采油廠注水采油提升效率的措施

隨著全球能源需求不斷增長，石油作為一種重要的能源資源，其穩(wěn)定供應(yīng)十分關(guān)鍵。注水采油屬于改善石油采收率的關(guān)鍵技術(shù)之一，在石油工業(yè)當(dāng)中具有非常重要的地位，經(jīng)過多年的開發(fā)與生產(chǎn)之后，匯集了不少注水采油方面的經(jīng)驗。不過，伴隨著油藏開發(fā)程度逐步提升，各類復(fù)雜的問題慢慢顯現(xiàn)出來，注水采油的效率面臨考驗。對于來說，高效率的注水采油可削減生產(chǎn)成本，增多原油產(chǎn)量，從而增加企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益及市場競爭力，所以，深入探究并有效地執(zhí)行加強(qiáng)注水采油效率的措施，已是當(dāng)前迫切需要解決的重大課題。

一、注水采油存在的問題

（一）注水系統(tǒng)能耗過高

注水系統(tǒng)是注水采油作業(yè)的動力來源，它的能耗在整個采油成本中占比較大。目前的注水系統(tǒng)設(shè)備老化，很多注水泵長時間高負(fù)荷運(yùn)行，泵體內(nèi)部零件磨損，致使泵的水力性能明顯下滑，當(dāng)泵的葉輪磨損時，葉片的形狀與大小會產(chǎn)生變化，泵的流量和揚(yáng)程就難以滿足設(shè)計需求，要想保住注水必要的壓力和流量，只能耗費更多的電能。

（二）油層吸水能力差異大

所在油藏的地質(zhì)條件十分復(fù)雜，各油層在滲透率、孔隙度等參數(shù)上存在明顯差異，這種情況致使油層吸水能力不均。高滲透油層孔隙大，連通性佳，注入水于其中流速很快，吸水速度也就較快，極易產(chǎn)生優(yōu)勢滲流通道，隨后出現(xiàn)水淹狀況，油井產(chǎn)油量會大幅縮減，油層采收率也會受到極大影響[1]。

（三）注水水質(zhì)不達(dá)標(biāo)

注水水質(zhì)的好壞直接影響油層滲透率和注水設(shè)備使用壽命。當(dāng)前，注水水質(zhì)存在一些問題，水中包含很多懸浮物、細(xì)菌及溶解氧等雜質(zhì)。注水水質(zhì)不達(dá)標(biāo)的問題需要引起重視，并在未來開展相關(guān)工作的過程中對水質(zhì)進(jìn)行嚴(yán)格把控，以確保注水水質(zhì)達(dá)到較好的狀態(tài)。

二、提升注水采油效率的策略

（一）優(yōu)化注水系統(tǒng)，降低能耗

按照流體力學(xué)當(dāng)中的能量守恒定律以及管道流動原理來看，要想削減注水系統(tǒng)的能耗，重點在于改良管網(wǎng)布局并改善設(shè)備選型，合理規(guī)劃管網(wǎng)的管徑、長度及走向，縮減多余的彎頭和閥門數(shù)量。如此便可減小水流的沿程阻力和局部阻力，進(jìn)而削減能量損耗，采用高效節(jié)能的注水泵，并裝備先進(jìn)的變頻調(diào)速裝置，就可以依據(jù)實際注水需求及時調(diào)節(jié)泵的運(yùn)行參數(shù)，讓泵在高效區(qū)間運(yùn)行，達(dá)成節(jié)能降耗的目的[2]。

全方位且系統(tǒng)地改善了某注水站，在管網(wǎng)改良上，先以專業(yè)檢測設(shè)備細(xì)致檢測整個管網(wǎng)，得到各段管道的壓力、流量、阻力等數(shù)據(jù)，遵照這些數(shù)據(jù)，把局部管徑小、阻力大的管道換成了DN250管道（原為DN200），并且削減了不必要的彎頭和三通數(shù)量，改善了管道銜接形式，管網(wǎng)整體阻力系數(shù)下降大概 25% 0

設(shè)備更新時，把老舊的注水泵換成新型高效節(jié)能注水泵，這種新型注水泵以先進(jìn)的水力設(shè)計和材料制造技術(shù)為依托，效率比舊泵高 15%_c 。給新泵裝上變頻調(diào)速裝置之后，這個裝置會遵照井口壓力和流量的即時變化，自行調(diào)節(jié)泵的電機(jī)轉(zhuǎn)速，讓泵一直處于理想的運(yùn)行狀態(tài)。經(jīng)過改造，這座注水站的能耗明顯減小，注水泵的運(yùn)行效率由原先的60% 提升到 75% ，電機(jī)耗電量約減少20% ，每年能節(jié)省幾十萬元的電費。

（二）分層注水實施與油層吸水能力均衡研究

按照油層滲透率的差別和滲流力學(xué)原理，在同樣的注水壓力之下，不同滲透率的油層吸水能力與滲流速度有很大區(qū)別，分層注水技術(shù)依靠封隔器把不同滲透率的油層隔開，再經(jīng)配水器依照各個油層的特點分別控制注水量和注水壓力，這樣就能讓注入水均等地分到每個油層當(dāng)中，既能防止高滲透油層吸水過多，又能提升低滲透油層的吸水量，讓不同滲透率的油層吸水能力協(xié)調(diào)一致，改良驅(qū)油的效率[3]

