注水系統(tǒng)存在的問題與提高系統(tǒng)效率的對(duì)策

朱啟德++陶偉

[摘 要]注水系統(tǒng)是油田開發(fā)中的重要組成部分，是耗電大戶。注水系統(tǒng)耗電量占油田總耗電量的40%左右。提高注水系統(tǒng)效率對(duì)應(yīng)對(duì)低油價(jià)新常態(tài)至關(guān)重要。本文在介紹注水系統(tǒng)存在的問題的基礎(chǔ)上，闡述了提高注水系統(tǒng)效率的對(duì)策。

[關(guān)鍵詞]注水；存在問題；系統(tǒng)效率；對(duì)策

中圖分類號(hào)：U261.153 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2017）05-0336-01

0 引言

注水地面工程系統(tǒng)是以高壓注水泵站為中心，由注水干線、支干線、配水間、單井管線、注水井口構(gòu)成的一個(gè)網(wǎng)絡(luò)狀的地面工程體系，隨著油田注水開發(fā)的不斷深入、細(xì)化而逐步發(fā)展完善。注水地面工程系統(tǒng)是耗電大戶，它是一個(gè)將高壓注水泵站提供的能量，由地面工程網(wǎng)絡(luò)輸送，分配到各注入井點(diǎn)，滿足油層驅(qū)替能量需要的能量分配體系，因此不斷提高注水地面工程系統(tǒng)的工藝、裝備及管理水平是油田注水開發(fā)的客觀要求。

1 當(dāng)前注水系統(tǒng)存在的問題

1.1 低效泵比例仍較高

目前油田的低效泵主要是DG系列型泵、6HDZ系列型泵和6D系列型泵。這些型泵的最大問題是泵效低，實(shí)際運(yùn)行效率低。DG型泵與DF型泵相比，在同樣的電壓、干壓條件下，其允許最大電流可相差10安培以上；而6DHZ系列型泵和6D系列型泵，其實(shí)際運(yùn)行效率只能達(dá)到58%左右，屬于高耗低效型設(shè)備。另外從調(diào)查數(shù)據(jù)看，由于生產(chǎn)管理、檢修不及時(shí)、設(shè)備老化等因素，還存在部分高效泵實(shí)際運(yùn)行效率達(dá)不到其額定運(yùn)行效率現(xiàn)象。

1.2 注水設(shè)備老化比較嚴(yán)重

注水機(jī)泵設(shè)備存在的主要問題仍是資金問題，由于資金不足，部分注水機(jī)泵不能按期執(zhí)行規(guī)定大、中、小修的管理規(guī)定，其運(yùn)行效率不可能達(dá)到指標(biāo)要求，增大注水能耗；部分注水泵的配套電機(jī)和低壓配電系統(tǒng)長(zhǎng)期得不到更新，只能依靠頻繁的檢修滿足注水需要；部分柱塞泵服役期長(zhǎng)，注水泵老化嚴(yán)重，磨損大，漏失量大，泵效低。

2.3 冷卻水源不合格

油田注水站電機(jī)均為大型水冷式電機(jī)，主要面臨的問題是由于冷卻水源均采用自來水，結(jié)垢嚴(yán)重，電機(jī)冷卻水箱內(nèi)銅管因結(jié)垢縮徑甚至完全堵塞的現(xiàn)象十分普遍，導(dǎo)致冷卻水箱過流量減少，嚴(yán)重影響冷卻效果，嚴(yán)重威脅注水電機(jī)的運(yùn)行安全，需抓緊采取措施，對(duì)冷卻水源進(jìn)行軟化處理。

2.4 存在大回流現(xiàn)象

低滲選油田的注水開發(fā)，仍有不少注水站存在打回流現(xiàn)象，對(duì)系統(tǒng)節(jié)能降耗增加難度。隨著低滲油田的注水開發(fā)，注塞泵高壓增注注水獨(dú)立區(qū)塊增多。由于柱塞泵受區(qū)塊能力影響，打回流現(xiàn)象嚴(yán)重，影響了系統(tǒng)效率和單耗及成本費(fèi)用，給系統(tǒng)節(jié)能降耗工作增加了難度；另外由于柱塞泵站振動(dòng)大，進(jìn)出口壓力表、水表和電表損壞嚴(yán)重，難以對(duì)注水泵運(yùn)行狀態(tài)準(zhǔn)確檢測(cè)，易造成維修不及時(shí)，增加注水泵損耗等問題：

