產(chǎn)能鉆控對油田注水系統(tǒng)影響分析

王東旭 （大慶油田有限責(zé)任公司第六采油廠）

產(chǎn)能鉆控對油田注水系統(tǒng)影響分析

王東旭 （大慶油田有限責(zé)任公司第六采油廠）

針對喇嘛甸油田開發(fā)產(chǎn)能新建油水井鉆井及投產(chǎn)時(shí)，造成油田注水系統(tǒng)壓力波動大、區(qū)域供注不均衡、泵水單耗高等現(xiàn)狀。通過調(diào)查分析近幾年產(chǎn)能鉆控對注水系統(tǒng)注水量影響程度，摸索產(chǎn)能鉆控與注水系統(tǒng)供注平衡規(guī)律，針對環(huán)狀注水管網(wǎng)注水系統(tǒng)，實(shí)施注水泵梯級匹配和注水泵優(yōu)化運(yùn)行等優(yōu)化措施，實(shí)現(xiàn)節(jié)電225.8×104kWh，達(dá)到降低系統(tǒng)能耗的目的，實(shí)現(xiàn)油田注水系統(tǒng)的優(yōu)化運(yùn)行。

注水系統(tǒng)；鉆控；注水泵；能耗

1 現(xiàn)狀及存在問題

喇嘛甸油田注水系統(tǒng)分為普通水高壓污水、普通水低壓污水、深度水和聚驅(qū)水等3個(gè)系統(tǒng)4套管網(wǎng)。普通水注水系統(tǒng)有17座注水站、44臺注水泵，建有高、低壓2套注水管網(wǎng)，為環(huán)狀管網(wǎng)；深度水注水系統(tǒng)有8座注水站、20臺注水泵，為整體樹狀局部環(huán)狀管網(wǎng)；聚驅(qū)水注水系統(tǒng)有5座、22臺注水泵。全廠有配水間74座，注入站50座，注水井3753口，其中注入井2356口。2015年，喇嘛甸油田注水系統(tǒng)耗電6.02×108kWh，占全廠總耗電的45%。由于地質(zhì)開發(fā)需求，近10年來，陸續(xù)在10個(gè)區(qū)塊新增產(chǎn)能建設(shè)項(xiàng)目，每年都因產(chǎn)能鉆井和新井投產(chǎn)等因素，關(guān)閉、開啟區(qū)塊內(nèi)數(shù)十口甚至上百口注水井，造成注水量波動大，注水泵啟停數(shù)量變化大、啟動頻繁，導(dǎo)致注水管網(wǎng)壓力變化大、注水量大、注水單耗偏高等耗能現(xiàn)象。

由于產(chǎn)能區(qū)塊開發(fā)，注水井及注入井增加，導(dǎo)致注水系統(tǒng)注水量逐年上升。但2015年注水量與2014年相比，注水量減少了219×104m3。為此，對比幾年來的產(chǎn)能鉆井關(guān)井影響注水量情況，發(fā)現(xiàn)2015年鉆井關(guān)井影響注水量遠(yuǎn)大于歷年影響水量，達(dá)到344.2×104m3。但是，2015年注水系統(tǒng)日平均運(yùn)行注水泵41臺，達(dá)歷年最高，且注水泵啟泵臺數(shù)變化大（表1）。注水泵日運(yùn)行最少35臺，最多43臺，水量、電量和注水泵單耗波動較大，增加了控制能耗的難度（表2）。

表1 產(chǎn)能鉆井關(guān)井影響注水量統(tǒng)計(jì)

表2 注水泵日運(yùn)行數(shù)據(jù)

2 產(chǎn)能鉆控影響注水量原因分析

產(chǎn)能鉆控影響注水分為聚驅(qū)水和普通水，仔細(xì)分析影響聚驅(qū)水注水量情況，統(tǒng)計(jì)鉆控影響注水量天數(shù)，將每日影響水量折合成瞬時(shí)水量，按照聚驅(qū)注水泵排量劃分影響天數(shù)，發(fā)現(xiàn)2015年影響聚驅(qū)水注水量299天，其中有192天的水量可達(dá)到停泵條件，占總影響天數(shù)的64.2%，遠(yuǎn)高于歷年鉆控影響水量、天數(shù)及停泵天數(shù)比例（表3）。但由于聚驅(qū)水系統(tǒng)注水站分布于各個(gè)區(qū)塊內(nèi)，注水站間管網(wǎng)獨(dú)立，站內(nèi)注水泵排量級差小，不易實(shí)施停泵或梯級

匹配運(yùn)行措施，造成注水泵負(fù)荷低、泵壓管壓高、耗電量大、單耗超標(biāo)的現(xiàn)象。

表3 鉆控影響聚驅(qū)注水量統(tǒng)計(jì)

