優(yōu)化系統(tǒng)運行降低注水能耗

尤勇（大慶油田有限責任公司第六采油廠）

1 現(xiàn)狀

2020年以來，受新冠疫情和油價暴跌影響，石油行業(yè)受到極大沖擊，油田生產(chǎn)經(jīng)營面臨前所未有的困難和挑戰(zhàn)。成本壓力與生產(chǎn)規(guī)模持續(xù)擴大的矛盾日益突出。在這一背景下，油田生產(chǎn)管理系統(tǒng)本著“立足自身、深挖細扣”的原則，挖掘注水系統(tǒng)節(jié)能潛力，不斷適應低成本狀態(tài)下的生產(chǎn)組織模式[1-4]。通過開展注水系統(tǒng)優(yōu)化運行調(diào)整，計劃年節(jié)電500×104kWh，節(jié)水20×104m3。

2 實施措施及過程

2.1 開展注水系統(tǒng)調(diào)查

對全廠25座注水站、87座配水間、60座注入站、4703口注水（入）井的壓力、流量等參數(shù)進行調(diào)查。注水系統(tǒng)網(wǎng)損情況見表1，全廠注水系統(tǒng)壓力對比見表2。經(jīng)統(tǒng)計分析，2020年注水系統(tǒng)有用功率為50.3%比2007年提高1.66%，總網(wǎng)損5.45MPa。與設計網(wǎng)損1.5MPa仍有差距、依然有節(jié)能潛力。

表1 注水系統(tǒng)網(wǎng)損情況

表2 全廠注水系統(tǒng)壓力對比

共有三套注水系統(tǒng)，普污注水系統(tǒng)為網(wǎng)格狀管網(wǎng)，連通交錯，結(jié)構(gòu)復雜；深污系統(tǒng)為豐字狀管網(wǎng)，少有連通，結(jié)構(gòu)簡單；聚驅(qū)系統(tǒng)為樹枝狀管網(wǎng)，結(jié)構(gòu)簡單，重點保壓力。

2.2 開展注水系統(tǒng)節(jié)能降耗工作

按照“由簡入繁”的研究思路，開展深污注水系統(tǒng)進行優(yōu)化運行試驗，摸索和建立系統(tǒng)優(yōu)化運行調(diào)整方式，其次對高能耗注水泵進行參數(shù)優(yōu)化調(diào)整試驗。

2.2.1 優(yōu)化調(diào)整系統(tǒng)運行

某礦有深污注水站5座，其泵壓、管壓為全廠最高，因此計劃在該地區(qū)深污注水系統(tǒng)開展優(yōu)化調(diào)整試驗[5-7]。

優(yōu)化思路：根據(jù)注水站地理分布以及注水管網(wǎng)建設結(jié)構(gòu)，計劃停運喇一注水站深污注水泵，最大限度發(fā)揮喇十八、喇十五兩座注水站的效率，為某礦中北部地區(qū)二三次加密井網(wǎng)注水，對比開發(fā)、地面、能耗等相關(guān)指標，評價優(yōu)化效果。

4月15日，停運喇一注水站深污注水泵，開啟喇一注管網(wǎng)連通，開始試驗。優(yōu)化調(diào)整后，配水間平均單井油壓變化變化不大，其余節(jié)點壓力均有所下降。泵水單耗下降0.16～0.18kWh/m3，泵效提高1.1%～1.4%，平均日節(jié)電約3.8×104kWh，日節(jié)約成本約2.42萬元，喇一注水系統(tǒng)網(wǎng)損情況見表3。

表3 喇一注水系統(tǒng)網(wǎng)損情況

2.2.2 優(yōu)化調(diào)整單泵參數(shù)

1）開展喇360注水站機泵減級試驗。經(jīng)分析，該站5#D155注水泵平均排量5207m3/d，6#D200注水泵平均排量5109m3/d，均高于區(qū)塊需求水量。造成清水浪費，并對日常污水平衡造成影響。3月30日，對喇360注水站6#注水泵實施減級，在確保北東塊二區(qū)二套注入壓力和注水量需求的同時，泵水單耗及泵效基本不變，泵管壓差由0.8MPa下降至0.3MPa，日節(jié)清水約0.126×104m3，節(jié)電約0.85×104kWh，日節(jié)約成本約14000元，6#注水泵減級前后數(shù)據(jù)對比見表4。

表4 6#注水泵減級前后數(shù)據(jù)對比

2）結(jié)合注水泵三保，優(yōu)化調(diào)整機泵參數(shù)。有35臺注水泵陸續(xù)到達三保時間。通過4月份對全廠注水泵運行情況進行摸排，初步確定3臺注水泵將不在合理參數(shù)運行范圍內(nèi)，有調(diào)整潛力，計劃調(diào)整參數(shù)的注水泵統(tǒng)計見表5。結(jié)合注水泵三保時機，對有參數(shù)不合理的機泵進行優(yōu)化調(diào)整，以適應目前的生產(chǎn)需求，從而降低注水能耗[8-10]。

表5 計劃調(diào)整參數(shù)的注水泵統(tǒng)計

3 結(jié)論

1）油田注水系統(tǒng)運行是一項系統(tǒng)工程。根據(jù)注水壓力和注水量的變化，動態(tài)優(yōu)化調(diào)整系統(tǒng)運行，適當減少注水泵的運行數(shù)量，能夠大幅度降低注水耗電，是注水系統(tǒng)節(jié)能降耗的重要措施。

2）在優(yōu)化注水系統(tǒng)整體運行的同時，可通過注水泵三保大修時機，對單臺注水泵的排量、揚程等參數(shù)進行優(yōu)化調(diào)整，降低泵管壓差和注水電機總耗電量，達到節(jié)能目的。