降低喇嘛甸油田注水系統(tǒng)能耗技術(shù)探討

王東明（大慶油田有限責任公司第六采油廠）

喇嘛甸油田注水系統(tǒng)分為普通水高壓、低壓、深度水和聚驅(qū)水等三個系統(tǒng)四套管網(wǎng)。2013年注水系統(tǒng)耗電5.88×108kWh，占全廠總耗電的44.3%。目前，全廠注水單耗偏高，尤其是聚驅(qū)水注水系統(tǒng)能耗超標嚴重。聚驅(qū)水注水系統(tǒng)20臺注水泵有9臺泵注水單耗超標，有9臺泵泵管壓差超過0.5MPa，213口注入井168km單井管線壓降大于0.5MPa。普通水系統(tǒng)和深度水系統(tǒng)也不太程度存在注水泵排量不匹配、泵出口壓力高、泵水單耗高等現(xiàn)象。因此開展喇嘛甸油田注水系統(tǒng)節(jié)能潛力分析及對策技術(shù)研究，有效降低注水系統(tǒng)能耗已刻不容緩。

1 現(xiàn)狀

截止2013年底，喇嘛甸油田共有注水站24座，注水泵84臺，平均日運行38.96臺，注水量1.036×108m3，注水耗電5.88×108kWh，注水單耗5.68kWh/m3，注水泵平均泵效為78.1%。注水系統(tǒng)分普通水高壓、低壓注水系統(tǒng)、深度水注水系統(tǒng)和聚驅(qū)水注水系統(tǒng)等三個系統(tǒng)四套管網(wǎng)，主要工藝流程為環(huán)狀配水管網(wǎng)多井。普通水注水系統(tǒng)有17座注水站、46臺注水泵，為環(huán)狀管網(wǎng)，泵水單耗為5.56kWh/m3；深度水注水系統(tǒng)有8座注水站、18臺注水泵，為整體樹狀局部環(huán)狀管網(wǎng)，泵水單耗為5.66kWh/m3；聚驅(qū)水注水系統(tǒng)有5座注水站、20臺注水泵，為支狀管網(wǎng)，泵水單耗為6.02kWh/m3，見表1。

表1 注水系統(tǒng)現(xiàn)狀統(tǒng)計

2 存在問題

目前，喇嘛甸油田注水系統(tǒng)注水單耗偏高。主要表現(xiàn)在以下方面：

1）在系統(tǒng)上，普通水系統(tǒng)存在高低壓管網(wǎng)壓力區(qū)分不明顯、局部管網(wǎng)壓力高、部分污水無效循環(huán)、區(qū)域供注不均衡等現(xiàn)象；深度水系統(tǒng)存在泵管壓差大、注水泵排量單一等現(xiàn)象；聚驅(qū)水系統(tǒng)存在注水泵排量不匹配、泵出口壓力高、泵水單耗高等現(xiàn)象，見表2。

2）在區(qū)域上，喇嘛甸油田現(xiàn)有4個采油礦，四個采油礦區(qū)域內(nèi)污水量、注水站供水量與配水間注入水量不匹配。其中，第一油礦和第四油礦區(qū)塊注水量過剩，第二油礦和第三油礦區(qū)塊供水量不足。

表2 2013年各礦污水量、注水量統(tǒng)計

3）在能耗節(jié)點上，注水系統(tǒng)84臺注水泵有25臺泵注水單耗超過大慶油田5.8kWh/m3的技術(shù)管理指標；有7臺泵泵管壓差超過1.5MPa，超過0.5 MPa的規(guī)范要求[1]；有970口注水井單井管線壓降大于0.5MPa，超過公司《油田注水管理規(guī)定》單井壓降控制在0.4MPa以內(nèi)要求。

3 優(yōu)化措施

針對注水系統(tǒng)存在的能耗偏高的問題，開展相應(yīng)技術(shù)措施，優(yōu)化注水系統(tǒng)，降低系統(tǒng)能耗。

1）在系統(tǒng)上優(yōu)化注水站布局，合理匹配注水泵，見表3。

表3 注水系統(tǒng)現(xiàn)狀統(tǒng)計表

通過對喇嘛甸油田注水系統(tǒng)現(xiàn)狀統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)處理水質(zhì)單一的注水站有15座，有2座注水站泵水單耗已超過油田公司5.8kWh/m3技術(shù)考核指標；處理2種水質(zhì)的注水站有9座，有5座注水站泵水單耗超標。在注水井開關(guān)井、注水量方案調(diào)整、鉆孔等因素改變注水量需求時，注水泵尤其是1臺注水泵不能較好的平衡供注水量，容易造成注水量減少、管網(wǎng)壓力升高、泵效降低、單耗上升等耗能現(xiàn)象。

2）在區(qū)域上優(yōu)化注水管網(wǎng)，降低管網(wǎng)壓力。

在注水系統(tǒng)的三個子系統(tǒng)中，聚驅(qū)水系統(tǒng)為支狀管網(wǎng)，管網(wǎng)壓力受注入井油壓、開關(guān)井數(shù)、注水站注入水量等因素影響；深度水系統(tǒng)為整體樹狀局部環(huán)狀管網(wǎng)；普通水系統(tǒng)為環(huán)狀管網(wǎng)，2個注水子系統(tǒng)管網(wǎng)壓力除受上述因素影響外，還受環(huán)狀管網(wǎng)影響。

3）在能耗節(jié)點上優(yōu)化參數(shù)，降低注水單耗。

由注水泵的特性曲線可知，當注水泵運行在高效區(qū)時，注水泵的排量上升、壓力下降，注水泵的單耗降低[2]。因此，保證注水泵高效低耗運行，需優(yōu)化注水系統(tǒng)能耗節(jié)點參數(shù)，見圖1。

圖1 注水泵性曲線圖

3 結(jié)論及認識

1）注水系統(tǒng)布局合理是節(jié)能的基礎(chǔ)。注水站的布置、管網(wǎng)的結(jié)構(gòu)組成、注水泵的排量和級數(shù)匹配等不同，對注水系統(tǒng)的整體能耗水平起到?jīng)Q定作用，合理的布局可以使供水半徑變小、處理水量靈活、管網(wǎng)壓力降低，在滿足不同供水需求時，均能保證單耗不超標、電能消耗較少。

2）注水系統(tǒng)能耗節(jié)點的參數(shù)優(yōu)化是節(jié)能的關(guān)鍵。注水泵出口壓力、泵管壓差、管網(wǎng)壓降及閥門的開啟度等能耗節(jié)點參數(shù)變化，直接影響注水泵的泵水單耗及注水泵效率。

3）注水系統(tǒng)低耗運行管理是節(jié)能的保障。受地質(zhì)開發(fā)需求、產(chǎn)量、鉆控、開關(guān)井、管線結(jié)垢、設(shè)備老化等因素影響，注水系統(tǒng)啟泵臺數(shù)、管網(wǎng)壓力、處理水量等數(shù)據(jù)都會發(fā)生變化，為了確保系統(tǒng)始終處于低耗運行狀態(tài)，需不斷加強運行管理，使啟泵臺數(shù)、系統(tǒng)壓力和水量均合理。

[1]成慶林,王學文.石油企業(yè)能源綜合利用技術(shù)導則[M].北京:石油工業(yè)出版社,2008:2.

[2]劉東升.油田注水生產(chǎn)系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)[M].北京:石油工業(yè)出版社,2010:12-15.