王艷平（吉林油田公司新立采油廠）

新立油田是一個低滲透、低黏度、裂縫發(fā)育的構造巖性油藏，隨著油田開發(fā)歷程的延長，注入壓力逐年升高，欠注井逐年增多，無法實現(xiàn)方案注水。由于注水井間壓力矛盾突出，低壓井只能靠閘門節(jié)流解決，增壓柱塞泵雖然能滿足高壓井注水要求，但只能解決單一的欠注井，無法實現(xiàn)大面積增注，開發(fā)效果逐年變差，不能滿足油田穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)的需求。

試驗應用了水力自動調(diào)壓泵，對高低壓井的能量重新分配，成功解決了注水井欠注問題，取得了較好的節(jié)能效果。

1 水力自動調(diào)壓泵

作為一種能量分配器，水力調(diào)壓泵能夠把泵站來水能量重新分配，低壓井損失的壓力能量通過雙作用液力缸的作用轉移到高壓井，實現(xiàn)增壓增注。

1.1 技術原理

水力調(diào)壓泵由進排液單向球閥組、雙作用液力缸、機架和液路轉換器等構成。注水管網(wǎng)中的水動力在液路轉換器的控制下推動雙作用液力缸中的活塞上下往復運動，高壓腔的水注入高壓井中，低壓腔的水注入低壓井中。

只需左右旋轉液路轉換系統(tǒng)中的無級變速器調(diào)節(jié)手輪就可實現(xiàn)排量的無級調(diào)參。

1.1.1 壓力調(diào)配

根據(jù)動力缸和換向閥管路連接的不同，來水壓力、增高壓力和低壓壓力滿足如下關系：

式中：

P高——最高壓力，MPa；

P低——低壓壓力，MPa；

P來——來水壓力，MPa；

A——液力缸截面積，m2；

A環(huán)——液力缸截面積-連桿截面積，m2。

壓力調(diào)配原理見圖1。

1.1.2 流量調(diào)配

通過調(diào)節(jié)節(jié)流閥開口的大小可改變液力缸的沖速，從而調(diào)節(jié)總排量。

高低壓井注入量調(diào)節(jié)：通過更換不同直徑的連桿可改變高低壓腔橫截面積的比值，從而改變高低壓井對不同排量的需求。

1.2 性能特點

水力自動調(diào)壓泵具有以下性能特點：

◇不需要電力，用液力驅動，減少了建站投資；

◇對壓力不同的注水井可以實現(xiàn)自動調(diào)壓注水；

◇可對單井或多口井進行調(diào)壓增注；

◇高效節(jié)能；

◇安全可靠，噪音低；

◇工作沖速低，使用壽命長。

2 應用效果

水力自動調(diào)壓泵適用于欠注井比較集中的井組，要求安裝水力調(diào)壓泵的井組既有低壓井又有高壓井。

2.1 增注增油效果明顯

新立油田共計應用4臺水力調(diào)壓泵，解決高壓欠注井21口，實現(xiàn)日增注256m3，截至2011年底累計增注45730m3；同時，注采井組開發(fā)形式明顯轉好，達到了增產(chǎn)的預期效果（圖2）。

2009年9月投運安裝的13#井組，累計增注38755m3，其中5個注采井組日產(chǎn)液由安裝前的77.6t/d上升至81.2t/d，日產(chǎn)油由23.0t增至30.5t，日增7.5t，累計增油2925t（表1）。

表113 #注采井組開發(fā)效果統(tǒng)計

2.2 節(jié)能效果明顯

水力自動調(diào)壓泵僅用1臺2.2kW的電動機為壓力蓄能器增加液壓油的壓力，日耗電量僅為13.2 kWh（表2），與單機單泵解決欠注對比，節(jié)電95.0%，累計節(jié)電102.9×104kWh。

受管網(wǎng)有效注水半徑及單井最高油壓影響，系統(tǒng)提壓增注有效率低，能耗損失嚴重。與系統(tǒng)提壓相比，應用水力自動調(diào)壓泵日節(jié)省電量3290 kWh，年節(jié)電約120.1×104kWh（表3）。

表2 水力調(diào)壓泵與三柱塞泵節(jié)電效果對比

表3 與系統(tǒng)提壓節(jié)電效果對比

3 結論及認識

1）應用范圍廣，滿足油田增注需求。增注不受控制井數(shù)及最高壓力的限制，1臺水力自動調(diào)壓泵可以解決多個不同啟動壓力井欠注問題，突破了增壓柱塞泵只能滿足單口高壓井注水的瓶頸。

2）節(jié)能效果明顯。采用液力驅動，不需電力，僅用1臺2.2kW的電動機為壓力蓄能器增加液壓油的壓力，日耗電僅為13.2kWh，與三柱塞泵相比節(jié)能可達80%～90%。

3）實現(xiàn)安全環(huán)保增壓注水。水力自動調(diào)壓泵壓力的提高取決于單井最高油壓，不會出現(xiàn)憋泵爆管事故，同時無外部活動部件，工作安全可靠。

4）確定合理的檢修周期，保持泵運行穩(wěn)定性，提高使用壽命。結合注入水質、高低壓井注入壓力及注入量變化，確定合理檢修周期，及時對換向閥及柱塞密封不嚴情況進行處理，定期更換過濾器濾網(wǎng)，降低過濾缸磨損，保證泵平穩(wěn)運行，提高使用壽命。

5）研究液力及電力驅動共同體，提高使用效率。因低壓井動態(tài)變化，易出現(xiàn)無低壓井或高低壓匹配不均衡，水力調(diào)壓泵運轉缺少動力來源，欠注或停運的現(xiàn)象，通過此項研究，提高水力自動調(diào)壓泵的應用適應性。

水力自動調(diào)壓泵增注技術在新立油田收到了較好的應用效果，技術已經(jīng)成熟，對于相似的注水開發(fā)油田具有借鑒價值。