注水泵的優(yōu)化

張濤（大慶油田工程有限公司設(shè)計(jì)院）

注水泵的優(yōu)化

張濤（大慶油田工程有限公司設(shè)計(jì)院）

摘要：大慶油田杏四～六面積聚驅(qū)注水系統(tǒng)由于區(qū)塊北部注入水質(zhì)為清水，南部注入水質(zhì)為深度污水及區(qū)域水量需求與注水泵排量不匹配等原因，造成該區(qū)塊注水單耗較高。通過注水泵減級(jí)、注入同一水質(zhì)、優(yōu)化啟泵數(shù)量及管網(wǎng)改造等優(yōu)化措施，使泵效提高了17.81%，注水單耗下降了1.49 kWh/m3，區(qū)塊年節(jié)電量達(dá)5.0×104kWh。

關(guān)鍵詞：注水系統(tǒng)；注水泵；措施

1　注水系統(tǒng)概況

大慶油田杏四～六面積聚驅(qū)注水系統(tǒng)建于2001年，區(qū)域內(nèi)建有聚驅(qū)注水站1座，即杏二十四注，設(shè)計(jì)規(guī)模1.92×104m3/d，目前實(shí)際注水量1.2×104m3/d，負(fù)荷為62.5%。區(qū)域內(nèi)建有注入站8座，其中1座注入站已停止注聚，母液注入泵170臺(tái)，注入井195口。區(qū)塊北部注入水質(zhì)為清水，南部注入水質(zhì)為深度污水。

2　系統(tǒng)能耗

杏四～六面積聚驅(qū)注水系統(tǒng)包括注水站和注入站2部分，其注水能耗的主要消耗在注水站部分。

2.1注水能耗分析

1）注水系統(tǒng)總壓差較大，造成能耗較高。杏二十四注水站1#泵泵壓與杏北1#～4#注入站單井實(shí)際最高注入壓力之差達(dá)到了3.0 MPa[1]；3#注水泵與杏北5#～8#注入站單井實(shí)際最高注入壓力之差為1.6 MPa。從注水泵到井口的能量，一部分消耗為管網(wǎng)損失，另一部分主要被單井配水閥所消耗。杏四～六面積北塊注水單耗達(dá)到了6.92 kWh/m3，南塊注水單耗達(dá)到了6.53 kWh/m3，高于全廠的平均水平5.8 kWh/m3。

2）區(qū)塊水量與注水泵不匹配，注水泵運(yùn)行效率低。杏四～六面積北塊注入水質(zhì)為清水；杏四～六面積南塊注入水質(zhì)為深度污水。由于水質(zhì)差異，杏二十四注水站需啟運(yùn)2臺(tái)注水泵，才能滿足區(qū)塊2種注入水質(zhì)的需求。

區(qū)塊水量與注水泵不匹配，造成注水泵運(yùn)行效率低。北塊所需配注水量為7081 m3/d，實(shí)際注水量為4559 m3/d；杏四～六面積南塊所需配注水量為6572 m3/d，實(shí)際注水量為4764 m3/d。而杏二十四注水站3臺(tái)注水泵排量均為400 m3/h，注水泵負(fù)荷率較低，均不在高效區(qū)運(yùn)行，造成運(yùn)行效率偏低。其中1#泵和3#泵的運(yùn)行效率分別為64.22%和69.48%，均低于全廠注水泵平均運(yùn)行效率的76.6%。

3　注水系統(tǒng)節(jié)能措施

1）注水泵減級(jí)。將杏二十四注水站1#注水泵從原來的10級(jí)減為9級(jí)，減級(jí)后，該泵運(yùn)行后平均注水泵效率為64.55%，注水單耗為6.63 kWh/m3。

表1　注水泵減級(jí)前后對比數(shù)據(jù)

