注水系統(tǒng)節(jié)能降耗優(yōu)化數(shù)據(jù)研究

1、注水系統(tǒng)節(jié)能降耗優(yōu)化數(shù)據(jù)研究摘要：油田注水系統(tǒng)是油田大戶(hù)，也是油田投資的 主要領(lǐng)域之一。因此開(kāi)發(fā)高效注水設(shè)備，提高現(xiàn)有注水系統(tǒng) 運(yùn)行效率對(duì)于降低油田生產(chǎn)成本具有重要意義。本文主要對(duì) 油田注水系統(tǒng)存在的問(wèn)題進(jìn)行了分析。關(guān)鍵字：注水系統(tǒng)、降耗、原則、油田前言油田注水是采油生產(chǎn)中重要的工作之一。它可以有效的 補(bǔ)充地層能量，對(duì)提高原油采收率、確保油田高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)起到 了積極作用。油田注水既關(guān)系的原油產(chǎn)量的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，同時(shí) 油田地面注水系統(tǒng)又是高耗能系統(tǒng)。因此，提高地面注水泵 站效率并對(duì)注水泵站運(yùn)行優(yōu)化進(jìn)行研究是十分必要的。一、注水系統(tǒng)降耗原則油田注水系統(tǒng)主要是由注水站、注水管網(wǎng)和注水井組 成。在注水系統(tǒng)效率

2、指標(biāo)的組成因素中，由于電機(jī)效率變化 幅度很小，因此影響注水系統(tǒng)效率的主要因素之一是注水泵 效率。一般而言，為降低系統(tǒng)能耗，總是遵循一下兩個(gè)原則: 一是通過(guò)泵站運(yùn)行的優(yōu)化調(diào)度。二是調(diào)整注水管網(wǎng)系統(tǒng)的布 局調(diào)整。隨著油田生產(chǎn)形式的日益變化，注水范圍不斷擴(kuò)大, 注水壓力不斷升高，進(jìn)一步增加了地面注水工藝的難度。注 水系統(tǒng)耗電高、成本高的矛盾日益突出。二、油田南二區(qū)塊注水系統(tǒng)存在的問(wèn)題(1) 注水系統(tǒng)不能實(shí)現(xiàn)優(yōu)化運(yùn)行。為適應(yīng)不同時(shí)期、 不同階段的油田對(duì)注水變換的要求，需要經(jīng)常的調(diào)整注水系 統(tǒng)生產(chǎn)方案。多年來(lái)注水系統(tǒng)的運(yùn)行主要是靠注水管理人員 的認(rèn)識(shí)和經(jīng)驗(yàn)來(lái)實(shí)施的，因而不能保證注水系統(tǒng)在比較優(yōu)化 的狀態(tài)

3、下工作。其結(jié)果造成生產(chǎn)運(yùn)行方案不合理，致使注水 泵可能偏離高效區(qū)工作，注水管網(wǎng)效率低。(2) 泵管壓差大。由于不同時(shí)期油田開(kāi)發(fā)配注量的調(diào) 整，日常開(kāi)井?dāng)?shù)的增減變化、洗井、供水不足等因素的影響 使注水系統(tǒng)的注水量產(chǎn)生較大的波動(dòng)。為了適應(yīng)注水量的變 化，只能憑操作人員的經(jīng)驗(yàn)調(diào)正開(kāi)泵方案和調(diào)節(jié)閥門(mén)來(lái)控制 流量。因此導(dǎo)致注水泵與注水管網(wǎng)之間的匹配不合理而產(chǎn)生 較大的泵管壓差，尤其是當(dāng)注水工況頻繁變換使管壓發(fā)生變 化時(shí)，注水管理人員并不能及時(shí)的調(diào)整泵壓來(lái)響應(yīng)管壓的變 化，這也是導(dǎo)致泵管壓差大的原因之一。泵管壓差直接影響注水單耗。由于正常運(yùn)行的南二區(qū)塊 每日注水井水量固定，所以需要保證注水管網(wǎng)壓力穩(wěn)定。當(dāng)

