降低注水系統(tǒng)能耗節(jié)能措施

王德軍

中油遼河油田分公司錦州采油廠 遼寧盤錦 124010

摘要：針對注水系統(tǒng)能耗較高的情況，通過采取優(yōu)化注水泵運(yùn)行，優(yōu)化注水系統(tǒng)管網(wǎng)，結(jié)合油井實(shí)際優(yōu)化注水，減少無效能耗，最終實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。

關(guān)鍵詞：節(jié)能；注水；系統(tǒng)能耗

隨著油田開發(fā)進(jìn)入后期，注水開發(fā)成為現(xiàn)階段的一種主要開發(fā)方式。注水可有效地補(bǔ)充地層的能量，對開發(fā)產(chǎn)量的穩(wěn)定、提升起到積極作用，也是提高采收率的一種手段，但同時(shí)大幅度增加開發(fā)能耗。注水能耗在整個(gè)采油廠中能耗的比例不斷升高，因此實(shí)現(xiàn)注水系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，不斷降低注水系統(tǒng)能耗，是采油廠降本增效的一個(gè)重要途徑。

一、注水系統(tǒng)現(xiàn)狀

現(xiàn)有注水站3座，注水泵10臺，設(shè)計(jì)注水規(guī)模17200m3/d，實(shí)際負(fù)荷8000m3/d；配水間27座；注水干線、支干線10條。運(yùn)行壓力在10MPa至13MPa，設(shè)計(jì)壓力16MPa?，F(xiàn)有注水管網(wǎng)32.67余公里，其中干線22.84公里，支線9.83公里，77%投產(chǎn)在1983年，已呈老化狀態(tài)。設(shè)計(jì)年注水量380萬立方米，能耗高達(dá)2470萬千瓦時(shí)，占全廠總耗電的15%。存在多方面的問題：1）注水源頭離心注水泵容量大、能耗高、運(yùn)行管理方式保守；2）部分轉(zhuǎn)注井未進(jìn)入注水管網(wǎng)系統(tǒng)，難于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)注水；3）注水管網(wǎng)運(yùn)行時(shí)間長，結(jié)垢、雜質(zhì)多，管網(wǎng)阻損大；4）部分注水井單獨(dú)注水壓力高，導(dǎo)致整個(gè)注水管網(wǎng)壓力高，能耗損失大。

二、降低注水系統(tǒng)能耗的主要節(jié)能措施

1、優(yōu)化運(yùn)行注水泵，減級降容，降低注水泵能耗

針對多臺注水泵，額定排量不同的情況，在實(shí)際運(yùn)行過程中，注水量根據(jù)生產(chǎn)的變化不斷的調(diào)整，結(jié)合注水量大小制定出注水泵的優(yōu)化運(yùn)行匹配方案，并在生產(chǎn)中得以實(shí)施。該方案實(shí)施后，節(jié)電效果顯著。同時(shí)在實(shí)施注水泵優(yōu)化匹配的同時(shí)，及時(shí)的根據(jù)注水量及注水干壓變化要求，配合節(jié)能設(shè)施調(diào)整注水量及注水干壓。注水泵年平均單耗從5.62kw/m3降低至目前的4.67kw/m3。年實(shí)現(xiàn)節(jié)電量313萬千瓦時(shí)。

生產(chǎn)現(xiàn)場目前有5臺6000V高壓多級離心注水泵，排量大，由于大容量離心泵遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于實(shí)際需求，因此使用閥門調(diào)控滿足生產(chǎn)需求。泵不能在高效區(qū)運(yùn)行，造成實(shí)際運(yùn)行泵效低，離心泵泵效低至60%左右，單耗高達(dá)6.9kWh/m3。通過對注水泵進(jìn)行減級降容處理，以降低注水泵能耗?，F(xiàn)場對注水站3#、5#注水泵實(shí)施減級降容，3#注水泵由1800kw降低至1600kw，單耗由5.73kw/m3降至5.38 kw/m3；5#注水泵由2000kw降至1800kw，單耗由7.11kw/m3降至5.87kw/m3。2臺注水泵減級降容后年實(shí)現(xiàn)節(jié)電210萬千瓦時(shí)。

2、優(yōu)化注水系統(tǒng)管網(wǎng)，提升注水效力

注水管網(wǎng)大部分運(yùn)行超過25年。由于運(yùn)行周期長，大量油污和垢粘附在管壁上，使注水系統(tǒng)中的管網(wǎng)直徑縮小、管損增加、泵壓上升，管線壓力損失增加，無形中要增加注水源頭壓力來保證注水井口壓力滿足注水質(zhì)量，造成能耗增高產(chǎn)生浪費(fèi)。為降低結(jié)垢對整個(gè)注水管網(wǎng)系統(tǒng)的影響，整個(gè)注水管網(wǎng)干線、支線進(jìn)行支點(diǎn)取水，明確清洗清洗入口、清洗重點(diǎn)。注水干線進(jìn)行清掃后注水整體干壓從11.9MPa下降至10.5MPa左右，下降1.4MPa，單耗值下降0.1kWh/m3。

針對運(yùn)行時(shí)間長，管網(wǎng)復(fù)雜、管壁變薄、承壓能力下降，且長距離的管網(wǎng)造成壓降損失增加，增加注水源頭壓力，進(jìn)而增加無效能耗的現(xiàn)狀，通過對整個(gè)注水管網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化并行，即并行停用枝杈繁瑣型老管網(wǎng)，優(yōu)化 系統(tǒng)注水方式，提高注水管網(wǎng)效率。累計(jì)停用12.43Km，優(yōu)化改造11.6Km，整個(gè)注水系統(tǒng)壓力損失下降0.8MPa。

