降低注水單耗的措施分析

李艷慧 劉朝柱

（1.大慶油田有限責(zé)任公司第一采油廠；2.大慶原油儲(chǔ)運(yùn)銷售公司）

降低注水單耗的措施分析

李艷慧1劉朝柱2

（1.大慶油田有限責(zé)任公司第一采油廠；2.大慶原油儲(chǔ)運(yùn)銷售公司）

注水泵是將油田需要的高壓水送往注水井注入地層的重要設(shè)備，注水泵的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)一般在2000 kW左右，消耗電量很大。據(jù)統(tǒng)計(jì)注水耗電占地面系統(tǒng)耗電的50%左右，對(duì)其實(shí)施節(jié)能降耗技術(shù)是注水系統(tǒng)節(jié)能的有效手段。注水單耗是衡量注水系統(tǒng)是否節(jié)能的重要參數(shù)指標(biāo)。文中有針對(duì)性地提出降低注水單耗的技術(shù)和管理措施，有效地減少了注水用電量的消耗，達(dá)到了節(jié)能增效的目的，收到了很好的節(jié)能效果。

注水泵 注水單耗 節(jié)能

1 注水單耗現(xiàn)狀對(duì)比

大慶油田第一采油廠采油一礦共有注水站7座，注水泵23臺(tái)，年注水量為2035×104m3。由于不同時(shí)期油田開發(fā)配注量的調(diào)整及日常開井?dāng)?shù)增減、洗井、鉆降、供水不均衡的影響，注水量波動(dòng)較大，運(yùn)行工況較為復(fù)雜。為了適應(yīng)注水量的波動(dòng)，只能通過調(diào)節(jié)注水泵出口閥門來控制流量，造成相當(dāng)大的能量浪費(fèi)，導(dǎo)致注水泵管網(wǎng)與系統(tǒng)注水方案之間不匹配，泵管壓差較高，注水單耗較大。對(duì)注水單耗現(xiàn)狀的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，2006年采油一礦在注水泵上沒有采取任何措施，注水單耗普遍很高，最高時(shí)達(dá)到5.94 kWh/m3。隨著采油一礦陸續(xù)采取控制注水泵運(yùn)行臺(tái)數(shù)，注水泵涂膜、減級(jí)等節(jié)能措施后，注水單耗有了明顯的降低，由2007年平均注水單耗5.58 kWh/m3下降到2009年的5.29 kWh/m3，達(dá)到了降低注水單耗的目的。注水單耗及主要運(yùn)行參數(shù)見表1。

表1 注水單耗及主要運(yùn)行參數(shù)統(tǒng)計(jì)

2 措施效果分析

2.1 優(yōu)化注水泵運(yùn)行，減少注水用電消耗

采油一礦共有注水泵23臺(tái)，全部為多級(jí)離心泵，電動(dòng)機(jī)功率為1800～2500 kW，由于注水電動(dòng)機(jī)功率很大，耗電量也很大，在注水量基本不變的情況下，啟泵臺(tái)數(shù)的多少直接影響著注水單耗的變化。在保證正常注水任務(wù)的情況下，優(yōu)化注水泵運(yùn)行是降低注水單耗的有利舉措。2007—2009年注水站運(yùn)行參數(shù)變化曲線見圖1。

2007年通過全廠合理調(diào)水，采油一礦先后停運(yùn)過4臺(tái)注水泵，逐漸縮小了井口注水與注水站出口水量的差值，全年平均差值10997 m3/d，平均泵壓15.36 MPa，平均啟泵9.38臺(tái)，注水單耗為5.76 kWh/m3，注水用電量減少了2859.6×104kWh。2009年井口注水與注水站出口水量全年平均差值減小到10536 m3/d，平均啟泵8.78臺(tái)，比2007年少啟泵3.5臺(tái)。通過優(yōu)化注水泵臺(tái)數(shù)，用電減少1063.31×104kWh，注水單耗由5.58 kWh/m3降為5.29 kWh/m3，有效地降低了注水單耗。