與減級(jí)前相比，泵出口壓力下降了1.05 MPa，耗電量日平均下降了4583 kWh，注水泵泵效上升了0.33%，注水單耗下降了0.29 kWh/m3。但泵效仍然較低，節(jié)能的效果不明顯。

2）注入同一水質(zhì)。通過杏四～六面積南塊、北塊濃黏度等數(shù)據(jù)對比，發(fā)現(xiàn)用深度污水稀釋的聚合物溶液，在濃黏度等方面能夠滿足開發(fā)需求。

結(jié)合南塊污水稀釋聚合物現(xiàn)場運(yùn)行情況，將南塊注入的清水改為深度污水。

3）核算注入水量，優(yōu)化啟泵數(shù)量。杏四～六面積聚驅(qū)整個(gè)區(qū)塊需配注水量為13 653 m3/d，實(shí)際注入水量為9323 m3/d，選擇1臺(tái)D400注水泵，其額定排量為9600 m3/d，能夠滿足該區(qū)塊實(shí)際注水量。

4）管網(wǎng)改造。考慮各站冬季實(shí)際注水量將會(huì)出現(xiàn)上升現(xiàn)象，而杏二十四注水站1臺(tái)D400注水泵將無法滿足實(shí)際注水量需求，若啟用2臺(tái)注水泵后，造成系統(tǒng)壓差較大，注水單耗偏高。為此，計(jì)劃將已經(jīng)進(jìn)入后續(xù)水驅(qū)的杏北8#注入站進(jìn)行管網(wǎng)改造，由普通水注水干線提供注水，減少注用水站水負(fù)荷，使杏二十四注水站在啟運(yùn)1臺(tái)D400注水泵就能與區(qū)塊需求水量得到合理的匹配，從而降低注水單耗，節(jié)約注水耗電量。

4　節(jié)能效果

杏四～六面積聚驅(qū)區(qū)塊，將注水水質(zhì)統(tǒng)一為深度污水，杏二十四注水站優(yōu)化為1臺(tái)D400注水泵。

杏二十四注水站注水泵優(yōu)化后各項(xiàng)數(shù)據(jù)與優(yōu)化前相比，在注水量保持不變的情況下，平均泵壓下降了1.08 MPa，平均管壓下降了1.2 MPa，平均泵效提高了17.81%，注水單耗下降了1.49 kWh/m3。

杏四～六面積聚驅(qū)區(qū)塊平均注水量按照10 000 m3/d，注水單耗按照下降1.4 kWh/m3計(jì)算，優(yōu)化后的日節(jié)電量達(dá)1.4×104kWh，年節(jié)電量可達(dá)5.0× 104kWh，節(jié)電效果顯著。

5　結(jié)論與認(rèn)識(shí)

1）注水系統(tǒng)優(yōu)化措施，應(yīng)先整體后局部。先考慮注水泵能力與區(qū)塊實(shí)際需求水量的匹配問題，采取區(qū)塊啟泵優(yōu)化措施；然后局部調(diào)整，泵管壓差較大、單耗較高等問題，采取注水泵減級(jí)降低泵管壓差。

2）在地面工程系統(tǒng)的優(yōu)化簡化過程中，不能只是局限于本系統(tǒng)內(nèi)考慮問題，應(yīng)當(dāng)于開發(fā)部門結(jié)合，做好與開發(fā)系統(tǒng)的優(yōu)化同步，才能達(dá)到優(yōu)化的最好效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.油田注水工程設(shè)計(jì)規(guī)范：GB 50391—2014[S].北京：中國計(jì)劃出版社，2015：1-10.

（編輯莊景春）

DOI:10.3969/j.issn.2095-1493.2016.01.008

作者簡介：張濤，工程師，2005年畢業(yè)于大慶石油學(xué)院（石油工程專業(yè)），從事給排水設(shè)計(jì)工作，E-mail：93765800@qq.com，地址：黑龍江省大慶油田設(shè)計(jì)院給排水室，163000。

收稿日期2015-11-09