注水系统效率研究与应用-PPT精选文档
提高油田地面注水系统效率技术应用
• 引言 • 油田地面注水系统概述 • 提高注水系统效率的技术应用 • 案例分析 • 结论与展望
01
引言
背景介绍
油田地面注水系统是油田开发中的重要环节，其效率直接影 响到油田的产能和经济效益。随着油田开发的深入，注水系 统的能耗和运行成本逐渐增加，因此提高注水系统效率对于 降低生产成本、提高产能具有重要意义。
经验总结
03
优化布局是提高注水系统效率的有效途径，需综合考虑管网压
力、流量等因素。
应用案例二：某油田智能控制技术的应用
智能控制方案
采用智能控制技术，实现 注水系统自动化控制。
实施效果
自动化控制提高了注水精 度，减少了人工操作误差， 提高了系统稳定性。
经验总结
智能控制技术是未来油田 注水系统的发展方向，可 有效提高系统效率和稳定 性。
应用案例三：某油田变频调速技术的应用
变频调速方案
通过变频器调节电机转速，实现注水 泵流量可调。
实施效果
经验总结
变频调速技术可有效提高注水系统的 灵活性和节能性，适用于多种工况需 求。
流量调节范围更广，注水压力波动小， 降低了能耗。
05
结论与展望
研究结论
注水系统效率得到显著提高
通过应用新技术，油田地面注水系统的效率得到了显著提升，有 效提高了油田的采收率。
加强智能化与自动化技术的 应用
通过加强智能化和自动化技术的应用，实现注水系 统的远程监控和自动调节，降低人工成本和操作风 险。
拓展跨界合作与创新
加强与其他行业的跨界合作，引入先进的理 念和技术，推动油田地面注水系统的持续创 新与发展。
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注水系统效率研究与应用
注水系统效率研究与应用注水系统是一种在油田开发过程中常用的增产技术，通过向井底注入水来提高油井产能和提高油井效率。
注水系统效率研究与应用是一个非常重要的课题，对于有效利用水资源和提高油田开发效率具有重要意义。
本文将探讨注水系统效率研究与应用的相关内容。
首先，注水系统效率研究是为了从技术层面上提高注水系统的效率。
在注水系统中，首要的问题是如何选择适当的注水井位和注水压力。
研究表明，注水井位和注水压力参数的合理选择对注水系统的效率有着直接的影响。
因此，可以通过数值模拟和实验研究的方法，探究不同注水井位和注水压力参数下注水系统的有效注水量和增油效果，从而找到最佳的注水井位和注水压力参数，提高注水系统的效率。
其次，注水系统效率研究还可以从水资源利用的角度进行。
注水系统需要大量的水资源来进行注水作业，然而水资源是一种宝贵的资源，因此注水系统的效率也涉及到水资源的合理利用。
在注水系统中，可以采取一系列措施来提高水资源的利用效率。
例如，可以通过提高水的回注率来减少注水需要的水量；可以利用油田产水作为注水水源，减少对外部水资源的依赖；可以采用节水技术，例如利用注水排层进行不同注水井的水资源转移等。
通过这些措施，可以最大限度地提高注水系统的效率，实现对水资源的合理利用。
此外，注水系统效率研究还可以从经济效益的角度进行。
注水系统的建设和运行都需要一定的投入，因此注水系统的经济效益也是需要考虑的因素。
经济效益主要包括注水系统的投资成本和注水系统的产量增加带来的收益之间的平衡。
在注水系统效率研究中，可以通过经济评价的方法，包括投资回收期、净利润、内部收益率等指标，分析不同注水系统效率水平下的经济效益情况，为注水系统的投资决策和运行管理提供科学依据。
最后，注水系统效率研究的应用是将研究成果应用于实际的油田开发中。
通过近年来的研究进展，注水系统的设计和运行管理也得到了较大的提高。
例如，一些油田开发公司已经采用了智能注水系统，通过传感器和数据管理系统实现对注水井的实时监测和控制，从而提高注水系统的效率。
采油PPT课件：注水泵系统效率
三、影响油田地面注水系统效率的原因分析
油田地面注水系统效率的高低受电机效率、泵效率、管网 效率三方面的影响。
1、电机效率的影响因素分析 电机额定效率是指在额定载荷下运行时的电机效率。而在 生产中受环境、运行载荷变化等因素影响，使之通常低于出厂 额定效率。 一是配备电机功率大于所需功率； 二是由于电机长期运转使传动部分产生磨损，加大机械损失； 三是供电系统电压、功率因数波动的影响均可降低电机运行效 率。
η=N/N轴×100%
式中： N——泵的有效功率，kW； N轴——泵的轴功率，kW ； Η——泵的效率，% 。
一、主要性能参数
也可以用温差法来计算泵的效率
P
P 4.1868
t
ts
100
%
其中Δts为等熵温升修正值
1卡/秒(cal/s)=4.1868瓦(W)
管网效率的计算
n
p4i qvji 100% p2i qvpi
注水泵系统效率
一、主要性能参数
1、柱塞泵流量
