王東旭（大慶油田有限責(zé)任公司第六采油廠）

喇嘛甸油田聚驅(qū)水注水系統(tǒng)的優(yōu)化

王東旭（大慶油田有限責(zé)任公司第六采油廠）

針對喇嘛甸油田聚驅(qū)水注水系統(tǒng)管網(wǎng)壓力高、區(qū)域供注不均衡、泵水單耗高等現(xiàn)狀，通過調(diào)查分析喇嘛甸油田聚驅(qū)水注水系統(tǒng)的注水泵泵況、壓力、水量、管網(wǎng)和能耗等因素，找出系統(tǒng)能耗高的成因，制定優(yōu)化注水站布局、優(yōu)化注水管網(wǎng)和優(yōu)化參數(shù)等節(jié)能措施，達(dá)到降低系統(tǒng)能耗的目的，實現(xiàn)喇嘛甸油田聚驅(qū)水注水系統(tǒng)的優(yōu)化運行。

喇嘛甸油田注水系統(tǒng)注水泵泵水單耗能耗

喇嘛甸油田注水系統(tǒng)分為普通水高壓污水、普通水低壓污水、深度水和聚驅(qū)水等3個系統(tǒng)、4套管網(wǎng)。普通水注水系統(tǒng)有17座注水站、46臺注水泵，為環(huán)狀管網(wǎng)，平均泵水單耗為5.56kWh/m3；深度水注水系統(tǒng)有8座注水站、18臺注水泵，為整體樹狀局部環(huán)狀管網(wǎng)，平均泵水單耗為5.63kWh/m3；聚驅(qū)水注水系統(tǒng)有5座注水站、20臺注水泵，為支狀管網(wǎng)，平均泵水單耗為6.01kWh/m3。全廠有配水間74座，注入站50座，注水井3753口，其中注入井2356口。

依據(jù)2013年動態(tài)數(shù)據(jù)分析，聚驅(qū)水注水系統(tǒng)平均泵水單耗為6.01kWh/m3，高于大慶油田公司5.8kWh/m3的技術(shù)管理指標(biāo)。其中，喇18、喇140和喇360注水站的泵水單耗嚴(yán)重超標(biāo)，需進(jìn)行能耗治理。

1　注水系統(tǒng)能耗偏高原因分析

1.1注水泵泵況分析

目前，采油六廠注水系統(tǒng)有D400、D300、D250、D200、D80等系列注水泵84臺，其中，D200、D80等系列注水泵各1臺，D400、D300、D250等系列注水泵分別為17臺、46臺、19臺，注水系統(tǒng)主要以應(yīng)用D400、D300、D250等系列注水泵為主。依據(jù)注水泵額定參數(shù)，計算出注水泵理論注水單耗（表1），僅D400系列注水泵單耗在大慶油田公司標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，其余系統(tǒng)注水泵理論單耗值均超標(biāo)。

表1　注水泵額定工況下理論單耗

由圖1可知，揚(yáng)程隨著注水泵排量的增加而降低，泵出口壓力下降，注水泵運行在高效區(qū)，單耗降低。以喇3注水站2#泵為例，實際流量超過泵額定排量30%，電動機(jī)功率仍未達(dá)到額定值，因此，注水泵運行在供水排量大于額定排量的工況下，是降低注水系統(tǒng)壓力和單耗的有效途徑。

圖1　注水泵特性曲線

1.2壓力分析

2014年，通過對注入站2106口注入井?dāng)?shù)據(jù)調(diào)查統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，注入站匯管平均壓力達(dá)到15.09MPa，注入泵出口平均壓力為10.23MPa，注入站站內(nèi)壓差為4.86MPa，主要原因是站內(nèi)53口注入井注入壓力超過14MPa，各注入站最高占比25%，平均占比2.5%。注水系統(tǒng)壓力按照《油田注水工程設(shè)計規(guī)范》規(guī)定：單井支管壓力坡降宜控制在0.4MPa以內(nèi)；注水干管、支干管壓力降宜在0.5MPa以內(nèi)；站內(nèi)泵管壓差控制在0.5MPa以內(nèi)［1］。因此，注水管網(wǎng)各節(jié)點有一定的降壓空間。

1.3水量分析

2013年，注水系統(tǒng)24座注水站注水量為11227× 104m3，聚驅(qū)水系統(tǒng)5座注水站注水量為2171×104m3（表2）。

表2　注入系統(tǒng)污水量、注水量統(tǒng)計

通過對污水站、注水站、配水間及注入站等各站處理水量對比分析，全廠的污水站處理水量比注水站處理水量多978×104m3，注水站處理水量比配水間和注入站處理水量多486×104m3。但聚驅(qū)水實際需要污水3817×104m3，僅有1054×104m3污水通過聚驅(qū)注水站供水，其余2533×104m3水量通過普通水管網(wǎng)供水，造成普通水管網(wǎng)處理水量過多、且存在系統(tǒng)分割不清的問題。同時，聚驅(qū)系統(tǒng)處理清水1117×104m3，處理水量少，泵排量與處理水量不匹配，造成部分注水站能耗偏高。