2.5 運(yùn)行調(diào)節(jié)能力低

部分注水站系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)節(jié)能力低，目前仍有部分離心泵注水站未實(shí)行計(jì)算機(jī)自動(dòng)化監(jiān)控，注水泵運(yùn)行調(diào)節(jié)管理仍采用人工方式，資料錄取、參數(shù)調(diào)控、保護(hù)監(jiān)護(hù)、技術(shù)分析等操作方法簡(jiǎn)單，科學(xué)化程度低，造成資料準(zhǔn)確度差，系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定、能耗高、故障率高：無法對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，嚴(yán)重制約著注水站的管理水平和系統(tǒng)效率及經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的提高。

2.6 站點(diǎn)布局和管網(wǎng)結(jié)構(gòu)不完善

部分站點(diǎn)布局和管網(wǎng)結(jié)構(gòu)不完善，部分系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)不匹配，管網(wǎng)效率低。站點(diǎn)布局不完善主要表現(xiàn)在：一是地理位置上的站點(diǎn)布局不合理，供水半徑過長(zhǎng)；二是供水負(fù)荷上的不合理，系統(tǒng)壓力偏低，影響注水生產(chǎn)；三是管網(wǎng)布局和運(yùn)行結(jié)構(gòu)不合理，干線壓力損失大；四是管線負(fù)荷不匹配，流速大；五是局部管網(wǎng)系統(tǒng)不完善，管損大；六是系統(tǒng)負(fù)荷不匹配，系統(tǒng)偏離合理優(yōu)化的運(yùn)行狀態(tài)；七是注水井壓力利用率低，部分注水系統(tǒng)由于油田地質(zhì)非均質(zhì)性嚴(yán)重，層間差異大，造成注水井吸水壓力差異大；八是部分注水干線由于設(shè)計(jì)不合理，沿程損失大。

2.7 注水水質(zhì)差

部分注水水質(zhì)差，造成配水間內(nèi)流程、閘門、水表以及注水管線和工藝流程腐蝕、滲漏嚴(yán)重，管網(wǎng)檢修、補(bǔ)漏等維修工作量大，既影響了油田注水生產(chǎn)，又造成管網(wǎng)效率降低。

3 提高注水系統(tǒng)效率的對(duì)策

3.1 搞好注水站供水能力與系統(tǒng)負(fù)荷匹配

針對(duì)泵干壓差大及系統(tǒng)壓力高的問題，進(jìn)行注水站供水能力與系統(tǒng)負(fù)荷的合理匹配。根據(jù)注水系統(tǒng)注水量的實(shí)際需求合理調(diào)配，降低供水量，從而降低系統(tǒng)運(yùn)行干壓，減少配水間控制損失，提高供水能力，提高系統(tǒng)干壓，降低泵干壓差。匹配的手段在目前的技術(shù)水平下，依靠不同排量泵型合理配置，組合開泵進(jìn)行供水量調(diào)節(jié)：

3.2 對(duì)柱塞泵注水站繼續(xù)推廣應(yīng)用變頻調(diào)速運(yùn)行技術(shù)

通過應(yīng)用變頻調(diào)速運(yùn)行技術(shù)實(shí)現(xiàn)供注匹配泵站綜合效率的提高，避免打回流現(xiàn)象。目前油田仍有部分住塞泵注水泵站系統(tǒng)動(dòng)態(tài)調(diào)整頻繁，產(chǎn)注水量變化大，存在打回流現(xiàn)象。

3.3 對(duì)離心泵注水站繼續(xù)推廣應(yīng)用計(jì)算機(jī)自動(dòng)監(jiān)控技術(shù)

通過應(yīng)用計(jì)算機(jī)自動(dòng)監(jiān)控技術(shù)解決長(zhǎng)期以來離心泵注水站運(yùn)行工況依靠人工操作和調(diào)節(jié)，注水機(jī)組生產(chǎn)調(diào)節(jié)不及時(shí)，注水泵偏離最佳工況點(diǎn)，設(shè)備維修預(yù)知性差，系統(tǒng)運(yùn)行效率低，潤(rùn)滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)以及溫度、壓力監(jiān)控方面設(shè)施老化、故障頻繁等問題；實(shí)現(xiàn)注水站生產(chǎn)運(yùn)行的實(shí)時(shí)自動(dòng)檢測(cè)，生產(chǎn)運(yùn)行狀況的自動(dòng)調(diào)節(jié)和預(yù)警功能，有效地滿足了生產(chǎn)狀態(tài)的自動(dòng)檢測(cè)與工況的自動(dòng)調(diào)控要求，提高了泵站的系統(tǒng)運(yùn)行效率和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行質(zhì)量，有效的避免了注水泵排量大，供水量調(diào)節(jié)困難所造成的注水站供水能力與站外負(fù)荷不匹配，系統(tǒng)壓力大幅度波動(dòng)，泵干壓差大，注水泵節(jié)流運(yùn)行，機(jī)組偏離高效運(yùn)行區(qū)等問題：

