樊成（大慶油田有限責(zé)任公司第三采油廠(chǎng)）

聚合物驅(qū)注水系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行研究

樊成（大慶油田有限責(zé)任公司第三采油廠(chǎng)）

油田水驅(qū)注水管網(wǎng)供注關(guān)系相對(duì)較為完善，隨著三次采油技術(shù)的不斷發(fā)展，聚驅(qū)和三元驅(qū)注入系統(tǒng)新建了多個(gè)相對(duì)獨(dú)立的注水系統(tǒng)，系統(tǒng)獨(dú)立導(dǎo)致總體呈現(xiàn)能耗偏高、調(diào)整能力小、抗干擾能力不足等問(wèn)題，通過(guò)摸索上下游供注關(guān)系的參數(shù)調(diào)整范圍，立足地面已建設(shè)備，對(duì)聚驅(qū)“小系統(tǒng)”實(shí)現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)、優(yōu)化注水泵匹配關(guān)系、減級(jí)等綜合措施，優(yōu)化管網(wǎng)整體運(yùn)行模式，強(qiáng)化梯級(jí)調(diào)整措施，既保障聚驅(qū)注夠水、注好水的基本要求，又能有效控制能耗，提高系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

聚驅(qū)；注水站；優(yōu)化運(yùn)行

隨著油田開(kāi)發(fā)的不斷深入，大慶長(zhǎng)垣地區(qū)新建產(chǎn)能區(qū)塊多以聚驅(qū)為主，獨(dú)立的注水系統(tǒng)造成注水站能耗不斷上升[1-3]，油田生產(chǎn)效益下降的問(wèn)題日益突出。既保證為油田開(kāi)發(fā)安全、平穩(wěn)注水，又突出高效、低能耗狀態(tài)運(yùn)行，是油田注水系統(tǒng)建設(shè)與調(diào)整的發(fā)展方向，也是油田高效生產(chǎn)的必然要求，通過(guò)對(duì)聚驅(qū)注水系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)查研究，通過(guò)系統(tǒng)調(diào)整對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化[4]。

1 優(yōu)化分析

注水管網(wǎng)相對(duì)獨(dú)立、注水泵階梯調(diào)整能力不足是聚驅(qū)注水系統(tǒng)高能耗的主要問(wèn)題和矛盾，優(yōu)化注水管網(wǎng)、注水泵重新梯級(jí)匹配、注水泵減級(jí)等措施能夠有效匹配上下游供注關(guān)系，解決這一主要矛盾。

1.1 方案穩(wěn)定的近距離區(qū)塊

A注水站建有D400注水泵3臺(tái)，運(yùn)行1臺(tái)，為1個(gè)高含水回升后期區(qū)塊5座注入站供高壓水。B注水站建有D400、D300注水泵各1臺(tái)、D250注水泵2臺(tái)，運(yùn)行D250注水泵2臺(tái)，為1個(gè)高含水回升后期區(qū)塊7座注入站供高壓水。通過(guò)數(shù)據(jù)分析，2座注水站泵水量均高于所轄生產(chǎn)井的配注和實(shí)注，如果只運(yùn)行聚A注水站的1臺(tái)D400注水泵和B注水站的1臺(tái)D250注水泵，理論額定排量高于2個(gè)區(qū)塊的總配注，通過(guò)建設(shè)單一聯(lián)絡(luò)線(xiàn)，平衡壓力水量關(guān)系，可使2座注水站實(shí)現(xiàn)平衡和補(bǔ)充，減少1臺(tái)D250注水泵運(yùn)行。

1.2 方案調(diào)整頻繁的近距離區(qū)塊

C、D、E、F注水站共下轄2個(gè)聚驅(qū)見(jiàn)效區(qū)塊的9座注入站，其中C、D注水站均配備D300注水泵2臺(tái)、D155注水泵1臺(tái)，各負(fù)責(zé)2座注入站供水，E注水站配備D300注水泵2臺(tái)、D155注水泵1臺(tái)，負(fù)責(zé)3座注入站供水，F(xiàn)注水站配備D300注水泵1臺(tái)，150高壓柱塞泵1臺(tái)，負(fù)責(zé)2座注入站供水。由于D155及150高壓柱塞泵均低于所轄注入站配注要求，而D300注水泵略高于配注要求，造成壓力超高，需要通過(guò)連通泄壓的方式實(shí)現(xiàn)運(yùn)行。如對(duì)4座站各選擇1臺(tái)D300注水泵進(jìn)行減級(jí)，適當(dāng)降低壓力和泵水量，再對(duì)相近區(qū)塊進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行，可實(shí)現(xiàn)其優(yōu)化運(yùn)行。

1.3 方案調(diào)整頻繁的獨(dú)立區(qū)塊

聚G注水站下轄2個(gè)聚驅(qū)見(jiàn)效區(qū)塊6座注入站，地理位置相對(duì)獨(dú)立，由于聚G注水站建有D250注水泵2臺(tái)、D200注水泵1臺(tái)和D120注水泵1臺(tái)，運(yùn)行2臺(tái)D250注水泵，下游配注量低于D300注水泵額定排量，可采用梯級(jí)配備優(yōu)化該站泵匹配方案，調(diào)整1臺(tái)D300注水泵，減少1臺(tái)運(yùn)行注水泵。

