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北東塊三元復(fù)合驅(qū)注入站節(jié)能降耗潛力研究

王梓任（大慶油田有限責(zé)任公司第六采油廠）

隨著喇嘛甸油田主力油層聚驅(qū)技術(shù)的全面推廣，三次采油的對象集中到二類油層。三元復(fù)合驅(qū)自開展試驗以來，結(jié)合生產(chǎn)實際堅持“生產(chǎn)與節(jié)約并舉，節(jié)能與降耗共抓”的方針，從電力和地面工藝兩方面入手，通過給注入泵加裝變頻器、調(diào)整電伴熱及攪拌器啟動周期、改裝橇裝閥組工藝、封存不使用儀表、改進取樣閥和清洗井口過濾器6種手段，經(jīng)過1年的現(xiàn)場實踐，大大降低了全站耗電，節(jié)約了設(shè)備、儀表的檢定、更換費用，取得了明顯的節(jié)能效果。

電能；地面工藝；節(jié)能降耗

1　電能節(jié)能

三元注入站承擔(dān)著現(xiàn)場試驗45口試驗井三元體系的注入工作，該站2007年12月新建后投產(chǎn)，有聚合物儲罐1座，堿液儲罐2座，表活劑儲罐2座，表活劑稀釋罐2座，500 m3水罐2座，500 m3緩沖罐1座，49臺注入泵，4臺三柱塞注水泵，目前在用各種耗電設(shè)備100余臺，擔(dān)負(fù)著三元配制調(diào)試、計量注入等三元復(fù)合驅(qū)油試驗任務(wù)，自開展試驗以來，三元注入站耗電量350×104kWh左右，日耗電近1×104kWh。

1.1耗電狀況分析

1.1.1注入系統(tǒng)

三元注入站的注入系統(tǒng)主要包括進入污水的曝氧處理、三柱塞注水泵升壓、表活劑溶液的稀釋及三元液橇裝注入裝置部分，整體注入系統(tǒng)共包括57臺泵，其中49套三元注入裝置（其中有4套備用裝置），4臺三柱塞注水泵，2臺曝氧泵，2臺表活劑稀釋泵。若該站57套臺泵每年運行時率按95%計算，年耗電量為311.15×104kWh。

1.1.2站內(nèi)采暖系統(tǒng)

三元注入站采暖系統(tǒng)共有2座鍋爐，配套的用電設(shè)備有升水泵1臺，軟水補水泵2臺（運1備1），循環(huán)水泵2臺（運1備1）。其中循環(huán)水泵在每年采暖期（每年10月至次年5月）連續(xù)運轉(zhuǎn)，升壓補水泵每天啟4～5次，每次時間控制在10 min左右。按采暖期6個月計算，三元注入站采暖系統(tǒng)需消耗電量3.2×104kWh。

1.1.3各類儲罐的保溫系統(tǒng)及攪拌系統(tǒng)

三元注入站現(xiàn)有各類儲罐7座，除3座污水緩沖罐無需電熱保溫外，2座表活劑儲罐、2座堿液儲罐、1座聚合物母液儲罐均采取了電熱帶伴熱保溫。同時為了確保表活劑具有較好的流動性，便于現(xiàn)場輸送注入，在其儲罐上均安裝了攪拌裝置，且攪拌裝置常年連續(xù)啟用，攪拌器功率為15 kW，因此1年消耗相當(dāng)一部分電量。根據(jù)實際運行狀況計算，各類儲罐的保溫系統(tǒng)及攪拌系統(tǒng)耗電量在47.17×104kWh。

1.1.4其他耗電情況

三元注入站其他方面耗電包括表活劑及堿液卸車裝置、排污系統(tǒng)、照明系統(tǒng)及相關(guān)相電用設(shè)備，耗電量在3.7×104kWh。綜上述分析，三元注入站在正常運轉(zhuǎn)情況下，注入時率在95%以上，全站年耗電量可達(dá)365.22×104kWh。綜合分析三元注入站耗電量主要集中在注入系統(tǒng)及各儲罐保溫系統(tǒng)和表活劑原液罐攪拌裝置上，這2部分耗電量占全站電量的98.1%。

1.2節(jié)電措施及效果

1.2.1電動機實現(xiàn)變頻器控制

三元注入站目前共有185 kW注水電動機4臺（運2備2），對4臺注水泵電動機全部加裝了變頻器，使電動機運行頻率始終保持在36～40 Hz范圍內(nèi)，降低了運行電流，全年共節(jié)電24.3×104kWh。

