油田注水综合降耗措施及效果分析

李军立

摘  要：注水系统是油田开发的重要组成部分，随着油田开发的深入，注水量在大幅度增长，同时注水能耗也随之增加，导致采油成本不断上升，在新形势下对降低采油成本、控制成本提出更高的要求。因此，怎样优化注水系统，完成节能降耗就变得非常重要。

关键词：油田注水;节能降耗;措施

前言：

注水就是使用注水设备、注水管网和注水井将水注入油层中，补充以及保持油层压力的一种措施。油田投入开发后，伴随着开采时间的延长，油层的能量在不断消耗，导致油层压力不断下降，使地下原油大量脱气，液量下降，油井产量不断减少，严重的时候导致油井停产，最终导致油田最终采收率大幅度下降。为了弥补原油在开采之后造成的地下亏空，需要保持或者提升油层压力，使得油田稳产长效，取得较高的采收率，所以需要对油田进行注水开发。

一、油田注水结构

大港油田的注水地面系统主要是由污水处理站、供水泵站、注水泵站、注水管网、注水井口、注水井等组成。长期以往，油田注水系统的运行管理还是比较依赖工作人员摸索的经验完成判断，其主观因素较大。即使近些年油田使用一些自动化的注水设备，但是整体上自动化程度还不够成熟，准确程度不高[1]，同时由于工艺适应性匹配稍差导致当前油田注水系统运行效率偏低，而且管网摩阻损失较大，各种控制阀件损耗较高，所以有很大的节能降耗空间。注水系统是一个整体性较强的系统，但是系统节能降耗，需要用整体能耗最低建立目标数值，经过系统配套优化措施达到系统总能耗最低的目标。例如：整体优化以及各注水站的优化成为全局以及局部的关系。各个注水站的优化应该在系统优化的统一目标中完成。这样不但可以使本站获得较好的效果，还能确保整个系统实现能耗最低。

二、影响注水系统能耗的因素

首先是管理方面，因为现场生产操作人员的理论以及实践水平受限，现场调控和自控设备维护还不熟练，致使注水设备在运转期间的磨损较大，不同程度的对设备的使用寿命有一定的影响。维护保养上因为工艺技术条件受到限制，业务技术不扎实，修保质量不过关，不能有效保证设备处于优良的运转状态，更不能发挥注水泵的效率。在管理上也认识不到位，在管理中手段不齐全，很多问题还是依靠经验判断，在管理方面缺少精度。其次是投产设计方面，因为现场工程资料的不精准，导致管路阻力不精准，选择较大的安全余量，在选择设备的时候担心计算压力流量不能满足于工艺的要求，导致选用设备的额定流量超过实际需要的流量，在多台泵联合工作的时候，不能完全实现高效工况区运行。使用拖动设备功率较大，甚至存在着不能满负荷运行情况，使电机功率以及功率因數过低，无功损耗大。最后是设备维护保养方面，因为没有足够的资金以及设备评估不完善，缺少预防性修理以及日常性强制保养措施造成机泵连接件损耗大，同时由于计量仪表不准确造成监控计量误差大;冷却系统流程以及换热设备结垢严重，降温效果不明显，注水机泵超温运行，造成机组达不到高效况区安全运行的条件。

