油田开发注水节能技术研究与应用

油田开发注水节能技术研究与应用

祝宏霞1赵玉亭2刘洪俊3

1大庆油田有限责任公司第六采油厂第二油矿黑龙江大庆163000；2大庆油田有限责任公司第六采油厂试验大队黑龙江大庆163000；3大庆油田有限责任公司第八采油厂第二油矿黑龙江大庆163000

摘要：现如今，我国的油田发展十分迅速，注水系统是油田平稳生产的有利保障，目前，油田注水存在相当大的能量损耗，增加了投资成本支出，尤其是油田进入开发后期，如何有效节能的利用注水补充地层能量，提高油田采收率，已成为油田发展的一个重要课题。文中旨在通过对降低注水能耗，提高注水开发经济效益，进而降低投资方式的探讨，实现油田注水工艺的节能降耗。

关键词：节能；降耗；注水泵管网

引言

目前能源问题已经成为社会各界广泛关注的问题，人们生产生活都需要能源作为物质基础，保证人们正常生活，能源能够进一步促进社会发展。但是，世界各地能源总量都非常有限，能源的合理开发及利用是全人类共同关注及关心的热点问题。中国为人口大国，但能源资源较为紧缺，为了能够保证国民经济的增长，企业在开发新能源的同时必须将能源利用率做好相应规划，将能源进行科学合理的节约。本文以辽河油田为例进行讨论，其在生产过程中对电量及油气利用率非常大，近年来油田产量不断下降，油田含水量不断增长，能耗节约工作必须尽快落实。

1分析油田注水系统节能技术的重要性

通过分析油田注水系统节能技术，能够帮助油田开采人员更好地了解注水系统的运行特点，保证油田开采效率得到更好的提升。在油田开发过程中，注水的主要目的是利用注水井向油层注水来补充能量，保证地层压力符合相关规定，进一步提升油田储油层的供液量，保证油井液面更加稳定。油田注水系统主要由5部分组成，分别是注水泵、配水间、注水管网、注水井与阀门等。在油田开采过程中，注水泵主要分为两种，分别是离心泵与往复泵，其中，离心泵主要利用电动机带动传动装置，保证注水泵轴与叶轮稳定运行，离心泵叶轮转动过程中，液体能够实现高效旋转，将系统中的能量有效传递给液体，保证油田开采效率得到有效提升。对于油田开采人员来讲，在实际工作当中，要不断提升自身的节能意识，并运用合理的油田注水系统节能技术，减少能源的浪费。

2注水节能技术研究与应用效果

2．1优化注水泵工艺参数，提高注水泵效技术研究

（1）变频节能技术工艺油气处理站注水泵出口阀门截流严重，泵管压差达1．6MPa，注水泵运行工况偏离高效区，利用JZHICON－1A－250/6kV变频调速，得到可调频调压的高压交流电，用以驱动交流电机，转矩脉冲低，不会导致机械共振，参数易设定，同时具备故障自诊断及保护功能和备份功能。通过安装调速装置后1#注水泵实际需要功率为844kW，经变频改造后可节约功率713kW，一年可节电624万度，一年节电312．3万元。（2）高效节能调速电机技术共有注水站6座，清水站均采油柱塞式注水泵，注水站注水泵长期超负荷运行，泵况差、耗电高，针对注水站实际情况，注水站各更换高效节能电机注水泵两台，耗用电量降低，降低能耗的贡献率达到0．1%，预计节电节电8．628万kW•h。（3优化注水泵参数工艺技术当前阶段注水压力普遍上升，导致运行能耗增加，地面注水工艺与主材系统调整不适应，电能损失严重，新北注水站因钻井停注，注水量需求与注水泵排量不匹配，存在达回流现象，回流水量30m3/d，浪费电能2450kW•h，针对这一情况，开展优化注水泵参数工艺技术研究，试验在各种注水量需求下泵压调整区间的合理性，在满足工艺压力和排量的前提下，将泵压极可能控制7.6MPa，实现最低而泵效又在高效区，实现机泵的最大节能，使泵管压差控制在0．3MPa。

