王暢 王東旭（大慶油田有限責任公司第六采油廠）

喇嘛甸油田普通水注水系統(tǒng)主要負責為基礎井網(wǎng)、一次加密井網(wǎng)及部分后續(xù)水驅注入井注水。共有注水機組44臺，總設計注水能力為23.16×104m3/d，平均日啟泵22.3臺，日注水18.27×104m3，負荷率為78.9%。普通污水注水系統(tǒng)建有注水站17座，該系統(tǒng)工藝流程采用配水間多井單干管注水流程［1］，建有高、低壓2套注水管網(wǎng)，管網(wǎng)結構為整體環(huán)狀、局部枝狀［2］，2套系統(tǒng)在注水站、管網(wǎng)等多處連通，可分可合。

1 存在問題

1）注水泵啟泵臺數(shù)變化大。喇嘛甸油田普通水注水系統(tǒng)注水泵日運行臺數(shù)在21～26臺之間，水量、電量和泵水單耗波動較大（表1），增加了控制能耗的難度。

表1 注水泵日運行數(shù)據(jù)

2）注水泵與注水量不匹配。建有環(huán)狀注水管網(wǎng)，由于水量需求變化，注水泵的排量與管網(wǎng)所需水量不易匹配，注水泵運行在低效區(qū)，導致泵水單耗偏高（表2）。

3）壓力不合理、個別泵管壓差過大。17座普通水注水站為74座配水間和30座注入站的2051口水井供水，各注水站實際出站壓力在14.4～16.7 MPa之間，泵管壓差超過0.5 MPa的有9座站，泵管壓差最高達2.2 MPa。壓力不均衡造成部分注水站注水半徑過大，導致能耗增大。

2 原因分析

2.1 注水系統(tǒng)日運行注水泵

統(tǒng)計分析自2013年以來注水系統(tǒng)日運行注水泵情況。從歷年普通水、深度水、聚驅水注水系統(tǒng)注水泵啟停情況對比分析（表3）中發(fā)現(xiàn)，注水系統(tǒng)日運行注水泵呈逐年上升的趨勢，由2013年的平均37.4臺上升到2016年的41.05臺，3年平均上升了3.65臺，上升幅度達9.76%。深度水和聚驅水注水泵上升幅度較小，普通水系統(tǒng)注水泵由2013年的平均運行20.2臺上升到2016年的22.56臺，上升了2.36臺，呈每年多運行1臺注水泵的上升趨勢，上升幅度達11.68%。

表2 喇II-1注水站注水泵數(shù)據(jù)

表3 歷年注水系統(tǒng)日運行注水泵統(tǒng)計 臺

2.2 注水系統(tǒng)注水參數(shù)

通過對比分析幾年來普通水注水系統(tǒng)同期運行參數(shù)情況（表4），發(fā)現(xiàn)注水泵泵壓及管網(wǎng)壓力呈逐年上升趨勢，總體上升了1.12 MPa以上，注水泵平均每小時耗電量總體上升了74 kWh，用電負荷率由2013年的77.8%上升到2016年的81.1%。

2.3 運行注水泵數(shù)量與注水量關系

根據(jù)2013年以來普通水注水系統(tǒng)注水泵的運行數(shù)據(jù)統(tǒng)計，2013年注水泵日運行臺數(shù)為17～22臺次，日運行泵數(shù)量最大泵差為5臺次；日注水量變化為13.5～20.55×104m3，日最大注水量差為7.05×104m3；以日運行21臺泵為主，日平均注水量在16.42×104～18.99×104m3區(qū)間變化，每一泵次水量差值在0.3×104～0.9×104m3/d范圍，與多運1臺泵所注水量相當，符合啟泵規(guī)律。2014年運行20～24臺次注水泵，泵日注水量差值符合啟泵運行規(guī)律；2015年運行20～25臺次注水泵，泵日注水量差值符合啟泵運行規(guī)律；2016年注水泵運行臺次主要集中在22～23臺次上，泵日注水量差值符合啟泵運行規(guī)律；但2016年同歷年相比，日最高注水量和平均注水量同泵次比較，數(shù)值偏低，說明2016年普通水注水系統(tǒng)注水泵啟停運行不合理，需要優(yōu)化注水泵運行，降低注水耗電。

3 技術措施

普通水注水系統(tǒng)為環(huán)狀管網(wǎng)，各注水站通過注水干線緊密聯(lián)系[3]，注水泵運行臺數(shù)多，泵排量從250 m3/h到400 m3/h，易實施注水泵梯級匹配或注水泵運行臺數(shù)優(yōu)化等措施。