3、結(jié)合油井實(shí)際優(yōu)化注水，減少無效能耗

在油田開發(fā)過程中，地下生產(chǎn)情況也不斷發(fā)生變化。因此，對注水系統(tǒng)的要求也不斷的發(fā)生變化，通過深入開展各各斷塊注水潛力分析。針對每口井的生產(chǎn)情況不同，注水量、注水壓力要求各不相同。正常生產(chǎn)情況下，必須在前端滿足最高注水壓力、注水量以滿足單井的高壓需求，而這樣使整個(gè)注水系統(tǒng)壓力升高，能耗增加。為解決系統(tǒng)高壓力、高配注量需求，我們采取區(qū)塊周期注水、單井增注、單井注水的原則解決該問題。

精心布置注水方案，實(shí)施精細(xì)研究，不同區(qū)塊錯(cuò)開注水，在提高注水效果的同時(shí)降低無效注水量，又確保全廠整體注水量的平衡性。區(qū)塊周期注水采取“單月停住、雙月注水”或“調(diào)整注水層”。年度減少注水量57萬立方米，實(shí)現(xiàn)日產(chǎn)油平穩(wěn)、綜合含水率從92.3%下降到目前的90.1%。

針對個(gè)別油井注水壓力較高的實(shí)際情況，如果為了個(gè)別水井而提高整個(gè)注水系統(tǒng)的壓力，勢必造成注水單耗上升，注水系統(tǒng)效率降低，能源浪費(fèi)。采取單井增注的方法，在井口安裝高進(jìn)高出的柱塞泵，將來水壓力提高后注入地層以滿足注入壓力而達(dá)到滿足配注量，提高受效井的產(chǎn)量。對20余口注水井實(shí)施單井增壓，降低系統(tǒng)壓力1.2MPa，減少系統(tǒng)損失10%以上。

注水水井由于長時(shí)間注水開發(fā)，地層受粘土膨脹、粘土運(yùn)移、外來流體污染等因素的影響，導(dǎo)致水井層段受堵嚴(yán)重，注水壓力升高而致使注水困難，增加注水系統(tǒng)整體壓力，能耗升高。針對井層段受堵嚴(yán)重的井，我們利用多氫酸進(jìn)行解堵，以降低井口壓力減緩注水系統(tǒng)壓力升高的問題。累計(jì)實(shí)施5口井，減少能耗3.5萬千瓦時(shí)。

三、效益

注水系統(tǒng)各種技術(shù)、措施的應(yīng)用實(shí)施，有效的降低注水系統(tǒng)能耗。注水源頭高壓注水泵單耗已由6.87kWh/m3降低歷史最低點(diǎn)4.67kWh/m3；注水泵效率提升至82.6%；注水系統(tǒng)單耗降至5.34kWh/m3，注水系統(tǒng)效率提升至61.35%；年實(shí)現(xiàn)注水系統(tǒng)節(jié)電421.3萬千瓦時(shí)。

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腐朽思想，基本沒有創(chuàng)新追求發(fā)展的意識，這給水利工程建設(shè)管理帶來了很大的阻礙。因此，要及時(shí)的更新觀念，把市場經(jīng)濟(jì)的觀念引人水利工程的管理中來，要對水價(jià)進(jìn)行合理的定制，同時(shí)根據(jù)自身的特點(diǎn)展開多種模式的經(jīng)營，擴(kuò)展自身發(fā)展的空間，提高管理的經(jīng)濟(jì)效益。及時(shí)更新思想觀念，勇于創(chuàng)新變革，不僅僅有利于水利工程管理的現(xiàn)代化發(fā)展，而且還可以提升自身管理的經(jīng)濟(jì)效益，這對于從事水利工程管理的工作人員也是一種激勵(lì)，調(diào)動職工的積極性，促進(jìn)水利工程管理的科學(xué)化。如下圖1所示為一種新型的水利水電工程運(yùn)行管理圖：

圖1 水利水電運(yùn)行管理圖

由該流程圖可知，通過建立評別“紅旗個(gè)人”、“紅旗班組”、“紅旗部門”等方式來激勵(lì)員工之間、部門之間的相互競爭，這是一種較為有效的激勵(lì)機(jī)制，能夠大大提高員工的工作積極性和工作效率，更有利于水利發(fā)電站實(shí)現(xiàn)文明運(yùn)行、安全運(yùn)行、低成本運(yùn)行。

三、總結(jié)

我國的現(xiàn)代化建設(shè)一定要有水利建設(shè)的現(xiàn)代化作為基礎(chǔ)，要想實(shí)現(xiàn)水利建設(shè)的現(xiàn)代化目標(biāo)那就要進(jìn)行水利工程管理運(yùn)作的現(xiàn)代化建設(shè)。我國經(jīng)濟(jì)市場高速發(fā)展為水利工程建設(shè)與運(yùn)行管理開辟新渠道提供了支撐，針對于那些投資大、收益好的水利工程項(xiàng)目，可以適時(shí)采取股份制的機(jī)制，讓水利工程運(yùn)行管理與現(xiàn)代化市場經(jīng)濟(jì)接軌，促進(jìn)我國水利工程管理更加科學(xué)合理。

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