高压注水站系统优化技术研究与应用

2018-10-21王宝华高令东佀兰芝周春丽罗彬

大科技·C版 2018年4期

王宝华高令东佀兰芝周春丽罗彬

摘要：注水站实现自动、实时、全面的采集生产数据，全过程监控设备运行状态和效率，开展注水工况的动态优化，增加有效注水，提高注水站系统效率；同时，降低人员劳动强度，降低安全风险。经过充分论证，于2014年确立了在34#注水站进行系统优化技术的实施。

关键词：高压注水站；系统优化；效率；提高

中图分类号：TE357.6 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）11-0188-01

前言

（1）所有注水生产数据的录取都需要工作人员到高噪声、布满高压管汇的泵房及配水间录取，人员工作环境的安全、环保条件较差。

（2）由于注水生产是动态变化的，仅依靠人工录取调整不能及时发现系统及各单井压力、水量波动，导致部分井水量超、欠造成低无效注水，影响注水系统平稳运行和油田开发效果。

（3）注水泵、电动机等注水设备完全由人工进行数据采集，信息量少，且不及时，所有数据都需要人工录取、计算、存放、查询，措施方案分析依赖人员经验，自动化程度低。

1 注水站主要存在下列问题

由于油层物性差异较大，该注水站设有180、350、450三套注水压力系统，现有注水井25口，2015年9月，日配注1455m3/d，其中180系统3口，350系统7口，450系统15口。

1.1 水井欠注严重

该站开井21口，总配注量为1015m3/d，实注871m3/d，配注完成率为85.9%。其中文13-331、文C231两口井由于450系统压力低注不进。分析原因主要是运行的泵型组合不合理，450系统运行的1号泵额定排量较小，而7号泵由于设备老化，实际排量远小于额定排量，导致系统压力低（37MPa），部分井由于地层启动压力高而注不进，完不成配注任务；350系统运行的1台泵排量达不到配注任务，而运行两台泵则排量过大。

1.2 泵机组运行效率低

6号泵由于出口压力（30MPa）远小于额定出口压力（38MPa），导致运行效率较低；7号泵容积效率只有70.6%。

1.3 注水不平稳

实际生产中，为保障配注，需要间开1台三柱塞泵增加注水量（平均每日运行12h，耗电1002kWh/d）。间开时需要人工去调整各井阀门以控制各井注水量，导致注水井无法平稳注水，部分井属于间歇注水，对生产不利。

2 系统优化完成情况

（1）开发研制了注水站实时监控系统，对注水泵、电动机工作状态及各类参数进行监测，重要参数实现超限报警功能。

（2）编制了注水系统优化软件并与监控系统进行集成，实现了注水系统实时生产管理、状态监测等功能的网络化。

（3）开展了满足多井配注前提下，泵站最佳压力系统组合的研究，以及注水站系统的最佳经济运行方案算法研究，建立了注水站系统优化数学模型。

（4）利用实时监控系统的水井压降、注水指示曲线的测试功能，进行满足地质配注条件下的注水工艺方案优化技术研究，并现场应用，取得了较好的效果。

3 现场应用效果

34号注水站位于文东油田文13西块，担负着文13区块、文14区块、文204区块的25口高压注水井的注水任务。现有储水罐2个。注水泵7台，其中三柱塞泵4台，五柱塞泵3台，正常运行4台。1号、2号、3号、4号、5号、7号为450系统注水；1号、2号、4号、5号、6号、7号泵为350系统注水，其中1号、2号、3号、5号、7号设有350系统阀门和450系统阀门，可为350或450系统注水井供水。3口常压井由文一联高压离心泵站180系统供水。

4 经济效益评价

（1）注水系统效率提高，总耗电量降低了640kWh/d，按电费0.68元/kWh计算，年可节约电费：640×365×0.68=15.88万元。

（2）站内注水井指示曲线每年测试50井次，按目前人工测试费用100元/井次计算，年可节约测试费用：50×0.01=0.5万元。

（3）站内注水井压降曲线测试每年测试10井次，按目前人工测试费用1.8万元/井次计算，年可节约测试费用：10×1.8=18万元。

（4）优化后日增加有效注水量32m3/d，水量按10元/m3计算，年可创效：32×365×10=11.7万元。

年创直接经济效益为：15.88+0.5+18+11.7=46.08（万元）。

5 结束语

（1）本系统实现了“注好水”和“节能高效运行”两大目的，不仅提高了注水站管理水平，同时还有着显著的经济效益。

（2）应用本系统可以实现注水井的压降曲线的自动连续测试，为压降曲线测量提供了新的更好的方式。

（3）應用本系统可以实现同一系统内的多口注水井指示曲线的同步测试，可以节约大量的人力。

（4）本系统可以及时发现设备运行中存在的问题，如泵效下降、管线穿孔、阀门内漏等，有助于提高设备管理水平，保证设备高效安全运行。

（5）本系统如能与变频控制技术结合，则可减少受泵型的限制，而实现随时优化调整，取得更好的优化运行效果。