2.2加大对节能水泵的应用

在油田注水系统中，注水泵的耗电量占据着非常大的比例，为实现油田注水系统的节能降耗，必须采取有效的措施，降低注水泵的耗电量。首先，以油田注水系统的实际运行情况为根据，对水泵进行更换，应用新型大排量水泵。相比较于小排量离心泵，大排量离心泵不仅有着气密性好、效率高、功率大、能力利用完全等一系列特征，在离心阻力、过流面积等方面上也有显著优势。但是，同样与小排量离心泵相比，大排量离心泵的价格相对较高，且不适宜在小型油田中使用。面对这样的情况，采取在油田注水系统中应用大排量离心泵的方法来节能降耗的时候，必须结合油田实际情况，选择型号符合油田实际需求的离心泵，在确保油田正常生产运营的基础上，尽可能地节能降耗。其次，准确记录、采集油田注水系统运行过程中的各项数据及相关指标，并应用仿真软件，借助计算机，模拟大功率高压变频器的最优化控制，在此基础上，与现代制造技术有机结合，研发新型节能元器件、注水泵。此外，还可以应用新型高分子材料结构、高效率电机，以减少油田注水系统实际运行过程中发生的机械损耗问题，从而实现油田注水系统的节能降耗。

2.3应用节能型的加热设备

油田生产过程中，掺水及热洗用水需要加热处理，对原油实施电化学脱水过程中，需要给低含水的原油加热。使用的加热炉，必须燃烧燃料才能提高被加热介质的温度，满足油田生产的需要。为了降低燃料的消耗量，采取节能型的加热炉，如真空加热炉的应用，降低燃料的供给量，提高加热炉的热效率，能够满足油田生产各个环节的热能需要。加强对加热设备的管理和维护，降低燃料的消耗量。通过优化加热炉的运行参数，以较少的投入，获得更高的热能，满足油田掺水、热洗及电脱水的需要。还能够对原油的流动性进行改善，通过加注原油流动性改进剂的方式，减少加热炉的数量，相应地节约更多的燃料，保证油田油气集输生产的顺利进行。

2.4优化注水泵变频装置

在优化油田注水泵变频装置的过程中，油田开采人员可以选择采用机动间歇注水技术，并结合油田注水系统运行过程中可能出现的问题，制定有效的解决对策。在该油田中，由于油田的产量较低，注水量也比较低，如果仍然采用传统的注水技术，会降低注水系统的总体运行效率，增加注水成本。因此，油田开采人员要结合注水泵变频装置的运行情况，做好相应的优化与改进工作，保证油田注水效率低问题得到有效解决。此外，油田开采人员还要结合机动间歇注水设备的运行情况，不断优化设备的内部结构，在满足注水泵动力要求的基础之上，减少能源的浪费。为了保证注水泵变频设备得到更好的优化，油田开采人员要具备良好的风险识别能力，结合油田注水泵运行过程中可能出现的问题，采取合理的解决方案，不断降低油田注水泵运行风险的发生概率。通过不断优化注水泵变频装置，能够保证注水系统更加可靠的运行，提升企业的总体效率。

2.5综合节电技术

要想实现整体性的油田节点模式，就应从电网无功补偿及电网结构优化进行调整。其中电网无功补偿先应做好整个电网区域的实际调查，保证无负荷的情况，从而在实际需求的基础上对相关补偿方式进行科学搭配，有助于提高电网运行功率因数，并计算无功率的流动损耗，以便降低其流动损耗值，从而达到节点的效果。

结语

（1）通过优化注水泵的工艺参数，以及变频节能技术和节能调速电机技术的合理应用，可以有效提高注水泵泵效，减少注水功耗，实现节电降耗的目的。（2）优化注水井洗井和管线冲洗周期，可以有效降低注水系统压力，减少单耗，有效减少注水井测试时间，提高注水合格率。（3）通过对油田注水技术的探讨，形成适应新立油田注水泵变频控制工艺技术、新立油田降低无效水循环工艺技术及分注井优选水嘴配置技术。（4）通过此项技术研究，实现了注水站泵管压差，注水干线、支干线压降控制在0．5MPa以内，单井管线压降控制在0．4MPa以内，注水泵得到了高效运行。

参考文献：

[1］王玉普，王广昀．大庆油田高含水期注采工艺技术［M］．国外油田工程，北京：石油工业出版社，2001．

［2］谭文彬，等．油田注水开发的决策部署研究［M］．北京：石油工业出版社，2000．