某油區(qū)存在油層吸水能力差異較大的情況，于是開始執(zhí)行分層注水工藝，第一步，展開細(xì)致的油層檢測與剖析，憑借測井資料以及試井?dāng)?shù)據(jù)，精準(zhǔn)區(qū)分油層的層數(shù)，并獲取各層的滲透率、孔隙度等參數(shù)。第二步，遵照這些參數(shù)，選取恰當(dāng)?shù)姆飧羝骱团渌鱽黹_展分層注水作業(yè)。

某油區(qū)有一口典型油井，此油井被劃分出三個油層段，用三級封隔器把這三個油層段隔開，再按照每層不同的滲透率，給每個油層段安排合適的配水器。高滲透油層段的配水器注水孔眼直徑比較小，以此來控制注水量。低滲透油層段的配水器注水孔眼直徑較大，并且適當(dāng)加強(qiáng)注水壓力。這樣執(zhí)行一段時間的分層注水之后，該油區(qū)的注水效果有了很大改良，高滲透油層的水竄現(xiàn)象得到有效抑制，油井含水率穩(wěn)定在合理范圍內(nèi)，低滲透油層吸水量明顯增多，油層壓力得到有效補(bǔ)償，產(chǎn)油量逐步上升，這個油區(qū)的綜合含水率大概下降了5個百分點，采收率提升了約3個百分點[4。

（三）強(qiáng)化注水水質(zhì)處理以確保注水效果

按照水質(zhì)凈化的基本原理，依靠物理、化學(xué)以及生物等多種處理方法共同發(fā)揮作用，可有效去除水中的懸浮物、細(xì)菌、溶解氧等雜質(zhì)，使注水水質(zhì)符合油層注水的標(biāo)準(zhǔn)。物理處理法包含過濾、沉淀等，能除掉水中較大顆粒的懸浮物；化學(xué)處理法就是投入絮凝劑、殺菌劑、除氧劑等，憑借化學(xué)反應(yīng)除去水中的溶解性雜質(zhì)和微生物；生物處理法借助微生物的新陳代謝來分解水中的有機(jī)污染物。優(yōu)質(zhì)的注水水質(zhì)能夠防止油層孔隙堵塞，維持油層滲透率的穩(wěn)定，還能延長注水設(shè)備的使用年限，保障注水系統(tǒng)處于長期穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)。

在所屬的某污水處理站實施了注水水質(zhì)升級改造工程，就物理處理環(huán)節(jié)而言，增設(shè)了一臺高精度過濾設(shè)備，此設(shè)備呈多層濾網(wǎng)結(jié)構(gòu)，可以有效地將水中粒徑大于5微米的懸浮物截留下來，經(jīng)該設(shè)備處理之后，水中懸浮物的含量由原先的50毫克/升降低到不足10毫克/升。

在進(jìn)行化學(xué)處理時，需要依照水質(zhì)監(jiān)測情況精準(zhǔn)調(diào)控絮凝劑、殺菌劑及除氧劑的投放量。絮凝劑投入后會促使水中細(xì)小懸浮物聚集成較大顆粒，利于后續(xù)過濾除去。殺菌劑阻礙了細(xì)菌滋生繁衍，使得細(xì)菌含量由原本的 10⁵ 個 /mL 降至 10³ 個 /mL 以。除氧劑可以把水中溶解氧含量削減到 0.5mg/L 以下。

經(jīng)歷一系列水質(zhì)處理改造后，注水水質(zhì)有了很大的改善，注水井的吸水指數(shù)大幅回升，堵塞情況大幅減少，注水設(shè)備的腐蝕速率也極大減小，以往每年要多次維修的管道和設(shè)備，其維修頻率大幅縮減，這樣既減少了維修成本，又提升了注水系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性，為注水采油的高效開展提供保障[5]。

三、結(jié)束語

綜上所述，注水采油遭遇了很多挑戰(zhàn)，注水系統(tǒng)能耗較大、油層吸水能力差別很大、注水水質(zhì)不符合標(biāo)準(zhǔn)等情況，極大限制了注水采油效率的提高，通過深入剖析這些問題，有針對性地提出改良注水系統(tǒng)、執(zhí)行分層注水、加強(qiáng)注水水質(zhì)處理等舉措，收獲了可觀的成果。實際應(yīng)用過程中，要始終關(guān)注油藏條件的改變以及技術(shù)發(fā)展的趨向，不斷完善并改良這些策略，并且，需增進(jìn)各部門間的協(xié)作和交流，以保證各項舉措得以切實執(zhí)行，還要積極探尋并采用新的技術(shù)和理念，如智能化注水技術(shù)、新型水質(zhì)處理材料等，從而為進(jìn)一步改善注水采油效率給予新的思路和方法。

將來，科技會不斷發(fā)展，對石油資源的需求也會持續(xù)上升，要一直更新并改善注水采油技術(shù)，優(yōu)化生產(chǎn)運(yùn)作水平，才能做到可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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[2]張希東、程生瑛、王庭強(qiáng)。采油工程中水驅(qū)油井動態(tài)調(diào)整方法研究[J].中文科技期刊數(shù)據(jù)庫（全文版）工程技術(shù)，2024（12）：001-004.

[3]謝超。淺述油田注水開發(fā)后期提升采油率的技術(shù)措施[J].化工管理，2019（23）：206-207.

[4]王愛謙。延長油田采油廠注水及水處理系統(tǒng)優(yōu)化提升分析[J].中國科技期刊數(shù)據(jù)庫 工業(yè)A，2024（12）：087-094.

[5]王旭升、劉康。石油開采中采油技術(shù)存在的問題和對策研究[J].石油石化物資采購，2025（1）：73-75.作者單位：中國石化勝利油田分公司