喇嘛甸油田聚驱水注水系统的优化

王东旭（大庆油田有限责任公司第六采油厂）

喇嘛甸油田聚驱水注水系统的优化

王东旭（大庆油田有限责任公司第六采油厂）

针对喇嘛甸油田聚驱水注水系统管网压力高、区域供注不均衡、泵水单耗高等现状，通过调查分析喇嘛甸油田聚驱水注水系统的注水泵泵况、压力、水量、管网和能耗等因素，找出系统能耗高的成因，制定优化注水站布局、优化注水管网和优化参数等节能措施，达到降低系统能耗的目的，实现喇嘛甸油田聚驱水注水系统的优化运行。

喇嘛甸油田注水系统注水泵泵水单耗能耗

喇嘛甸油田注水系统分为普通水高压污水、普通水低压污水、深度水和聚驱水等3个系统、4套管网。普通水注水系统有17座注水站、46台注水泵，为环状管网，平均泵水单耗为5.56kWh/m3；深度水注水系统有8座注水站、18台注水泵，为整体树状局部环状管网，平均泵水单耗为5.63kWh/m3；聚驱水注水系统有5座注水站、20台注水泵，为支状管网，平均泵水单耗为6.01kWh/m3。全厂有配水间74座，注入站50座，注水井3753口，其中注入井2356口。

依据2013年动态数据分析，聚驱水注水系统平均泵水单耗为6.01kWh/m3，高于大庆油田公司5.8kWh/m3的技术管理指标。其中，喇18、喇140和喇360注水站的泵水单耗严重超标，需进行能耗治理。

1　注水系统能耗偏高原因分析

1.1注水泵泵况分析

目前，采油六厂注水系统有D400、D300、D250、D200、D80等系列注水泵84台，其中，D200、D80等系列注水泵各1台，D400、D300、D250等系列注水泵分别为17台、46台、19台，注水系统主要以应用D400、D300、D250等系列注水泵为主。依据注水泵额定参数，计算出注水泵理论注水单耗（表1），仅D400系列注水泵单耗在大庆油田公司标准范围内，其余系统注水泵理论单耗值均超标。

表1　注水泵额定工况下理论单耗

由图1可知，扬程随着注水泵排量的增加而降低，泵出口压力下降，注水泵运行在高效区，单耗降低。以喇3注水站2#泵为例，实际流量超过泵额定排量30%，电动机功率仍未达到额定值，因此，注水泵运行在供水排量大于额定排量的工况下，是降低注水系统压力和单耗的有效途径。

图1　注水泵特性曲线

1.2压力分析

2014年，通过对注入站2106口注入井数据调查统计发现，注入站汇管平均压力达到15.09MPa，注入泵出口平均压力为10.23MPa，注入站站内压差为4.86MPa，主要原因是站内53口注入井注入压力超过14MPa，各注入站最高占比25%，平均占比2.5%。注水系统压力按照《油田注水工程设计规范》规定：单井支管压力坡降宜控制在0.4MPa以内；注水干管、支干管压力降宜在0.5MPa以内；站内泵管压差控制在0.5MPa以内［1］。因此，注水管网各节点有一定的降压空间。

1.3水量分析

2013年，注水系统24座注水站注水量为11227× 104m3，聚驱水系统5座注水站注水量为2171×104m3（表2）。

表2　注入系统污水量、注水量统计

通过对污水站、注水站、配水间及注入站等各站处理水量对比分析，全厂的污水站处理水量比注水站处理水量多978×104m3，注水站处理水量比配水间和注入站处理水量多486×104m3。但聚驱水实际需要污水3817×104m3，仅有1054×104m3污水通过聚驱注水站供水，其余2533×104m3水量通过普通水管网供水，造成普通水管网处理水量过多、且存在系统分割不清的问题。同时，聚驱系统处理清水1117×104m3，处理水量少，泵排量与处理水量不匹配，造成部分注水站能耗偏高。

1.4注水站能耗分析

2013年，对24座注水站注水量、用电量及泵水单耗等动态数据进行统计。统计分析发现，处理2种水质的9座注水站，有5座注水站泵水单耗超标；处理1种水质的15座注水站，仅有2座注水站单耗超标。单站处理2种水质的注水站单耗超标的原因是注水泵的排量与管网所需水量不匹配，出现瞬时流量达不到额定排量、泵出口压力高、注水泵运行在低效区等现象。

1.5管网分析

聚驱水注水系统为独立的放射式树状管网。2014年，对注水系统注水井单井管线长度及管损情况进行了调查统计。聚驱水系统单井管线总长1537.683km，单井平均长度为0.693km，1km以上的单井有395口，占统计井数的17.8%；干线总长63.794km，平均长度为0.851km，平均供水半径为1.544km，最长供水半径超过4.293km。供水半径较长，增加了管网压力损失。

2　建议

通过对注水泵泵况、注入站压力、供注水量、注水站能耗及系统管网的综合分析，聚驱水注水系统存在管网压力损失大、供注水跨系统、注水泵泵水单耗高、注水站供注水量不匹配、注入站压力损耗高等耗能现象，应进行系统综合能耗治理。

针对聚驱水注水系统现状及能耗偏高的问题，重新对聚驱水注水站进行布局，将混合在普通水注水管网的聚驱污水分离出来，按区块、水质、处理水量等因素，合理配置注水站注水泵的数量、级数和排量，满足系统不同工况需求。由于聚驱水注水系统与普通水、深度水系统相关联，因此，要对5座聚驱水系统注水站进行供注水量重新核定和匹配，确定注水泵排量、数量及级数，优化注入站及管网压力；同时，结合普通水、深度水注水系统，重新划分注水站系统属性，尽量保证每一座注水站处理1种水质，配置不少于3台注水泵和排量不同的2种注水泵；管网采用独立的树状管网，缩短供水半径，降低压力坡降；根据每一个区块（矿级）的清水、污水水量需求，保证每一个区块至少有污水、清水注水站各1座。

3　结论

1）聚驱水注水系统能耗偏高，应结合系统的机泵、管网、压力、注水量等因素综合分析。

2）降低聚驱水注水系统能耗，应实施注水站合理布局，优化管网，注水泵与注水量合理匹配等综合治理措施。

3）保障聚驱水注水系统低耗运行，需依据各种生产需求，不断加强运行管理，优化启泵台数，对注水泵实施动态增减级管理，使系统压力和水量始终控制在合理范围。

［1］黄远其，彭刚，杨兆麟，等.油田注水工程设计规范［S］.北京：中国计划出版社，2006.

10.3969/j.issn.2095-1493.2015.002.018

2014-09-17）

王东旭，高级工程师，1992年毕业于承德石油高等技术专科学校，从事油田地面系统节能技术管理工作，E-mail：wangdongxu@petrochina.com.cn，地址，黑龙江省大庆油田有限责任公司第六采油厂规划设计研究所，163114。