了注水泵的工作运行效率，又减轻了职工的生产劳动强度。
　　1.2.2离心泵注水站自动化监控技术的应用。该技术实现了注水站生产运行设备状态的实时自动检测，生产运行状况的自动调节和预警功能，有效地满足了生产状态的自动检测与工况的自动调控要求，提高了泵站的系统运行效率和经济运行质量，促进了泵站的现代化管理水平。
　　2注水系统存在的主要问题
　　经过近几年的节能系统技术改造，油田注水系统的系统效率得到大幅度地提高，节能技术改造已收到显著效果，能耗得到了明显降低，但由于受资金、技术、设备老化、环境等各种因素的影响，目前油田注水系统还存在一些薄弱环节，主要表现在以下几个方面：
　　2.1低效泵仍占有一定比例。目前油田的低效泵主要是DG系列型泵、6HDZ系列型泵和6D系列型泵。这些型泵的最大问题是泵效低，实际运行效率低。DG型泵与DF型泵相比，在同样的电压、干压条件下，其允许最大电流可相差10安培以上；而6DHZ系列型泵和6D系列型泵，其实际运行效率只能达到58%左右，属于高耗低效型设备。另外从调查数据看，由于生产管理、检修不及时、设备老化等因素，还存在部分高效泵实际运行效率达不到其额定运行效率现象。
　　2.2注水设备老化。注水机泵设备存在的主要问题仍是资金问题，由于资金不足，部分注水机泵不能按期执行规定大、中、小修的管理规定，其运行效率不可能达到指标要求，增大注水能耗；部分注水泵的配套电机和低压配电系统长期得不到更新，只能依靠频繁的检修满足注水需要；部分柱塞泵服役期长，注水泵老化严重，磨损大，漏失量大，泵效低。
　　2.3冷却水源不合格。油田注水站电机均为大型水冷式电机，主要面临的问题是由于冷却水源均采用自来水，结垢严重，电机冷却水箱内铜管因结垢缩径甚至完全堵塞的现象十分普遍，导致冷却水箱过流量减少，严重影响冷却效果，严重威胁注水电机的运行安全，需抓紧采取措施，对冷却水源进行软化处理。
　　2.4低渗透油田的注水开发，仍有不少注水站存在打回流现象，对系统节能降耗增加难度。随着低渗油田的注水开发，注塞泵高压增注注水独立区块增多。由于柱塞泵受区块能力影响，打回流现象严重，影响了系统效率和单耗及成本费用，给系统节能降耗工作增加了难度；另外由于柱塞泵站振动大，进出口压力表、水表和电表损坏严重，难以对注水泵运行状态准确检测，易造成维修不及时，增加注水泵损耗等问题。
　　2.5部分注水站系统运行调节能力低。目前仍有部分离心泵注水站未实行计算机自动化监控，注水泵运行调节管理仍采用人工方式，资料录取、参数调控、保护监护、技术分析等操作方法简单，科学化程度低，造成资料准确度差，系统运行不稳定、能耗高、故障率高。无法对系统运行参数进行优化，严重制约着注水站的管理水平和系统效率及经济指标的提高。
　　2.6站点布局和管网结构不完善，部分系统运行参数不匹配，管网效率低。站点布局不完善主要表现在：一是地理位置上的站点布局不合理，供水半径过长；二是供水负荷上的不合理，系统压力偏低，影响注水生产；三是管网布局和运行结构不合理，干线压力损失大；四是管线负荷不匹配，流速大；五是局部管网系统不完善，管损大；六是系统负荷不匹配，系统偏离合理优化的运行状态；七是注水井压力利用率低，部分注水系统由于油田地质非均质性严重，层间差异大，造成注水井吸水压力差异大；八是部分注水干线由于设计不合理，沿程损失大。