2 實(shí)施情況及運(yùn)行效果

A、B注水站實(shí)施聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行，通過(guò)建設(shè)A、B注水站之間的φ219×16高壓聯(lián)絡(luò)線(xiàn)2.1km來(lái)平衡注入壓力。聯(lián)網(wǎng)后，2座站總?cè)毡盟肯陆?956 m3，單耗下降0.61 kWh/m3（表1）。

表1 聯(lián)網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行前后生產(chǎn)數(shù)據(jù)

考慮到含水低值期調(diào)整不確定性，F(xiàn)、E注水站僅對(duì)2臺(tái)D300泵進(jìn)行了減級(jí)，其中F下游配注量較小，實(shí)施減2級(jí)運(yùn)行。優(yōu)化后，泵壓、水量與下游匹配較好，日節(jié)電分別達(dá)到1.1×104kWh、1.37×104kWh，日節(jié)水分別為2951、3217m3（表2）。

表2 減級(jí)優(yōu)化運(yùn)行前后生產(chǎn)數(shù)據(jù)

C、D注水站所轄區(qū)塊為高含水回升前期，水質(zhì)、水量調(diào)節(jié)均較為頻繁。為滿(mǎn)足地質(zhì)開(kāi)發(fā)要求，通過(guò)雙向聯(lián)網(wǎng)保障水質(zhì)調(diào)整需求，通過(guò)減級(jí)優(yōu)化泵上下游壓力、水量匹配關(guān)系，最終確定采取減級(jí)+雙向聯(lián)網(wǎng)的方式進(jìn)行優(yōu)化，通過(guò)核算下游注入站配注量，對(duì)C、D注水站2臺(tái)D300注水泵進(jìn)行減級(jí)，由2臺(tái)D300注水泵調(diào)整為D300減級(jí)及D155泵運(yùn)行，具體實(shí)施圖見(jiàn)圖1，運(yùn)行情況見(jiàn)表3。

圖1 C、D注水站聯(lián)網(wǎng)示意圖

優(yōu)化后，上下游泵壓，水量匹配較好，日節(jié)電1.08×104kWh，日節(jié)約清水2528 m3，單站匯管穿孔等生產(chǎn)異常狀況不需要區(qū)塊停注，抗干擾能力增強(qiáng)，注入時(shí)率提高0.17個(gè)百分點(diǎn)。

G注水站利舊某注水站D300注水泵替代該站的D200注水機(jī)組，將原D250雙泵運(yùn)行模式優(yōu)化為D300單泵運(yùn)行模式，實(shí)現(xiàn)減少1臺(tái)注水泵運(yùn)行，優(yōu)化后單耗下降0.43 kWh/m3（表4）。

表3 減級(jí)+聯(lián)網(wǎng)優(yōu)化運(yùn)行前后生產(chǎn)數(shù)據(jù)

表4 泵匹配優(yōu)化運(yùn)行前后生產(chǎn)數(shù)據(jù)

3 結(jié)論

1）聚驅(qū)注水系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)整需要根據(jù)上下游及相鄰系統(tǒng)供需關(guān)系，采取靈活的聯(lián)網(wǎng)、注水泵減級(jí)及泵梯級(jí)配備措施進(jìn)行調(diào)整，考慮到沿線(xiàn)壓降，聯(lián)網(wǎng)僅適用于距離在3 km以?xún)?nèi)的2座注水站。

2）對(duì)于距離近、同水質(zhì)、水量調(diào)整小高含水回升后期的聚驅(qū)區(qū)塊，可采用聯(lián)網(wǎng)方式增加互聯(lián)性。

3）對(duì)于下轄站較少且水質(zhì)及水量調(diào)整相對(duì)較小的聚驅(qū)見(jiàn)效區(qū)塊，可采用聯(lián)網(wǎng)+減級(jí)的綜合調(diào)整模式，匹配泵運(yùn)行組合關(guān)系，降低能耗，提高運(yùn)行穩(wěn)定性。

4）對(duì)于相對(duì)獨(dú)立且處于見(jiàn)效期的聚驅(qū)區(qū)塊，可采用優(yōu)化注水泵匹配關(guān)系，實(shí)現(xiàn)多階梯供水要求，既可滿(mǎn)足聚驅(qū)調(diào)整需要，又能實(shí)現(xiàn)靈活調(diào)整。

[1]趙一鳴.油田地面工程節(jié)能技術(shù)措施探討[J].化工管理，2016（20）：119.

[2]劉雨薇，楊凱.注水系統(tǒng)能耗計(jì)算分析[J].遼寧化工，2016（7）：900-902.

[3]梁晶，馬建國(guó)，呂亳龍.油田注水系統(tǒng)能耗指標(biāo)及其影響因素分析[J].石油石化節(jié)能，2016（3）：37-39.

[4]沙巖.淺析影響采油區(qū)注水系統(tǒng)效率的因素[J].中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量，2016（2）：28-29.

10.3969/j.issn.2095-1493.2017.01.001

2016-10-11

（編輯 沙力妮）

樊成，工程師，2005年畢業(yè)于大慶石油學(xué)院（石油工程專(zhuān)業(yè)），從事注水、污水站管理工作，E-mail：fc820716@163.com，地址：黑龍江省大慶油田有限責(zé)作公司第三采油廠(chǎng)油田管理部，163113。