油田注水系统能耗监测分析

于景龙（吉林油田公司勘察设计院）

油田注水系统能耗监测分析

于景龙（吉林油田公司勘察设计院）

根据吉林油田部分采油厂注水系统节能监测成果，以数据表的形式对注水系统做了初步评价和分析。分析了影响注水系统效率的主要4种因素，并提出9项合理改进措施及建议，以寻求最佳节能途经，为吉林油田注水系统改造提供了有力的技术支撑。注水系统有着较大节能潜力，只要做到有的放矢，注水系统将获得较好的节能效果。

注水系统 注水泵 注水系统效率 节能技术 吉林油田

油田注水是采油生产中最重要的工作之一，是保持油田高产稳产的主要措施，同时注水系统耗电量在油田生产中也占相当大的比例，开发油田注水系统节能技术和装备一直是油田节能工作的重点。油田注水系统主要由注水站、注水管网、注水井组成，深入研究注水系统降耗技术，对于合理利用系统能量，降低生产运行费用有着巨大的经济效益。

1 注水系统现状

吉林油田公司共有 9个采油厂，辖注水站63个，注水间 811 座，泵机组 177 台，注水井 3926口。本文对9个采油厂中的长春、前大、红岗、新木、新民等5个采油厂注水系统进行了耗能分析；5个采油厂共辖注水站 20个，注水间 312座，运行的泵机组 34台，注水井 1241口；运行的34台泵机组中离心泵机组 8台、柱塞泵机组26台。

2 注水系统数据分析

注水系统节能监测主要考核注水泵电动机平均功率因数、泵机组平均效率、油田平均注水系统效率三项指标。三项考核指标中，注水泵电动机平均功率因数 0.91，电动机功率因数合格 21台，合格率为 61.76% ； 泵 机 组 平 均 效 率 66.29% ， 泵 机 组 效 率合格 18 台，合格率为 52.94%；油田平均注水系统效率 41.65%， 区 块注水 系 统 效率合 格 12 个 ， 合格率为 70.59%。统计的 34 台泵机组平均效率达到了66.29%，运行效率较高；8 台离心泵机组平均运行效率只有 62.11%，运行状况较差；26 台柱塞泵机组 平 均 效 率 达 到 了 78.48% ， 运 行 状 况 较 好 ， 见表1、表2、表3。

表1 注水系统节能监测考核指标对比

表2 注水泵机组平均效率对比

表3 注水系统效率对比

3 主要节能改造措施

1）从公司、采油厂、站队节能节水管理人员，对整个注水管网分布、设备的运行情况及注水资料能够详细掌握，能够了解、分析注水系统存在的问题，并积极设法解决。

2）近几年，吉林油田公司投入资金对单耗较高的注水站进行了更新改造，积极推广应用变频控制技术，改造高能耗、低效率的注水泵，对系统进行精确控制，提高了注水泵效率，使注水能耗明显下降。

3）对离心泵加装了软启动装置，降低了设备的冲击，减少设备的故障，保证了注水系统压力的稳定，提高了注水系统效率。

4 影响注水系统效率的主要因素

4.1注水管网

1）注水管线及阀组结垢。油田设备中注水系统由于注水井的注入水组成复杂而容易发生复杂的物理和化学变化，产生复杂多样的水垢。这种结垢现象往往频繁出现而且具有相当大的危害性。水垢主要包括由难溶性碳酸盐和硫酸盐组成的表面化合盐类垢、腐蚀导致的水垢以及注入水中夹带的固体颗粒和水中微生物排泄物形成黏泥等。它们主要集中在注水井附近的地层、注水井底部、井筒壁、管道弯头和阀门等处，导致管损增加，最终形成注水机泵出口压力上升，相应注水单耗增加，对注水系统效率产生较大影响。

2）泵管压差较大。随着低渗透油田的注水开发，新转注井的注水压力较高，注水区块实际注水量的变化，造成原设计注水量与实际不匹配，泵管压差大，截流现象严重，注水单耗增加。

3）老油田部分注水区块供水半径较长，压力损失大，使注水系统效率降低。

4.2注水泵

本文统计的离心泵机组效率均较低，都未达到合格指标，注水泵机组单耗相对较高，能量损失较大。有部分柱塞泵机组电动机功率因数不达标的情况。

4.3注水井

由于单井节流比较普遍，使用阀门控制，节流损耗较大。有阀门串、漏阻现象，造成能量损耗,使注水系统效率降低。有一部分注水井为合注井，油田注水效果不明显，造成水资源浪费。

4.4注水压力

个别区块水井注水压力参差不齐，干线压力不匹配，或供水半径长，压力损失大，区块需要较高的注入压力时，造成注不进去水。个别单位注水井井口超压运行，存在事故隐患，影响了油田正常运行。

5 提高注水系统效率措施及建议

1）改善水质或采取预防管线结垢的技术措施，可以在一定程度上防止注水管线水垢的生成，减缓结垢速度。如采取注入污水处理技术、防垢剂技术、管道表面涂层处理技术等。

2）积极推广应用变频控制技术，改变注水泵流量调节的方式，即改变泵的特性，来适应管路特性，以减小泵管压差。

3）有计划、有步骤对破损、腐蚀严重的管线、阀组进行改造。局部改造注水管网，降低管网注水压力，对个别的注水井进行增注，降低管网损失。采用分质、分压注水。

4）对由于节流损失造成管网损失增加、系统效率降低的注水系统，应结合生产实际要求和有关注水泵运行状况，对系统进行综合治理，实施分压分注，进行系统降压，单井增压，减少管网能耗损失。

5）对泵效相对较低的泵机组应加强设备维修保养，注意合理调整运行参数。对功率因数相对较低的泵机组，应加强对注水泵电动机的无功补偿，减少不必要的能耗损失，提高功率因数。

6 结束语

注水系统效率指标的组成因素中，影响注水系统效率的主要因素是注水泵机组效率和管网效率。两种效率之间关系密切，反映了注水泵与注水管网之 间 的 匹 配 合 理 程 度[1]。 当 匹 配 合 理 程 度 较 高 时 ，系 统 能 耗 较 低 ； 反 之 系 统 能 耗 较 高[1]。 一 般 而 言 ，为降低系统能耗，总是遵循以下两条路线，一是通过系统运行的优化调度，二是调整注水管网系统的结 构[1]。 一 个 油 田 注 水 管 网 系 统 的 注 水 能 力 ， 不 管如何充分利用，都是有一定限度的。随着油田增储上产，新增注水井的数量不断增长，注水范围不断扩大，现有系统愈来愈不能完全满足油田生产的要求，调整注水管网系统的结构，改造扩建现有的注水 管 网 系 统将势在 必 行[1]。

[1] 霍红庆,袁国英,杨伟,等.注水系统管网改造技术研究与应用[J].油气田地面工程,2004,23(2):18.

10.3969/j.issn.2095-1493.2013.007.001

2012-12-24）

于景龙，高级工程师，1985年毕业于吉林省石油学校（采油工程专业）， 现从事油气集输设计工作， E-mail： jinglongyu@ 126.com，地址：吉林省松原市宁江区沿江西路 166号，138000。