3.4 繼續(xù)開展注水泵拆級(jí)改型，實(shí)現(xiàn)壓力等級(jí)匹配

根據(jù)注水生產(chǎn)實(shí)際需要，通過拆級(jí)降低機(jī)泵揚(yáng)程，通過增加泵的容量，增加泵的排量。同時(shí)通過注水站的技術(shù)改造，完善供水能力配置，實(shí)現(xiàn)供注與注入系統(tǒng)的能力平衡。如將某注水站4臺(tái)DF350型泵中的2臺(tái)更換為DF250型泵，開泵1臺(tái)，備用1臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)能力平衡：

3.5 開展技術(shù)改造

對(duì)投入運(yùn)行年限時(shí)間長(zhǎng)，設(shè)備老化的注水泵站繼續(xù)開展技術(shù)改造。推廣應(yīng)用智能式注水能量計(jì)量?jī)x表替代原有的計(jì)量?jī)x表；對(duì)注水泵站機(jī)組潤(rùn)滑系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)進(jìn)行更新改造，確保機(jī)組的安全良好運(yùn)行，減少注水站內(nèi)的節(jié)流損失，避免泵站的跑、冒、滴、漏現(xiàn)象的發(fā)生

3.6 加強(qiáng)對(duì)注水管網(wǎng)的更新和維護(hù)，提高注水管網(wǎng)效率

對(duì)油田注水管線使用年限長(zhǎng)，管線腐蝕嚴(yán)重、維修頻繁的舊管線進(jìn)行更新技術(shù)改造，增加有效供水量，提高注水管網(wǎng)效率。

3.7 加強(qiáng)注水水質(zhì)處理，推廣應(yīng)用水質(zhì)精細(xì)過濾裝置

通過應(yīng)用水質(zhì)精細(xì)過濾裝置使污水固體懸浮物含量、含油量符合水質(zhì)要求，避免對(duì)地層的傷害和注水壓力的上升，確保注水效果和系統(tǒng)效率。

3.8 加強(qiáng)注水泵站的運(yùn)行管理和維護(hù)，確保注水泵站在高效區(qū)內(nèi)運(yùn)行

一是提高泵修質(zhì)量及配件質(zhì)量，加強(qiáng)運(yùn)行維護(hù)管理，強(qiáng)化注水系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量；二是建立泵站崗位泵效運(yùn)行記錄，每天按時(shí)記錄泵效、耗電等數(shù)據(jù)，同時(shí)加強(qiáng)運(yùn)行參數(shù)分析，及時(shí)提出改進(jìn)措施；三是合理調(diào)度，科學(xué)制定開泵臺(tái)數(shù)，有效避免多臺(tái)泵在低效下并聯(lián)運(yùn)行；四是建立科學(xué)的用電管理制度，實(shí)行“避峰填谷”，通過采取用電高峰期減少開泵臺(tái)數(shù)或降低注水泵運(yùn)行電流，在用電谷期增加開泵臺(tái)數(shù)或提高注水泵運(yùn)行電流等用電管理措施，降低注水單耗

4 結(jié)束語

提高注水系統(tǒng)效率，精細(xì)化管理至關(guān)重要，要制訂科學(xué)的《注水泵站經(jīng)濟(jì)運(yùn)行管理辦法》等管理制度，對(duì)大型離心泵站系統(tǒng)的運(yùn)行泵臺(tái)數(shù)、出站干壓、運(yùn)行泵組合、注水單耗進(jìn)行具體規(guī)定，并采取措施督促實(shí)施；要加強(qiáng)技術(shù)交流，推廣應(yīng)用注水系統(tǒng)好的管理經(jīng)驗(yàn)和做法。

參考文獻(xiàn)

[1] 潘愛芳等.油田注水開發(fā)防垢現(xiàn)狀及新技術(shù)研究[M].北京：石油工業(yè)出版社，2009.