寧東油田小型橇裝密閉注水系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)用

張海峰，陳濤，卜開洋

中國石化華北分公司第二采油廠，寧夏鹽池751500

寧東油田小型橇裝密閉注水系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)用

張海峰，陳濤，卜開洋

中國石化華北分公司第二采油廠，寧夏鹽池751500

在總結(jié)常規(guī)注水系統(tǒng)設(shè)計經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，針對寧東油田滾動建產(chǎn)中注水井?dāng)?shù)較少的小區(qū)塊，設(shè)計了小型橇裝密閉注水系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由儲水罐、清水處理裝置、注水泵及配水閥組三大模塊組成，用于注水站供水與井場增壓。與常規(guī)注水站相比，橇裝化的建站模式使設(shè)計周期縮短30%、施工周期縮短20%、投資費用節(jié)省30%，實現(xiàn)了油田注采同步進(jìn)行。

寧東油田；橇裝；注水

0 引言

隨著寧東油田滾動勘探開發(fā)的不斷深入，邊水區(qū)塊油藏在開發(fā)后產(chǎn)量遞減快、穩(wěn)產(chǎn)困難的問題日益嚴(yán)峻，補(bǔ)充地層能量、完善注采管網(wǎng)的需求亟需解決。邊水區(qū)塊規(guī)模小，由于距已建的注水系統(tǒng)較遠(yuǎn)，需新建注水系統(tǒng)，且要求建設(shè)周期短，因此傳統(tǒng)的注水站在建設(shè)速度、重復(fù)利用率、注水流程上都不能滿足油田開發(fā)的需要。為此在總結(jié)寧東油田常規(guī)注水系統(tǒng)設(shè)計經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，結(jié)合注水井?dāng)?shù)較少的小區(qū)塊的特點，設(shè)計出小型橇裝密閉注水系統(tǒng)，并進(jìn)行推廣應(yīng)用，取得了良好的效果。

1 工藝流程

橇裝注水系統(tǒng)的工藝流程為：水源井→儲水罐→過濾裝置→注水及配水裝置→井口全密閉注水，如圖1所示。

水源井出水經(jīng)提升泵管輸至儲水罐內(nèi)，同時利用加藥裝置同儲水罐中加入緩蝕劑與殺菌劑；儲水罐出水經(jīng)清水處理器中的喂水泵升壓后，經(jīng)過深層過濾器及快開精細(xì)過濾器的物理截留和化學(xué)吸附雙重作用，然后經(jīng)隔膜注水泵增壓，由高壓配水閥組配注至注水井。由于注入水從水源井到注水井全程密閉，有效保證了水質(zhì)指標(biāo)符合低滲透油田注水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

圖1 橇裝注水系統(tǒng)工藝流程示意

2 系統(tǒng)模塊組成

橇裝注水系統(tǒng)以不同的功能模塊為基礎(chǔ)，根據(jù)需要進(jìn)行組合，由儲水罐、清水處理裝置、注水泵及高壓配水閥組三大模塊組成。儲水罐露天（保溫）布置，其余部分均安裝在彩鋼結(jié)構(gòu)簡易廠房內(nèi)。

2.1 儲水罐模塊

儲水罐選用臥式鋼罐，設(shè)計緩沖時間4 h。頂部設(shè)人孔、進(jìn)水口，下側(cè)設(shè)出水口、回流口、排污口，安裝液位計、溫度計等，采用拉伸成型、圓滑過渡結(jié)構(gòu)。滿足注水站反沖洗用水、反沖洗水處理、泵回流、溫度及液位顯示和事故狀態(tài)下儲水等功能。

2.2 清水處理裝置模塊

清水處理橇由保溫房、進(jìn)水泵、全自動深層過濾器、快開精細(xì)過濾器、布水組件、電暖器、管匯、閥組等組成。主要部件為全自動深層過濾器及快開精細(xì)過濾器。

（1）全自動深層過濾器由4個標(biāo)準(zhǔn)過濾罐組合而成，充壓以全自動方式運行。過濾及反洗采用水力自動控制閥形式，在不停產(chǎn)情況下能定時依次按時間順序由3臺過濾罐出水、1臺過濾罐反洗，使濾料不板結(jié)，出水達(dá)到回注標(biāo)準(zhǔn)。而且單臺過濾罐反沖洗水用的是其他過濾罐過濾后的清潔水，故在整個反沖洗過程中減少了污水排放。

（2）快開精細(xì)過濾器選用1 μm級濾芯，濾芯堅固、無磨損、耐腐蝕，過濾管反洗后效果不會變差；過濾器的表面和深層截濾功能具有物理截留和化學(xué)吸附雙重作用；由于采用側(cè)開式快開法蘭，更換濾芯及維修方便、安全，減少了勞動強(qiáng)度。

