胡志偉（大慶油田有限責(zé)任公司第四采油廠）

杏北油田注水系統(tǒng)降壓運(yùn)行方案與效果分析

胡志偉（大慶油田有限責(zé)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(wèn)題，針對(duì)這一問(wèn)題，對(duì)普通網(wǎng)注水井壓力進(jìn)行了分析，制定了注水系統(tǒng)降壓運(yùn)行方案。通過(guò)采取優(yōu)化注水站布局、注水泵減級(jí)等多種技術(shù)措施實(shí)行降壓運(yùn)行，并對(duì)比降壓前后的單耗、電量、壓力等變化來(lái)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(wèn)題

1.1壓力分布與所需的壓力不匹配

通過(guò)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(shí)際注水壓力是東西過(guò)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(kāi)發(fā)的需要不匹配，見(jiàn)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(kāi)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(kāi)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(kāi)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(guò)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(jì)見(jiàn)表1。

表1　普通注水系統(tǒng)壓力及壓力損失情況統(tǒng)計(jì)

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(guò)對(duì)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(diǎn)，根據(jù)開(kāi)發(fā)預(yù)測(cè)（表2），油田普通水注水量呈逐年下降趨勢(shì)，按照目前注水設(shè)計(jì)能力，普通水負(fù)荷率和系統(tǒng)運(yùn)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(jí)

在優(yōu)化注水泵啟泵臺(tái)數(shù)和布局后，對(duì)全廠7臺(tái)普通水注水泵出口壓力進(jìn)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(yùn)行的6臺(tái)注水泵均由11級(jí)減至10級(jí)，使系統(tǒng)壓力進(jìn)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(guò)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(yùn)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(fù)荷預(yù)測(cè)

3　降壓效果分析

通過(guò)優(yōu)化注水站布局、注水泵減級(jí)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(yùn)行效率。為此，從以下幾方面對(duì)降壓效果進(jìn)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(méi)有發(fā)生太大變化，與降壓前5.2×104m3/d注水量基本持平，達(dá)到了預(yù)期效果，具體見(jiàn)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(dá)570×104kWh，每年可節(jié)省用電費(fèi)用313.5萬(wàn)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(guò)減級(jí)，使普通水注水壓力達(dá)到較好水平。減級(jí)前平均泵壓達(dá)到了16.8MPa，管壓16.38MPa。全廠7座一般水注水站的7臺(tái)10級(jí)注水泵全部投入運(yùn)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(kāi)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(kāi)率達(dá)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(yùn)行的管道大大降低，延長(zhǎng)了管道、設(shè)備的運(yùn)行年限，消除了安全隱患。泵壓、管壓變化曲線見(jiàn)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(jí)前的5.80kWh/m3下降到5.50kWh/m3，下降了0.3kWh/m3。單耗變化見(jiàn)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(guò)對(duì)杏北油田普通水注水系統(tǒng)實(shí)施降壓運(yùn)行的研究，合理控制注水系統(tǒng)的運(yùn)行壓力，達(dá)到注水系統(tǒng)節(jié)能降耗的目的，對(duì)注水系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行具有指導(dǎo)意義。

［1］楊建華.注水井降壓增注工藝的研究與應(yīng)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(xué)院（油氣儲(chǔ)運(yùn)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(jì)劃規(guī)劃部，163511。