油田注水系統(tǒng)節(jié)能降耗的措施分析

孫海波

摘要：本文主要研究了油田注水系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)，針對油田注水系統(tǒng)能耗量較大的原因，提出了操作性較強(qiáng)節(jié)能方案，對油田注水系統(tǒng)巨大能耗量問題進(jìn)行了解決。與此同時，對油田注水系統(tǒng)節(jié)能管理技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新，提出進(jìn)了行之有效的措施，確保系統(tǒng)安全穩(wěn)定高效運(yùn)行，進(jìn)而最大可能的實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。

關(guān)鍵詞：油田注水系統(tǒng);節(jié)能降耗;措施

在油田開采過程中，為避免地面塌陷情況的出現(xiàn)，一般都會采取向開采區(qū)域內(nèi)注水的措施，注水耗電量是非常大的，一般要占到了油田用電量的40%左右，所以把注水能耗是降低下來，是采油節(jié)能的重要內(nèi)容。油田注水量是非常大的，因此水資源浪費(fèi)問題也可能出現(xiàn)，把損耗也降低下來，也是油田節(jié)能的重要研究內(nèi)容。隨著油田含水率的不斷提高，注水能耗也處于不斷的上升之中。本文在對油田注水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行闡述的基礎(chǔ)上，分析了油田注水系統(tǒng)能耗高的原因，并就油田注水系統(tǒng)能耗的降低提出了自己的意見和建議。

1.油田注水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分析

油田注水系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是比較復(fù)雜的，主要由電機(jī)、注水泵、管網(wǎng)、配水間、增注泵、配水閥和注水井構(gòu)成，各成分之間連接起來以后，一個注水整體就形成了，所以，要想降低油田注水系統(tǒng)的能耗，必須從宏觀上加以考慮，把配套的節(jié)能降耗措施制定并落實(shí)下來。傳統(tǒng)的油田注水系統(tǒng)都會制定降耗目標(biāo)值，雖然能夠?qū)?jié)能降耗起到一定的作用，但整體上效果并不能讓人滿意，而且人工操作也是至關(guān)緊要的，加上油田注水系統(tǒng)極為復(fù)雜，因此其工作協(xié)調(diào)性的差異也是比較明顯的，造成節(jié)能效率長期處于較低的水平。所以，我們下一步要集中統(tǒng)一管理注水措施，保證把其效能充分發(fā)揮出來，保證不同機(jī)構(gòu)工作可以同步進(jìn)行，最終實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目的。

2.油田注水系統(tǒng)能耗高的原因分析

當(dāng)前，注水泵、配水閥、驅(qū)動注水泵電機(jī)和管網(wǎng)摩阻都導(dǎo)致能量損失，這四部分基是整個注水系統(tǒng)出現(xiàn)能量損失的重要內(nèi)容。隨著油田含水率的不斷增加，注水能耗未來還會出現(xiàn)顯著的上升趨勢，其中泵站是消耗電能的重要原因。有鑒于此，對油田注水系統(tǒng)節(jié)能進(jìn)行優(yōu)化，注水泵和管網(wǎng)是兩個重要的切入點(diǎn)。

3.油田注水系統(tǒng)節(jié)能降耗的具體措施

3.1合理配備設(shè)備，采用新型節(jié)能水泵

首先，針對油田注水系統(tǒng)具體實(shí)際，要盡量選擇使用大排量的水泵。大排量泵的功率大、效率高、氣密性好，因此使用起來的效果較好，與小排量離心泵對比，起過流面積和離心阻力上的優(yōu)勢也十分明顯。但是美中不足的是其成本較高，在小型油田使用起來比較困難，所以，油田運(yùn)用這種方法節(jié)能降耗時，要與自己的事情相結(jié)合，選擇與自身情況相符的離心泵，在油田正常運(yùn)營的前提下，盡可能把能耗降低下來。第二，要采集記錄油田注水系統(tǒng)各項(xiàng)指標(biāo)、數(shù)據(jù)，采用更好的計算機(jī)軟件，在計算機(jī)上進(jìn)行模擬控制，并以此為基礎(chǔ)，充分利用現(xiàn)代制造技術(shù)，把新型的注水泵節(jié)能元器件研制出來。此外，使用新型材料結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品，注水系統(tǒng)運(yùn)行中的機(jī)械損耗就會降低下來，這也有利于注水系統(tǒng)電機(jī)能耗的降低。

