高壓注水變頻應用效果分析

張曉霞（大慶油田有限責任公司第五采油廠）

變頻調速技術是現(xiàn)代電力傳動技術的一個主要發(fā)展方向，具有顯著的節(jié)能效果和優(yōu)異的調速性能。在石油行業(yè)中，注水系統(tǒng)是油田的耗電大戶，耗電量占整個油田生產的40%左右，因此，降低注水系統(tǒng)能耗是油田注水面臨的重大問題[1]。

1 某區(qū)塊注水系統(tǒng)概述

某區(qū)塊注水系統(tǒng)已建成注水站9座，共安裝注水泵25臺，注水能力75000m3/d，注水井1599口，平均泵壓15.6MPa，平均管壓15.1MPa，平均注水單耗5.74kWh/m3。

某區(qū)塊注水系統(tǒng)由于受鉆關、洗井、測試等因素的影響，注水系統(tǒng)的注水量波動較大，只能通過調節(jié)注水泵出口閥門來控制流量，增加了管網(wǎng)損耗，泵管壓差較大，注水單耗較高。

為了解決某區(qū)塊注水系統(tǒng)存在的問題，我們提出在某區(qū)塊注水管網(wǎng)的中杻位置某注水站安裝高壓變頻裝置。

2 高壓注水變頻應用

A注水站建有D300-150×11注水泵2臺，電動機功率2240kW，日平均注水量8500m3以上，注水單耗5.80kWh/m3。某區(qū)塊注水管網(wǎng)相互聯(lián)通，A注水站又處于注水管網(wǎng)的中杻位置，對整個注水系統(tǒng)影響較大，通過利用高壓變頻調節(jié)靈活的優(yōu)勢，能夠最大限度挖掘其系統(tǒng)節(jié)能潛力。注水站變頻控制應用見圖1。

圖1 某注水站控制原理

3 高壓注水變頻運行效果分析

3.1 A注水站運行效果分析

A注水站安裝高壓變頻器以來，泵管壓差、注水單耗下降幅度較大，2012年與2010年對比分別下降了0.50MPa、0.96kWh/m3（表1），取得了較好的節(jié)能效果。

表1 A注水站安裝高壓變頻前后效果對比

變頻器運行前后某注水站月平均注水單耗見圖2。

表2 A注水站高壓變頻運行前后某區(qū)塊注水系統(tǒng)生產數(shù)據(jù)

圖2 變頻器運行前后某注水站月平均注水單耗趨勢

3.2 某區(qū)塊注水系統(tǒng)運行效果分析

由于注水系統(tǒng)是由各個注水站及注水管網(wǎng)構成的一個整體，A注水站作為某區(qū)塊注水系統(tǒng)的一部分，改變A注水站的運行狀況必然會引起系統(tǒng)各部分能量損耗發(fā)生變化，并使各注水站的負荷分配發(fā)生改變，對整個區(qū)塊注水系統(tǒng)造成一定的影響[1]。

從表2可以看出，變頻運行后，某區(qū)塊注水系統(tǒng)單耗由5.74kWh/m3下降到5.54kWh/m3，下降了0.2kWh/m3，運行效果比較好。但同時我們也注意到某區(qū)塊注水系統(tǒng)的6座注水站單耗有3座上升，3座下降，這說明某區(qū)塊注水系統(tǒng)耦合性較強。因此必須考慮單站運行狀態(tài)的改變對整個系統(tǒng)的影響，要保證整個系統(tǒng)處于優(yōu)化運行狀態(tài)，就必須采取統(tǒng)一協(xié)調控制方式，才能取得更加顯著的節(jié)能效果。

4 結論

1）高壓注水變頻作為調節(jié)單個注水站運行狀態(tài)的技術措施，可以保證注水站運行在較優(yōu)的工況下，實現(xiàn)注水量的無節(jié)流調節(jié)，降低注水單耗。

2）由于注水系統(tǒng)一般整體性較強，改變一個注水站的運行狀況會引起系統(tǒng)各部分能量損耗發(fā)生變化，因此高壓注水變頻作為整個系統(tǒng)調控的一個“支點”，只有統(tǒng)一協(xié)調控制，才能實現(xiàn)整個系統(tǒng)優(yōu)化運行。

[1]王海文,王一平,馮明華,等.高壓變頻器技術在油田注水系統(tǒng)的應用與節(jié)能分析[J].石油工程建設，2006（3）:28-29.