統(tǒng)計(jì)分析鉆控影響水驅(qū)注水量情況，統(tǒng)計(jì)鉆控影響注水量天數(shù)，將每日影響水量折合成瞬時(shí)水量，按照水驅(qū)注水泵排量劃分影響天數(shù)，發(fā)現(xiàn)2015年影響水驅(qū)水注水量302天，其中有203天的水量可達(dá)到停泵條件，占總影響天數(shù)的67.2%，遠(yuǎn)高于歷年鉆控影響水量、天數(shù)及停泵天數(shù)比例（表4）。因此，影響2015年注水量下降的主要原因是鉆控影響。但注水量下降，注水泵卻未適時(shí)的減泵、停泵，造成注水系統(tǒng)壓力升高，單耗相比2014年上升了0.11 kWh/m3。

表4 鉆控影響水驅(qū)注水量統(tǒng)計(jì)

3 能耗治理建議

通過統(tǒng)計(jì)分析歷年日供注水量數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)在2015年鉆控關(guān)井影響水量大幅上升的情況下，日平均泵出水量比日平均實(shí)注注水量多1.04×104m3，說明泵出水量偏高，造成水量和能耗的浪費(fèi)（表5）。

表5 平均日供注水量對比 單位：104m3

因此，每日泵出水量應(yīng)扣除鉆控關(guān)井影響水量，減少無效注水循環(huán)。具體措施如下：

1）實(shí)施注水泵梯級匹配節(jié)能措施。針對鉆控影響水量少于停運(yùn)1臺注水泵額定排量水量的情況，實(shí)施注水泵梯級匹配節(jié)能措施，將原運(yùn)行大排量注水泵調(diào)整為運(yùn)行小排量注水泵，降低注水系統(tǒng)注水量，以滿足實(shí)際注水井注水量需求。

2）實(shí)施注水系統(tǒng)注水泵減泵運(yùn)行節(jié)能措施。針對鉆控影響水量多于停運(yùn)1臺注水泵額定排量水量的情況，停運(yùn)相應(yīng)排量的注水泵，降低注水系統(tǒng)注水量，達(dá)到供水量與實(shí)際注水量平衡。

3）實(shí)施注水系統(tǒng)注水泵優(yōu)化運(yùn)行節(jié)能措施。當(dāng)鉆控影響注水量發(fā)生階段性變化，或鉆控結(jié)束注水井陸續(xù)投運(yùn)，注水量上升，實(shí)施注水系統(tǒng)注水泵優(yōu)化運(yùn)行措施，根據(jù)實(shí)際注水量變化情況，適當(dāng)增減或匹配注水泵運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)注水系統(tǒng)供注平衡、能耗經(jīng)濟(jì)的目標(biāo)。

4 結(jié)論

1）產(chǎn)能鉆控注水井日關(guān)井的數(shù)量決定了影響的實(shí)際日注水量，因此，依據(jù)鉆控關(guān)井?dāng)?shù)量變化規(guī)律，統(tǒng)計(jì)出影響注水量規(guī)律后，可快速確定實(shí)際日注水水量，及時(shí)調(diào)整注水泵啟泵臺數(shù)，方便生產(chǎn)運(yùn)行管理。

2）聚驅(qū)注水系統(tǒng)為相對獨(dú)立的枝狀注水管網(wǎng)，受鉆控關(guān)井影響較大，注水水量調(diào)控難度大，而普通水注水系統(tǒng)為環(huán)狀注水管網(wǎng)，即使鉆控影響水量波動大，注水水量也易調(diào)控。因此，聚驅(qū)注水系統(tǒng)注水站調(diào)控注水量以合理匹配注水泵為主要優(yōu)化運(yùn)行措施，普通水系統(tǒng)以優(yōu)化注水泵啟泵數(shù)量為主要措施。

3）按照減泵方案實(shí)施，注水系統(tǒng)減少運(yùn)行1臺D400注水泵，電動機(jī)額定功率2240 kW，在滿足注水量需求的前提下，考慮生產(chǎn)運(yùn)行的調(diào)整變化，按負(fù)荷系數(shù)0.7，實(shí)施60天計(jì)算，預(yù)計(jì)累計(jì)節(jié)電225.8×104kWh，節(jié)電效果顯著。

10.3969/j.issn.2095-1493.2016.11.013

2016-05-27

（編輯 王古月）

王東旭，高級工程師，1992年畢業(yè)于承德石油高等技術(shù)專科學(xué)校，從事油田地面系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)管理工作，E-mail：wangdongxu@petrochina.com.cn，地址：黑龍江省大慶市大慶油田有限責(zé)任公司第六采油廠規(guī)劃設(shè)計(jì)研究所，163114。