扶余采油厂注水系统耗能浅析

孙彤仁孙寅浩齐绍新王欢（.吉林油田分公司勘察设计院；.吉林油田分公司松原采气厂）

油田注水系统主要由注水站、注水管网、注水井组成。注水是保持油田高产稳产的主要措施，同时注水系统耗电量在油田生产中也占相当大的比重，开发油田注水系统节能技术和装备一直是油田节能工作的重点。因此，深入研究注水系统能耗情况，对于合理利用系统能量，降低生产运行费用有着巨大的经济价值。

1 注水系统监测现状

扶余采油厂有三座联合站并网注水，共有注水泵机组17套，总装机功率14 530 kW，年能耗量6726 t标煤，注水设计能力51 024m3，注水单耗3.15 kWh/m3，日注水量4.7×104m3，配水间201座，共有注水井2278口；监测期间运行注水泵8台，注水井2006口，日配注水量6.38×104m3，注水管网总长671.1 km，管网最大注水半径8.9 km。1#注水站，全年注水4 616 963m3，2#注水站全年注水7 291 187m3，油水处理中心注水站全年注水6 275 122m3。

2 注水系统数据分析

注水系统节能监测主要考核注水泵电动机平均功率因数、泵机组平均效率、油田平均注水系统效率三项指标。监测注水泵电动机平均功率因数0.86，电动机功率因数合格5台，合格率为63%；泵机组平均效率66.24%，泵机组效率合格6台，合格率为75%；注水系统平均效率45.39%，泵机组运行效率较低（见表1、表2）。

表1 注水系统效率对比

表2 测试结果分析

3 影响注水系统效率主要因素

3.1 注水管网

1）注水管线及阀组结垢。油田设备中注水系统由于注水井的注入水组成复杂而容易发生复杂的物理和化学变化，产生复杂多样的水垢[1]。水垢主要包括由难溶性碳酸盐和硫酸盐组成的表面化合盐类垢、腐蚀导致的水垢以及注入水中夹带的固体颗粒和水中微生物排泄形成黏泥等。它们主要集中在注水井附近的地层、注水井底部、井筒壁、管道弯头和阀门等处，导致管损增加，最终形成注水机泵出口压力上升，导致注水单耗增加，对注水系统效率产生较大影响。

2）泵管压差较大。随着低渗透油田的注水开发，新转注井的注水压力较高，注水区块实际注水量的变化造成原设计注水量与实际不匹配，泵管压差大，截流现象严重，注水单耗增加。

3）老油田部分注水区块供水半径较长，压力损失大，使注水系统效率降低。

3.2 注水泵

监测的离心泵机组效率较高，达到合格指标，注水泵机组单耗相对较低，能量损失较小。有部分离心泵机组电动机功率因数不达标的情况。

3.3 注水井

由于单井节流比较普遍，使用阀门控制，节流损耗较大。有阀门串、漏阻现象，造成能量损耗，使注水系统效率降低。有一部分注水井为合注井，油田注水效果不明显，造成水资源浪费。

3.4 注水压力

个别区块水井注水压力参差不齐，干线压力不匹配，供水半径长，压力损失大，区块需要较高的注入压力时，造成注不进去水。个别单位注水井井口超压运行，存在事故隐患，影响油田正常运行。

4 提高注水系统效率措施及建议

1）改善水质或采取预防管线结垢的技术措施，可以在一定程度上防止注水管线水垢的生成，减缓结垢速度。如采取注入污水处理技术、防垢剂技术、管道表面涂层处理技术等方法。

2）积极推广应用变频控制技术，改变注水泵流量调节的方式，即改变泵的特性，来适应管路特性，以减小泵管压差。

3）有计划、有步骤对破损、腐蚀严重的管线、阀组进行改造。局部改造注水管网，降低管网注水压力，对个别的注水井进行增注，降低管网损失。采用分质、分压注水。

4）由于节流损失造成管网损失增加、系统效率降低的注水系统，应结合生产实际要求和现有注水泵运行状况，对系统进行综合治理，实施分压分治，进行系统降压，单井增压，减少管网能耗损失。

5）对泵效相对较低的泵机组应加强设备维修保养，注意合理调整运行参数。对功率因数相对较低的泵机组，应加强对注水泵电动机的无功补偿，减少不必要的能耗损失，提高功率因数。

6）对注水泵进行检修及清洗，增加泵流量，减少流量损失，提高注水泵负荷率，使注水泵机组效率增加，减少能耗；统计的8台离心泵机组总输入功率为6 830.3 kW、泵机组平均运行效率为66.24%，通过采取节能措施提高泵机组效率，每年可节约大量电能。对离心泵，定期检查清洗，更换磨损部件，减少无效的能量损失，提高泵效及注水泵机组效率；积极在注水泵上采取节能新技术，提高机组效率。

7）将合注井改为分注井，合理调整配注压力，减少节流损失，提高注水效果，节约新鲜水。

8）对计量仪表进行定期维修检定，提高在线仪表准确度，指导生产运行，达到合理的注水要求。对注水井误差较大的计量仪表及时维修、检定或更换。

9）对注不进水的井，根据各井实际情况采取相应措施，采取增注或关井，以满足生产的需要。

5 结束语

影响注水系统效率的主要因素是注水泵机组效率和管网效率。两种效率之间关系密切，反映了注水泵与注水管网之间的匹配合理程度。当匹配合理程度较高时，系统能耗较低；反之系统能耗较高[2]。一般而言，为降低系统能耗，总是遵循以下两条路线，一是通过系统运行的优化调度，二是调整注水管网系统的结构。一个油田注水管网系统的注水能力，不管如何充分利用，都是有一定限度的。随着油田增储上产，新增注水井的数量不断增长，注水范围不断扩大，现有系统愈来愈不能完全满足油田生产的要求，调整注水管网系统的结构，改造扩建现有的注水管网系统将势在必行。

[1]霍红庆,袁国英,杨伟,等.注水系统管网改造技术研究与应用[J].油气田地面工程,2004,23(2):29.

[2]杨永波,石磊.并联注水泵的节能措施[J].石油和化工设备.2009(10):41-43.