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        杏北油田注水系統(tǒng)降壓運行方案與效果分析

        2015-10-26 03:32:02胡志偉大慶油田有限責任公司第四采油廠
        石油石化節(jié)能 2015年3期
        關(guān)鍵詞:注水泵全廠單耗

        胡志偉(大慶油田有限責任公司第四采油廠)

        杏北油田注水系統(tǒng)降壓運行方案與效果分析

        胡志偉(大慶油田有限責任公司第四采油廠)

        杏北油田普通注水系統(tǒng)存在部分注水站泵水單耗高、注水系統(tǒng)壓力損失較大的問題,針對這一問題,對普通網(wǎng)注水井壓力進行了分析,制定了注水系統(tǒng)降壓運行方案。通過采取優(yōu)化注水站布局、注水泵減級等多種技術(shù)措施實行降壓運行,并對比降壓前后的單耗、電量、壓力等變化來分析降壓后取得的節(jié)能效果。

        油田注水系統(tǒng)降壓注水泵

        1 注水系統(tǒng)管網(wǎng)壓力問題

        1.1壓力分布與所需的壓力不匹配

        通過調(diào)查采油廠二區(qū)三排、四區(qū)三排、六區(qū)三排3條注水干線的193口普通網(wǎng)注水井,得出井口實際注水壓力是東西過渡帶最高、油田中部壓力最低,但是油田地面注水系統(tǒng)的壓力分布卻與油田開發(fā)的需要不匹配,見圖1。

        圖1 破裂壓力及注水壓力示意圖

        從圖1可以看出,油田開發(fā)需要注水壓力高的地區(qū),地面注水管網(wǎng)的壓力不是最高,而油田開發(fā)需要注水壓力低的地區(qū),地面注水管網(wǎng)的壓力卻很高。如果把部分注水井干線壓力降到14.0MPa就能夠滿足該地區(qū)油田開發(fā)的需要,但是受注水站和注水管網(wǎng)布局的影響,地面注水管網(wǎng)的壓力需保持較高的壓力水平。

        1.2系統(tǒng)總壓差較大

        通過調(diào)查,全廠普通水注水泵平均泵壓16.5 MPa,注水站平均出站管壓為16.2MPa,井口平均注水壓力11.71MPa,井口節(jié)流損失3.6MPa,從注水泵到井口注水壓力共損失4.79MPa,占泵出口壓力的29%,特別是井口節(jié)流損失大,占泵出口的21.2%。系統(tǒng)壓力及壓力損失統(tǒng)計見表1。

        表1 普通注水系統(tǒng)壓力及壓力損失情況統(tǒng)計

        2 普通水注水系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)整方案

        2.1優(yōu)化注水站布局

        通過對全廠注水井的壓力分析,全廠注水井壓力呈東西高、中部低的分布特點,根據(jù)開發(fā)預測(表2),油田普通水注水量呈逐年下降趨勢,按照目前注水設(shè)計能力,普通水負荷率和系統(tǒng)運行效率逐年降低。為此取消位于油田中部的杏一注、杏二注和杏三注3座注水站,調(diào)整各站注水出線及供水管道。

        2.2注水泵減級

        在優(yōu)化注水泵啟泵臺數(shù)和布局后,對全廠7臺普通水注水泵出口壓力進行分析,普通注水系統(tǒng)管網(wǎng)總壓差在4MPa以上,平均泵水單耗為5.80kWh/m3,具有降壓潛力。決定全廠7座普通水注水站運行的6臺注水泵均由11級減至10級,使系統(tǒng)壓力進一步降低。

        油田注水是能耗大戶,杏北油田注水系統(tǒng)耗電量占生產(chǎn)總耗電量的30%左右。由于純油區(qū)注水井和過渡帶注水井間注水壓力相差較大,注水系統(tǒng)為滿足部分高壓注水井注水壓力的需求而運行在較高壓力下,因此普通注水系統(tǒng)有較大的節(jié)能潛力。

        表2 一般水注水負荷預測

        3 降壓效果分析

        通過優(yōu)化注水站布局、注水泵減級等措施,使在用的注水泵出口水量均有所增加,注水泵憋壓狀況得到有效改善。普通注水管網(wǎng)的壓力分布與注入壓力需求分布相互匹配,有效降低了注水管網(wǎng)壓力損失,提高了系統(tǒng)的運行效率。為此,從以下幾方面對降壓效果進行全面分析。

        3.1注水量情況

        注水系統(tǒng)普通網(wǎng)降壓前后注水量沒有發(fā)生太大變化,與降壓前5.2×104m3/d注水量基本持平,達到了預期效果,具體見圖2。

        圖2 注水量變化曲線

        3.2用電情況

        降壓前普通網(wǎng)注水耗電量為29.539×104kWh/d,降壓后用電量為 27.979×104kWh/d,日節(jié)電1.56×104kWh(圖3),年節(jié)電可達570×104kWh,每年可節(jié)省用電費用313.5萬元。

        圖3 用電量變化曲線

        3.3壓力情況

        杏北油田普通水注水系統(tǒng)通過減級,使普通水注水壓力達到較好水平。減級前平均泵壓達到了16.8MPa,管壓16.38MPa。全廠7座一般水注水站的7臺10級注水泵全部投入運行后,平均泵壓降到了15.53MPa,管壓降到15.30MPa,泵壓下降了1.27MPa,管壓下降了1.08MPa。降壓前全廠普通水井網(wǎng)有注水井809口,大約20%的注水井井口閘門是全部打開的,剩余80%的水井均是依靠井口閘門控制壓力。降壓后井口閘門的全開率達到了50%,提高了30%,有效緩解了靠井口閘門控制配注壓力的現(xiàn)象,使超壓運行的管道大大降低,延長了管道、設(shè)備的運行年限,消除了安全隱患。泵壓、管壓變化曲線見圖4。

        圖4 壓力變化曲線

        3.4單耗情況

        注水系統(tǒng)降壓后,平均注水單耗由減級前的5.80kWh/m3下降到5.50kWh/m3,下降了0.3kWh/m3。單耗變化見圖5。

        圖5 單耗變化曲線

        4 結(jié)論

        1)普通水注水系統(tǒng)降壓后單耗平均下降了0.3kWh/m3,泵壓下降了1.27MPa,管壓下降了1.08MPa,降壓后減少了因注水井配水閥節(jié)流造成的壓力損失[1]。

        2)通過對杏北油田普通水注水系統(tǒng)實施降壓運行的研究,合理控制注水系統(tǒng)的運行壓力,達到注水系統(tǒng)節(jié)能降耗的目的,對注水系統(tǒng)優(yōu)化運行具有指導意義。

        [1]楊建華.注水井降壓增注工藝的研究與應用[J].清洗世界,2006(8):1-4.

        10.3969/j.issn.2095-1493.2015.003.016

        2014-11-12)

        胡志偉,工程師,2006年畢業(yè)于大慶石油學院(油氣儲運工程專業(yè)),從事規(guī)劃管理工作,E-mail:huzhiwei@petrochina. com.cn,地址:黑龍江省大慶市第四采油廠計劃規(guī)劃部,163511。

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