（3）輔助設(shè)備主要包括進(jìn)水泵2臺、自動控制系統(tǒng)1套和電暖器1臺。利用進(jìn)水泵的富裕能頭，過濾加壓與隔膜泵喂水同步完成。

2.3 注水泵及高壓配水閥組模塊

該模塊主要由保溫房、變頻控制柜、注水泵、配水器、管匯、閥組等組成。主要部件為變頻控制柜、注水泵及配水器。

（1）變頻控制柜是將變頻器及其他電氣元件置入柜體內(nèi)集成的一種變頻調(diào)速控制設(shè)備，其通過開環(huán)或閉環(huán)控制來調(diào)節(jié)變頻器的輸出電壓、電流和頻率，以實現(xiàn)對注入水的壓力、流量、速度等的控制。通過對注水泵的智能調(diào)節(jié)延長填料的使用周期，減少了設(shè)備的磨損，提高了系統(tǒng)自動化運行程度；根據(jù)注水量調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速減少了人員的勞動強(qiáng)度，同時減小了電動機(jī)無功功率，使注水泵的運行參數(shù)持續(xù)優(yōu)化，具備控制精度高、節(jié)能、高效等優(yōu)點。

（2）注水泵為液壓隔膜式高壓往復(fù)泵，其電動機(jī)經(jīng)皮帶輪減速，帶動曲軸連桿，通過十字頭和中間桿，帶動柱塞作往復(fù)運動。根據(jù)液壓原理，通過液壓油管和液壓缸體內(nèi)的液壓油使位于泵頭和液壓缸體之間的隔膜片產(chǎn)生撓曲變形，在進(jìn)出口單向閥的作用下，完成連續(xù)輸送介質(zhì)的功能。泵頭介質(zhì)腔內(nèi)裝有護(hù)膜板，可以起到保護(hù)隔膜片、延長隔膜片使用壽命的作用。

（3）配水器為橇裝一體化裝置，由配水器主體、智能流量計、干式磁傳高壓水表、來水壓力表、壓力表閥座、單向閥及開啟閥等組成?？杉皶r對4～5口注水井的流量、壓力進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測、調(diào)節(jié)，在實現(xiàn)平穩(wěn)注水的同時，降低了現(xiàn)場勞動強(qiáng)度及管理費用。

3 綜合評價

（1）小型簡易橇裝注水系統(tǒng)工藝流程簡單，工藝裝置密閉，注入水主要指標(biāo)符合SY/T 5329-2012《碎屑巖油藏注水水質(zhì)推薦標(biāo)準(zhǔn)》要求。

（2）清水處理橇保溫房及注水泵房采用彩鋼結(jié)構(gòu)簡易廠房，整體拆遷方便，重復(fù)利用率高。

（3）各單元模塊均可在工廠預(yù)制，減輕現(xiàn)場施工人員的勞動強(qiáng)度，使設(shè)計周期縮短30%、施工周期縮短20%，實現(xiàn)油田注采同步進(jìn)行。

（4）單臺過濾罐反沖洗水用其他過濾罐過濾后的清潔水，可減少90%以上的污水排放。

（5）整套裝置結(jié)構(gòu)緊湊，所需建筑面積小，可依托注水井場布置，從而節(jié)約土地，節(jié)省投資費用30%，綜合經(jīng)濟(jì)效益較高。

（6）簡易橇裝注水系統(tǒng)在寧東油田ND26井區(qū)的NP6、NP15井組投入使用后，該井區(qū)日注采比達(dá)到0.98，新增水驅(qū)控制面積1.6 km2，新增水驅(qū)控制儲量118.1萬t，注水開發(fā)效果顯著。

4 結(jié)束語

設(shè)計的橇裝密閉注水系統(tǒng)具有工藝技術(shù)成熟、經(jīng)濟(jì)實用的優(yōu)點，為寧東油田穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)奠定了堅實的基礎(chǔ)，開創(chuàng)了新的布站模式，符合依靠科技實施滾動勘探開發(fā)的戰(zhàn)略要求，對同類油氣田水平井注水開發(fā)具有重要的借鑒意義。

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Development and Application of Small Type Skid-mounted Closed Water Injection System in Ningdong Oilfield

Zhang Haifeng，Chen Tao，Bu Kaiyang
No.2 OilProduction Plant of Sinopec North China Branch，Yanchi751500，China

Based on the experience summary of traditionalwater injection system design and aimed at the smallblocks of Ningdong Oilfield where there are a little of water injection wells，the small type skid-mounted closed water injection system is designed.This system consists of three modules，i.e.steel tank for water storage，equipment of water treatment，water injection pump and water distributing valve group，and is applied for water supply of water injection station and wellsite pressurization.By comparing it with conventional water injection station，the station construction with skid-mounted modules can shorten design period by 30%and construction period by 20%，save investment by 30%.Also，both the water injection and the oil production are implemented simultaneously.

Ningdong Oilfield；skid-mounted；water injection

10.3969/j.issn.1001-2206.2015.02.010

張海峰（1989-），男，陜西渭南人，助理工程師，2012年畢業(yè)于西安石油大學(xué)油氣儲運工程專業(yè)，現(xiàn)從事油田地面建設(shè)技術(shù)管理工作。

2014-07-04