1.2.2及時調(diào)整儲罐伴熱系統(tǒng)

三元注入站共有冬季伴熱儲罐5座，總功率85 kWh。通過研究強堿溶液、聚合物溶液在冬季生產(chǎn)過程中的凍結(jié)規(guī)律，根據(jù)氣溫變化情況及時調(diào)整是否伴熱，達(dá)到減少電量消耗的目的。通過現(xiàn)場摸索發(fā)現(xiàn)，進入春季，氣溫逐漸升高，根據(jù)氣溫的變化，采取了“二、四、六、八”的調(diào)整方法。第1階段：當(dāng)白天室外環(huán)境溫度在-20～-25℃，每天11:00—14:00期間將儲罐伴熱停運2 h，晚上由于氣溫較低，伴熱系統(tǒng)繼續(xù)啟用；第2階段：當(dāng)白天室外溫度在-15～-20℃，每天10:00—14:00期間將儲罐伴熱停運4 h，其他時間伴熱繼續(xù)啟用；第3階段：當(dāng)白天室外溫度在-10～-15℃，每天9：00～15:00點期間將儲罐伴熱停運6 h；第4個階段：當(dāng)白天室外溫度在-5～-10℃，每天8:00—16:00期間將儲罐伴熱停運8 h。三元注入站儲罐伴熱系統(tǒng)采取這種結(jié)合溫度變化，階段性啟停電伴熱的方法，年節(jié)電量3.78×104kWh。

1.2.3調(diào)整表活劑攪拌器的啟運周期

三元注入站目前共有表活劑原液儲罐2座，安裝配套15 kW電動機2臺，由于表活劑溶液黏度大，凝固點低，一旦凝固堵塞管線，會給生產(chǎn)帶來較大的影響。目前三元注入站表活劑攪拌器為常年運行，年耗電5.91×104kWh。通過與表活劑廠家合作，確定表活劑原液的凝固規(guī)律（圖1），表活劑黏度在200 mPa·s時具有較好的流動性，針對這一特點，在室內(nèi)進行了表活劑溫度與黏度的關(guān)系研究，經(jīng)過實驗表明當(dāng)溫度超過20℃，流體黏度可以保持200 mPa.s以上，從而不影響表活劑的正常流動［1］。采取間歇運行等手段，通過調(diào)節(jié)攪拌器的啟停周期，最大限度地減少攪拌器的運行時間。

圖1　表活劑黏度隨溫度變化曲線

結(jié)合現(xiàn)場與室外溫度變化，有以下具體調(diào)整方法：當(dāng)室外溫度上升到20℃左右時，采取白天停晚上啟方法（早6點啟，晚6點停）；當(dāng)室外溫度達(dá)到25℃以上，采取停2運1的方法（停2 d運1 d），主要是避免表活劑攪拌器停運時間長，產(chǎn)生凝固造成堵塞管線情況的發(fā)生；當(dāng)氣溫下降后，當(dāng)溫度下降至20℃左右時，仍采取白天停晚上啟方法；進入冬季后連續(xù)運轉(zhuǎn)。采取此項措施后，即能確保表活劑溶液的正常注入，又能有效地節(jié)約耗電。

2　地面工藝節(jié)能

三元注入站地面工藝系統(tǒng)較復(fù)雜，設(shè)備及儀表設(shè)備較多，投資及維護費用也較大。因此從地面工藝系統(tǒng)方面著手，提出一些切實可行的措施，可達(dá)到降本增效的目的。

2.1橇裝閥組泵進口軟管

三元注入站有49套橇裝裝置注入確保45口井注入工作，該裝置聚合物母液及堿液泵的進口管線均為軟管連接直接進液方式，裝置在正常運行時母液泵和堿泵同時工作時，震動較大，軟管隨著震動來回擺動，經(jīng)常會出現(xiàn)軟管刺或漏的現(xiàn)象，嚴(yán)重時會造成軟管脫落，導(dǎo)致跑液現(xiàn)象，造成一定的經(jīng)濟損失，也給生產(chǎn)管理帶來較大影響，同時也影響了注入井注入效率。

分析表明，泵進口軟管脫落的主要原因是軟管與泵進口短接用卡子固定，由于泵的震動，卡子松動所致。為解決這難題，改變軟管與泵進口短接的連接方式，由原來的卡子固定式連接改革為法蘭式連接方式。經(jīng)過現(xiàn)場多次反復(fù)試驗，新型軟管壽命已超過12個月，未出現(xiàn)滲漏、脫落及跑液現(xiàn)象，保證了三元液的連續(xù)注入。