3.2提高注水管網(wǎng)的運(yùn)行效率以降低能耗

3.2.1要完善配套工藝

要把分壓注水技術(shù)充分利用起來，根據(jù)不同水井的注水壓力，有效合理的做好分配工作，保證各個系統(tǒng)的壓力不出問題，進(jìn)而把電能損耗全面降低下來。通過保證注水系統(tǒng)的精確度和靠性強(qiáng)，使用先進(jìn)的傳感技術(shù)，采用電腦全面監(jiān)管控制注水站，還可以集中監(jiān)控注水站、水電機(jī)、潤滑系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)，并把磁化器增注技術(shù)充分利用起來，調(diào)查研究證明，注水通過磁場處理后，其張力與潤滑性與普通用水有明顯區(qū)別，可以把雜質(zhì)吸收起來，凈化水質(zhì)的目的也因此得以實(shí)現(xiàn)，而且要把電機(jī)和泵芯進(jìn)行更換，加大泵葉輪流道，從而增大泵的排量。這樣換泵的經(jīng)費(fèi)就可以被節(jié)省下來，泵效也可以因此得到較大的提升，利用化學(xué)藥劑處理從油層中抽取出來污水，其中的雜質(zhì)都可以得到較好的處理，污水中雜質(zhì)的含量就可以得到顯著的降低，對油田注水的節(jié)能可以起到至關(guān)緊要的作用。

3.2.2合理布站減少管網(wǎng)損失

管網(wǎng)的分布形式必須做到科學(xué)合理，保證運(yùn)行期間水流損耗降低到最低的水平，因?yàn)樽⑺畷r傳輸距離減短，節(jié)能目標(biāo)也就可以因此得到實(shí)現(xiàn)。油田開在大規(guī)模開采的過程中，布設(shè)期間要從全面加以考慮，把整體傳輸距離減到最少，把水資源損耗降到最低的水平。通過對管網(wǎng)實(shí)施最優(yōu)設(shè)置，可以把節(jié)能技術(shù)運(yùn)用于前期設(shè)計階段，并對其布設(shè)形式進(jìn)行優(yōu)化。

3.2.3降低壓差，提高注水效率

從應(yīng)用分壓注水的視角來分析，可以按照水井內(nèi)部注水壓力的差別，在注水分配過程中分梯度進(jìn)行，一方面水井內(nèi)部的壓力可以保持穩(wěn)定，保證整個注水系統(tǒng)整體功能的運(yùn)作不收任何影響;另一方面，水井壓力也可以實(shí)現(xiàn)直接管理，分別管理的能耗也可以實(shí)現(xiàn)有效的降低。從目前的分壓注水實(shí)際來看，雙管網(wǎng)注水系是比較常用的設(shè)備，并且使用了分壓注水方法，通過運(yùn)用仿真模擬技術(shù)，對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行修改，使得節(jié)能功能更加完備。這方面大慶油田做得尤其典型，在具體的采油工作中，根據(jù)不同層段吸水能力的差異，并對其進(jìn)行了分類區(qū)分，按照統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)對不同的吸水層進(jìn)行劃分，設(shè)備利用率得到了顯著的提升，同時油層注水質(zhì)量也實(shí)現(xiàn)了明顯的改善。

3.2.4系統(tǒng)仿真優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用

針對那些復(fù)雜的注水系統(tǒng)，可運(yùn)用數(shù)學(xué)模型進(jìn)行計算，利用系統(tǒng)仿真把系統(tǒng)中的壓力、流量等參數(shù)確定下來，這樣不僅開泵布局可以得到很好的優(yōu)化，還可以充分利用現(xiàn)有，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行能耗最低的目標(biāo)。運(yùn)用系統(tǒng)仿真技術(shù)，勞動強(qiáng)度可以得到有效的下降，為油田節(jié)能技術(shù)管理提供了一個方便使用的工具。仿真優(yōu)化運(yùn)行技術(shù)可以對開泵布局起到很好的指導(dǎo)作用，保證油田注水開泵布局不出問題，并實(shí)現(xiàn)運(yùn)行費(fèi)用的有效降低。

3.2.5注水系統(tǒng)的數(shù)字化管理

為了更好地采集、傳輸、評價注水系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)和參數(shù)，并及時監(jiān)測注水系統(tǒng)的能耗情況，我們要把注水系統(tǒng)的設(shè)備和運(yùn)行參數(shù)數(shù)據(jù)庫建立起來，并運(yùn)用數(shù)字化技術(shù)加以管理。實(shí)時掌握注水系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)的運(yùn)行參數(shù)。并評估出影響注水系統(tǒng)能量損失的數(shù)據(jù)，并針對發(fā)現(xiàn)的薄弱環(huán)節(jié)加以調(diào)整。

4.總結(jié)

由上可知，油田注水系統(tǒng)的高耗能對油田開采效益造成了嚴(yán)重的制約，隨著高新技術(shù)設(shè)備的不斷普及，油田注水系統(tǒng)的節(jié)能降耗也可有了可靠的依托。廣大油田管理部門都要針對自身實(shí)際，緊盯技術(shù)發(fā)展方向，就自身的注水節(jié)能制定出良好的方案，進(jìn)而把油田的生產(chǎn)開采效率提高到更高的水平。

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