3.1 運行注水泵數(shù)量對應注水量經(jīng)濟區(qū)間確定

針對普通水注水系統(tǒng)多入口環(huán)狀管網(wǎng)的特點，為實現(xiàn)運行注水量與注水泵的合理匹配，在保證泵水單耗指標不超標的前提下，盡量控制注水泵注水量在經(jīng)濟合理的范圍內(nèi)[4]。為此，依據(jù)普通水注水系統(tǒng)注水泵歷年統(tǒng)計情況，統(tǒng)計出運行注水泵數(shù)量對應的實際日平均注水量、日最小注水量、日最大注水量參數(shù)。對比相應運行注水泵臺數(shù)的理論額定日平均注水量、額定日最小注水量、日最大注水量等數(shù)據(jù)，綜合考慮運行注水泵情況，確定了不同運行注水泵數(shù)量對應的注水量經(jīng)濟區(qū)間：取每一運行數(shù)量注水泵對應的額定日最大注水量和實際日最大注水量二者的較小值；當多運行1臺泵對應增加注水量不足0.5×104m3/d時，按增加注水量0.5×104m3/d計算。

3.2 運行注水泵數(shù)量對應注水量節(jié)能區(qū)間確定

普通水注水系統(tǒng)在運行多臺注水泵時，在保證泵水單耗指標控制在經(jīng)濟合理的范圍內(nèi)前提下，通過優(yōu)化注水泵運行使注水量最大、管網(wǎng)壓力均衡、單耗控制最低范圍內(nèi)[5]。為此，依據(jù)普通水注水系統(tǒng)注水泵歷年統(tǒng)計情況，確定了不同運行注水泵數(shù)量對應的注水量節(jié)能區(qū)間：取每一運行數(shù)量注水泵對應的額定日最大注水量和實際日最大注水量二者的最大值。

3.3 注水站運行注水泵方案

3.3.1 運一備一運行模式

目前，普通水注水系統(tǒng)共有17座注水站，其中，有10座注水站注水泵為2臺，多采用運一備一運行方式。為此，對此類注水站所轄注水泵進行運行參數(shù)對比分析，優(yōu)選出運行泵管壓差小、單耗偏低的注水泵，作為注水泵優(yōu)化運行的首選泵。

3.3.2 運行2臺以上注水泵

在17座普通水注水系統(tǒng)注水站中，有7座注水站所轄注水泵超過2臺，多采用運二備一或運二備二運行方式。為此，對此類注水站所轄注水泵進行運行參數(shù)對比分析，按照泵管壓差小、單耗偏低等條件，對站內(nèi)注水泵進行排序，作為注水泵優(yōu)化運行的啟泵運行順序。

表4 歷年注水泵動態(tài)參數(shù)對比

3.3.3 注水泵優(yōu)化運行

統(tǒng)計2013年以來，普通水注水系統(tǒng)運行不同數(shù)量注水泵對應啟停各注水站注水泵情況，以連續(xù)運行注水泵的平均注水量為節(jié)點，將每一種啟泵方案最大注水量低于平均值的淘汰，保留大于平均注水量的運行泵方案，推薦連續(xù)運行天數(shù)多、日最大注水量超過平均值較多的啟停注水站注水泵的方案，作為指導注水系統(tǒng)優(yōu)化注水泵運行的優(yōu)選方案。

通過分析各注水站運行注水泵優(yōu)化方案，發(fā)現(xiàn)優(yōu)選出的高于平均值的注水泵優(yōu)化運行方案規(guī)律是：依據(jù)不同注水量需求，注水泵運行數(shù)量在16～25臺之間；由北向南縱向分布各注水站，以喇二注、喇九注、喇十一注和喇六注運行2臺泵，其他注水站運行1臺泵為基礎，逐漸增運喇三注、喇一注、喇十注注水泵數(shù)量。

4 效益分析

按照實施的減泵方案，注水系統(tǒng)減少運行注水泵1臺，在滿足注水量需求的前提下，日節(jié)電量為58 331 kWh?？紤]生產(chǎn)運行的調(diào)整變化，節(jié)電系數(shù)按0.5計算，此方案持續(xù)實施2個月，預計可累計節(jié)電174.9×104kWh。

5 結論

1）普通水注水系統(tǒng)為環(huán)狀注水管網(wǎng)，日注水量大、啟泵臺數(shù)多、耗電量大，在保證正常注水量的前提下，有效減少注水耗電，合理優(yōu)化注水泵啟泵臺數(shù)是行之有效的節(jié)能措施。

2）普通水注水系統(tǒng)注水量、管網(wǎng)壓力波動大，鉆控、開發(fā)方案調(diào)整、系統(tǒng)局部改造等影響因素多，因此，注水泵優(yōu)化方案應根據(jù)具體的注水量需求進行動態(tài)優(yōu)化調(diào)整，確保注水系統(tǒng)高效低耗運行。