站內(nèi)所有橇裝軟管全部更換后再未出現(xiàn)過由于軟管漏或脫落給生產(chǎn)帶來的影響，可以滿足現(xiàn)場生產(chǎn)要求，同時還具有較高的經(jīng)濟效益，若1個法蘭式軟管按900元計算。1口井半年少更換軟管15個，單井節(jié)約軟管費用0.76萬元，49個橇裝采用此軟管，1年可節(jié)省軟管費用37.24萬元，少浪費聚合物5萬元［2］。

2.2現(xiàn)場儀表方面的節(jié)能挖潛

三元注入站由于注入工藝復(fù)雜，因此現(xiàn)場安裝與應(yīng)用的儀表較多，全站共有各類儀表1214塊，占全隊儀表的74.8%，每年儀表維護工作量大，檢定費用高，具有一定的節(jié)能挖潛空間。自投產(chǎn)以來，由于現(xiàn)場注入方面的要求，表活劑低壓稀釋流程及橇裝表活劑泵一直停用，因此將這些儀表及時采取了封存措施，共封存儀表149塊，節(jié)約年檢定費用1.35萬元。

2.3注入井單井取樣閥

三元單井取樣周期為1個月2次，取樣時，井口取樣閥與取樣器相連，取樣閥內(nèi)有2個橡膠圈，由于該站單井注的是含堿濃度1.2%三元液，具有較強的腐蝕性，因此經(jīng)常出現(xiàn)由于橡膠圈腐蝕，取樣器出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象，給取樣及注入井的日常管理工作帶來很大影響。為了確保生產(chǎn)將整個取樣閥換掉，1口井1年需更換2次取樣閥，更換掉的取樣閥整體不再利用，45口井1年下來需更換90個取樣閥，造成很大的浪費，同時也影響了生產(chǎn)。本著減少浪費、節(jié)約成本的原則，對取樣閥進行拆解，僅將原來腐蝕的舊橡膠圈換掉，原取樣閥的鋼體部分可以重復(fù)利用，橡膠圈價格低，大大降低了取樣閥的成本，重新組裝，達(dá)到節(jié)約成本的目的。2014年以來，一直采用這種僅更換取樣閥內(nèi)橡膠圈的方法，1年共少更換取樣閥85個，節(jié)約成本8.5萬元。

2.4注入井井口過濾器

三元注入站注入的是1.2%強堿三元注入體系，注入過程中出現(xiàn)井口過濾器由于堿、表活劑結(jié)晶分層沉淀或結(jié)垢而造成的堵塞現(xiàn)象，影響三元液的正常注入［3］。

為解決這一問題就需要更換井口過濾器，若更換新的井口過濾器成本較高，而且更換周期較長，為了不影響生產(chǎn)，達(dá)到節(jié)約成本的目的，采取了“清洗再利用”的方法?，F(xiàn)場在分析垢質(zhì)的同時，及時與相關(guān)技術(shù)人員聯(lián)系，配制了適合清洗過濾器垢質(zhì)的酸液，然后將拆卸下來的過濾器進行酸洗處理，現(xiàn)場清洗效果較好。

3　結(jié)語

2014年三元注入站開展節(jié)能降耗措施以來，從電能及地面工藝兩方面下功夫，經(jīng)過努力1年共節(jié)電31.11×104kWh，節(jié)約儀表檢定費2.3萬元，共清洗安裝了井口過濾器78個，更換后節(jié)約成本0.62萬元，其它費用39.16萬元，取得明顯的效果。

［1］劉晨，王業(yè)飛，于海洋，等.低滲透油藏表面活性劑驅(qū)油體系的室內(nèi)研究［J］.石油與天然氣化工，2011（5）：486-489.

［2］吳長利，唐紅翠，趙連河，等.油田地面工程存在的主要問題及對策［J］.石油規(guī)劃設(shè)計，2003（4）：17-19.

［3］劉東升，張宏奇，楊劍天，等.大慶杏北油田地面工程系統(tǒng)優(yōu)化簡化工藝［J］.石油規(guī)劃設(shè)計，2007（3）：23-25.

10.3969/j.issn.2095-1493.2016.09.013

2015-12-28

（編輯杜麗華）

王梓任，2010年畢業(yè)于東北石油大學(xué)（石油工程專業(yè)），從事油氣田三次采油現(xiàn)場管理工作， E-mail：wangziren@petrochina.com.cn，地址：黑龍江省大慶市讓胡路區(qū)第六采油廠試驗大隊，163114。