2.2 應(yīng)用涂膜技術(shù)，減少能量損失

在注水泵中有很大部分的能量消耗在摩擦上，葉輪和渦輪摩擦產(chǎn)生的阻力影響水的流動(dòng)。在流動(dòng)中，獨(dú)立的水分子作為獨(dú)立的個(gè)體產(chǎn)生漩渦和急流，使葉輪表面變得粗糙而產(chǎn)生拖拽的力，導(dǎo)致能量損失。在注水泵上應(yīng)用涂膜技術(shù)，使葉輪表面光滑，降低了水流動(dòng)時(shí)與涂層之間的摩擦，從而減少因摩擦而產(chǎn)生的能量損失，有很好的節(jié)能作用。

2008年1月和5月先后對(duì)西二注水站2臺(tái)注水泵應(yīng)用了涂膜技術(shù)，2#泵運(yùn)行時(shí)間短，效果不太明顯。1#泵涂膜后一直在運(yùn)行，涂膜后單耗由5.83 kWh/m3下降到 5.49 kWh/m3，下降 0.34 kWh/m3，累計(jì)節(jié)電156.6×104kWh。涂膜前后數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)見表2。

數(shù)據(jù)對(duì)比表明，涂膜前后日注水量與日用電量變化相對(duì)平穩(wěn)，單耗有了明顯的降低。

2.3 注水泵減級(jí)

采油一礦中十三注水站供北一、二排5座注入站注聚用水，管網(wǎng)為單獨(dú)管網(wǎng)。2007年初聚驅(qū)配注清水7495 m3/d，實(shí)注7000 m3/d，如僅啟1臺(tái)注水泵，無法滿足注聚用水，而啟2臺(tái)注水泵又存在管網(wǎng)壓力高的問題。2007年5月對(duì)中十三注水站的1#、2#注水泵葉輪進(jìn)行減級(jí)，由11級(jí)減到10級(jí)。減級(jí)前后對(duì)比表明，在注水量基本不變的情況下，日配注完成率由93.72%提高到93.76%，減級(jí)對(duì)注入站沒有明顯影響。減級(jí)后每天可節(jié)約電量0.13×104kWh。注水站減級(jí)前后變化見表3，所轄注入站減級(jí)前后變化見表4。

表2 涂膜前后數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

表3 注水站減級(jí)前后變化情況

表4 所轄注入站減級(jí)前后變化情況

3 結(jié)論

注水用電在地面系統(tǒng)耗電中占很大比重，對(duì)注水泵實(shí)施節(jié)能降耗技術(shù)勢(shì)在必行。通過總結(jié)分析采油一礦注水系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行情況，優(yōu)化注水泵運(yùn)行，采用涂膜技術(shù)和注水泵減級(jí)等綜合措施，降低了采油一礦的注水單耗。2007年因單耗降低節(jié)電445.2×104kWh，占全礦總節(jié)電量的18.87%；2008年因單耗降低節(jié)電213.52×104kWh，占全礦總節(jié)電量的13.37%；2009年因單耗降低節(jié)電453.58×104kWh，占全礦總節(jié)電量的12.65%。

通過在注水系統(tǒng)實(shí)施優(yōu)化注水泵運(yùn)行、注水泵

涂膜和注水泵減級(jí)等節(jié)能措施，以及對(duì)其節(jié)能效果的統(tǒng)計(jì)、對(duì)比和分析，在注水量基本不變的情況下，啟泵臺(tái)數(shù)的多少直接影響注水單耗的變化，在保證正常注水任務(wù)的情況下，優(yōu)化注水泵運(yùn)行是降低注水單耗的有利舉措。

[1]韋國(guó)斌.油田注水系統(tǒng)節(jié)能[J].石油規(guī)劃設(shè)計(jì)，1996（2）：26-27.

[2]顧曉.注水系統(tǒng)節(jié)能降耗技術(shù)應(yīng)用.石油石化節(jié)能[J].2010,21(1)：30-34.

10.3969/j.issn.2095-1493.2011.06.014

李艷慧，2000年畢業(yè)于天津大學(xué)，工程師，從事節(jié)能管理工作，E-mail：liyanhui_a@petrochina.com.cn，地址：大慶油田有限責(zé)任公司第一采油廠采油一礦，163162。

2011-04-26)