1.4注水站能耗分析

2013年，對24座注水站注水量、用電量及泵水單耗等動態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計。統(tǒng)計分析發(fā)現(xiàn)，處理2種水質(zhì)的9座注水站，有5座注水站泵水單耗超標(biāo)；處理1種水質(zhì)的15座注水站，僅有2座注水站單耗超標(biāo)。單站處理2種水質(zhì)的注水站單耗超標(biāo)的原因是注水泵的排量與管網(wǎng)所需水量不匹配，出現(xiàn)瞬時流量達(dá)不到額定排量、泵出口壓力高、注水泵運行在低效區(qū)等現(xiàn)象。

1.5管網(wǎng)分析

聚驅(qū)水注水系統(tǒng)為獨立的放射式樹狀管網(wǎng)。2014年，對注水系統(tǒng)注水井單井管線長度及管損情況進(jìn)行了調(diào)查統(tǒng)計。聚驅(qū)水系統(tǒng)單井管線總長1537.683km，單井平均長度為0.693km，1km以上的單井有395口，占統(tǒng)計井?dāng)?shù)的17.8%；干線總長63.794km，平均長度為0.851km，平均供水半徑為1.544km，最長供水半徑超過4.293km。供水半徑較長，增加了管網(wǎng)壓力損失。

2　建議

通過對注水泵泵況、注入站壓力、供注水量、注水站能耗及系統(tǒng)管網(wǎng)的綜合分析，聚驅(qū)水注水系統(tǒng)存在管網(wǎng)壓力損失大、供注水跨系統(tǒng)、注水泵泵水單耗高、注水站供注水量不匹配、注入站壓力損耗高等耗能現(xiàn)象，應(yīng)進(jìn)行系統(tǒng)綜合能耗治理。

針對聚驅(qū)水注水系統(tǒng)現(xiàn)狀及能耗偏高的問題，重新對聚驅(qū)水注水站進(jìn)行布局，將混合在普通水注水管網(wǎng)的聚驅(qū)污水分離出來，按區(qū)塊、水質(zhì)、處理水量等因素，合理配置注水站注水泵的數(shù)量、級數(shù)和排量，滿足系統(tǒng)不同工況需求。由于聚驅(qū)水注水系統(tǒng)與普通水、深度水系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)，因此，要對5座聚驅(qū)水系統(tǒng)注水站進(jìn)行供注水量重新核定和匹配，確定注水泵排量、數(shù)量及級數(shù)，優(yōu)化注入站及管網(wǎng)壓力；同時，結(jié)合普通水、深度水注水系統(tǒng)，重新劃分注水站系統(tǒng)屬性，盡量保證每一座注水站處理1種水質(zhì)，配置不少于3臺注水泵和排量不同的2種注水泵；管網(wǎng)采用獨立的樹狀管網(wǎng)，縮短供水半徑，降低壓力坡降；根據(jù)每一個區(qū)塊（礦級）的清水、污水水量需求，保證每一個區(qū)塊至少有污水、清水注水站各1座。

3　結(jié)論

1）聚驅(qū)水注水系統(tǒng)能耗偏高，應(yīng)結(jié)合系統(tǒng)的機(jī)泵、管網(wǎng)、壓力、注水量等因素綜合分析。

2）降低聚驅(qū)水注水系統(tǒng)能耗，應(yīng)實施注水站合理布局，優(yōu)化管網(wǎng)，注水泵與注水量合理匹配等綜合治理措施。

3）保障聚驅(qū)水注水系統(tǒng)低耗運行，需依據(jù)各種生產(chǎn)需求，不斷加強(qiáng)運行管理，優(yōu)化啟泵臺數(shù)，對注水泵實施動態(tài)增減級管理，使系統(tǒng)壓力和水量始終控制在合理范圍。

［1］黃遠(yuǎn)其，彭剛，楊兆麟，等.油田注水工程設(shè)計規(guī)范［S］.北京：中國計劃出版社，2006.

10.3969/j.issn.2095-1493.2015.002.018

2014-09-17）

王東旭，高級工程師，1992年畢業(yè)于承德石油高等技術(shù)?？茖W(xué)校，從事油田地面系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)管理工作，E-mail：wangdongxu@petrochina.com.cn，地址，黑龍江省大慶油田有限責(zé)任公司第六采油廠規(guī)劃設(shè)計研究所，163114。