三、降低能耗措施

想要降低注水能耗，要先降低泵压，提升注水泵的运行效率要合理匹配各项工艺参数，在实际工作中，在保证开发需求的前提下应该将注水节能降耗放在首要位置，提升注水效率。一方面是匹配合理的泵型例如：使用105m³/h的五柱塞泵，电机经过皮带带动泵的主轴高速旋转，使柱塞在缸内往复运动，因为液体在外力作用下，连续有不断挤干吸入阀进入缸内，在柱塞的往复作用下，致使缸内液体受挤压，压力升高，液体推开排出阀输出管线。吸入管直径114*4mm、排出管径88.9*12mm、吸入最小压力0.03MPa、电动机185KW  380V。另一方面是油田注水系统降压损，主要目的是降低甚至消除泵管压差以及井管压差产生的能耗。在降低泵管压差方面，可以使用分压注水技术（也叫高低压分离技术），需要按照不同水井的注水压力进行科学分配，确保每条注水系统注水压差最合理，保证电能损耗最少[3]，其实就是调整分压点降低计配间的节流损耗。也可以采用注水管道射流除垢技术来降低泵管压差，达到提升注水系统效率的目标，大港油田采油三厂作业一区2020-2021年度，共实施注水管道射流除垢工作9.54Km，除垢前泵管压差平均4.1MPa/条，实施后泵管压差平均1.8MPa/条，共增加注水能力850方/天，取得了非常好的节能降耗效果。在降低井管压差方面，要十分注重水井基础管理工作，要按照相关要求及时录取油压、套压、日注水量、吸水剖面、验封记录等基础资料，结合注采井组曲线、构造图、历史作业记录等相关资料综合分析井管压差变化原因，需要将井筒和注水管柱结垢、套管损坏、出砂等情况考虑进去，经过汇总、分析数据资料确定合理的井管压差，降低注水能耗做到防患于未然。

因为油田注水系统基本都是采用的油田采出污水回注技术，尤其是大港油田南部油区采出污水对机泵管网的腐蚀结垢比较严重造成注水系统管网效率比较低，导致管网摩阻损失以及各种控制阀件耗能高，所以想要降低管网磨损，就要提升注水水质，减少水质对管网的破坏。与此同时，应该合理选择注水管管径以及采用提升管道内壁光滑度的方法减少阻力并使用防腐工艺进行内防腐处理[4]。可以基于原有管网的基础上，不断对注水系统进行优化，使用方针理论以及方法进行排量以及运行参数的优化，达到注水系统的最优化运行，可以使用注水系统效率测试仪测出注水站系统中各个运行电机的输入功率，得到运行电机的输入功率给管理者提供数据。使用系统方针确定系统中每个节点的压力、管线的流量等等参数，不但可以降低现有设备运行的能耗，还能降低工作人员的工作量，实时监测注水系统中设备的运行情况和耗能，或者建立注水系统运行设备以及运行参数数据库、能耗监测系统，完成系统的数字化管理。评估影响注水系统效率的每个环节能量损失，对于耗能超标的薄弱环节进行参数优化调整，保证系统稳定高效运行，达到节能目标。节能降耗的手段还包含着减少注水设备损坏，在减少管网流量以及压力损失方面，因为阀件以及接头等零件在液体中腐蚀，密封受到损害、零件老化引发的泄漏会构成管网流量损失，需要经过选择高质量阀件，更换易损封件提升操作水平或者开发高效节能零件减少压力损失，在节能降耗的同时达到防治注水设备和注水管道漏失的目的，也可以大幅度降低安全环保风险。

结语：

总而言之，油田注水是油田开发二次采油的基本方式，也是保持油田高产稳产的重要措施，注水节能降耗是企业精细管理的重要组成部分，所以降低注水能耗是油田企业节能的重要目标。油田企业需要对整体注水地面系统实施统一精细管理，在技术以及管理方面采取行之有效的节能降耗相关措施，提升油田企业生产效益。

参考文献：

[1]王琦. 油田注水综合降耗措施及效果分析[J]. 石油石化节能，2021，11（08）：7-9+2.

[2]关玉祥. 顺层抽采钻孔注水工艺与综合效果分析[J]. 江西煤炭科技，2021，（03）：162-163+167.

[3]丁民江，郭晓东，郭双乐. 基于信息融合的油田注水综合管控系统集成技术[J]. 自动化与仪器仪表，2020，（08）：124-127.

[4]杨朝霞，郭敬中，程红林. 应用渗透棒提高煤层注水综合效果的试验研究[J]. 华北科技学院学报，2020，17（03）：33-38.