4、 泵壓過(guò)高時(shí)勢(shì)必引起管壓升高，這是就要關(guān)小注水泵出口閥 門(mén)使管壓保持穩(wěn)定，這樣就會(huì)造成能源浪費(fèi)。很顯然泵管壓 差越大，單耗就越高。如何降低單耗使注水泵在最佳工況點(diǎn) 工作是我們研究的重點(diǎn)。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)在離心泵注水系統(tǒng)能量損 耗中，因泵效低而損失的能量最多，占總能量的60%左右。 因此抓住提高注水泵效這一環(huán)節(jié)，就抓住了提高注水系統(tǒng)效 率的關(guān)鍵。理論和實(shí)踐均表面，泵的比轉(zhuǎn)數(shù)越大、過(guò)流面積 越大、阻力越小，泵效越高。在保持泵壓的前提下，應(yīng)盡量 選擇較大的排量和較高比轉(zhuǎn)數(shù)的注水泵。(3) 注水泵單耗偏高。如何降低單耗？從統(tǒng)計(jì)結(jié)果可 以看出，單耗值雖然由耗電量除以注水量得出，但由于泵站 泵壓控制直接影響注水泵

5、的注水量與耗電量，因而也就影響 了注水單耗的大小。這樣就可以從分析泵壓變化的原因入 手，找到能夠降低注水單耗的方法和途徑。引起泵壓升高的 原因是運(yùn)行泵的供水量略大于系統(tǒng)所需要的水量。管壓偏高 泵壓也隨著升高，但通常泵壓不會(huì)升高太多，所以做好泵站 泵壓的控制工作和提高設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)質(zhì)量是降低注水單耗 的有效途徑。離心泵運(yùn)行效率低的原因分析中，在設(shè)備性能參數(shù)方面 也至關(guān)重要。常用離心注水泵性能參數(shù)表參數(shù)泵型()(m)(%)n (r/min) (%)df120-150 120 146 70 50. 98 2975 1. 7df140-150 140 150 73 53.41 2975 2. 0df20

6、0-170 2001707358. 5029852.4df250-150 2501597569.0529853.0df300-150a 300 163 76. 5 74.49 2985 2. 9df350-150 3501507978. 3229852.0df400-150 4001568182. 2829853.5表中：注水泵額定流量，；注水泵的單級(jí)揚(yáng)程，m；注水泵額定效率，%;注水泵的比轉(zhuǎn)數(shù)；n注水泵的轉(zhuǎn)速，r/min；國(guó)內(nèi)最好的注水泵與國(guó)外先進(jìn)泵效的差值，%;我國(guó)油田離心注水泵工作揚(yáng)程通常為1300-2000m,可 以靠增減葉輪級(jí)數(shù)來(lái)改變泵的總揚(yáng)程。為了簡(jiǎn)化對(duì)離心注水 泵特性的研究，以油

7、田常用離心泵df250-150 11為例進(jìn)行 研究。df250-150 11注水泵主要性能參數(shù)表q ()290 250 230 210 190 175 155 140 200h (m)1661 1749 1775 1804 1840 1880 1950 2050 1820(%)77. 5 75 73. 5 72 68. 5 65. 1 60. 1 56. 1 70. 0(kw)1694 1586 1512 1432 1390 1376 1369 1359 1416跟據(jù)表中的數(shù)據(jù)作出(q, h)、(q,)、(q,)、(q, q)點(diǎn)，用光滑曲線(xiàn)連接起來(lái)就得df250-150 11離心注水泵的 特性曲線(xiàn)。從曲線(xiàn)中可以看出，離心注水泵q越偏離qn,泵 出口壓力p2 (p3+ p)越高，泵出口電動(dòng)閥節(jié)流p越嚴(yán)重， 泵效p越低。泵工況點(diǎn)越遠(yuǎn)離注水泵的高效