柱塞泵的主要性能参数有流量、有效压头、有效功率、轴功率、 效率等
1、理论排量 所谓理论排量就是指泵单位时间内不考虑漏失、吸入不良等因素影 响而排出的体积量，理论排量又分为理论平均排量和理论顺时排量两种。 ⑴ 理论平均排量 Q理平=m×F×S×n/60 式中：Q理平——理论平均排量，m3/s； m ——多缸泵的缸数；F— —泵活塞的截面积，m2 ；S——活塞冲程，m；n——冲数，次/min 。
一、主要性能参数
流量的测定：一般用容积法，即用标准容 器来测量流量，现场采用经过标定的储水 罐作为标准容器。方法如下：
在注水泵工况稳定时，计算水罐的液位并 开始计时，经过一定时间后，终止计时并 再次计量水罐的液位。最后算出平均每小 时的流量。
国内外注水系统效率研究应用情况综
１）提高机泵系统效率相关技术 主要是研究高效的节能电机和依据油田实际需要，采 用新技术，提高注水泵的效率。 ２）注水系统管网的能耗的仿真分析 主要是如何建立地面网格模型，并进行简化，及多节 点方程的解法处理。通过建立注水系统的研究模型，建立 注水系统的数学模型【５】，进行系统仿真，从而分析各环节 的能量损失情况，采取相应的措施来完善注水系统。 ３）工况诊断分析 依据仿真结果，针对管网漏失、管线腐蚀、局部压力 损失过大、流量异常、井口、管网、设备能耗等工况进行 诊断分析，能够准确识别管网和设备故障，从而能够及时 地发现并减少不必要的能量损失，提高效率。 国内对油田地面注水系统效率问题的研究时间较短， 上述工作所取得的成果也只是初步的。国外发达国家的技 术先进、地面注水系统效率较高。因为国外油田注水主要 以离心泵为主，注水泵性能好，运行周期长，检修工作量 少，无功功耗小，配合变频调速技术的应用，可以做到注 水泵出口压力流量与注水井压力水量匹配，减少或消除回 流现象，从而实现节能节电，高效运行。 ５．５精细研究推动系统整体优化 随着系统效率的不断提高，研究内容不断增加，早期 的主要矛盾已经解决，一些次要矛盾逐渐变得重要，因此
参考文献 【１】 王红丽，王奎升．浅谈国内注水系统的节能问 题．石油矿场机械，２００２，３１（５）：７－１０ 【２】 梁光川，郑云萍等．油田地面注水系统效率分 析．西南石油学院学报，２００１，２３（２）：６２－６５ 【３】丰国斌．油田注水系统节能［Ｊ】．石油规划设计， １９９６，（２）：７－９ ［４】４ 陆跃军．双河油田注水系统节能分析和改造方 案初探［Ｊ】．华北油田设计，１９９８，（１）：３９－４５ 【５】常玉连，高胜，郭俊忠．油田注水系统最优控制 数学模型及系统设计．石油机械，２００１，２９（１２）：２４－２６
油田注水系统效率优化与研究
油田注水系统效率优化与研究摘要:油田自开始开展注水系统效率技术研究与应用，在系统的优化方面具有较为雄厚的技术优势，经过几年的研究攻关，技术不断进步、完善。
成为注水系统调整改造中的技术支撑，并形成了地面注水系统图形仿真、地面注水系统机泵工况诊断、地面注水系统管网分压优化、地面系统效率综合评价技术等四项主导技术。
通过深化注水系统井筒、储层效率技术研究，加快成果的应用，形成一整套具有推广价值的诊断、分析、评价集成技术，为注水系统优化设计、高效运行提供必要的技术保障。
该技术在油田注水领域具有先进性、完整性、创新性，现场应用后取得了明显的效果。
关键词:油田注水；系统效率；仿真优化；注水系统1.油田注水系统现状分析(1)注水系统基本状况。
大庆油田注水系统经过40多年的开发,经历了基础井网、加密井网、注聚井网等油田建设阶段。
已经形成了一般水注水系统、深度水注水系统和聚驱注水系统3套井网。
一般水注水系统为基础井网和加密井网服务,深度水注水系统主要为二、三次加密井网以及外围低渗透油田服务,聚驱注水系统主要为聚驱开发区块服务。
这样就实现了含油污水、深度污水和聚合物注低矿化度清水三种水质的分支注水,以满足不同井网对水质的各种要求。
(2)注水(入)流程。
为了满足油田生产需要,大庆油田根据自身的地域特征,开发并已逐步形成了7套油田注水(入)的工艺流程。
供水注水工艺流程分别为:集中低压供水、分散注水、单干管多井配水;集中高压供水、集中注水、单干管单井配水;集中高压供水、集中注水、单干管多井配水。
聚合物配置与注入工艺流程为:注入站单泵单井;注入站单泵多井;配制站集中配制、分散注入、单泵对单站供母液;配制站集中配制、分散注入、单泵对多站供母液。
2.注水系统能耗状况油田生产消耗电能,体现在生产过程中的各个环节。
主要耗电单元是各类以电为能源的举升设备,电力输配系统也存在一定的自身能源消耗。
随着油田生产的发展,仍需要不断提高注水效率。
提高油田注采系统效率的方法 共26页PPT资料
1、国内外油田注水系统能耗水平
国内外油田注水系统效率统计表
年度 项目
国外 国内平均 国内先进 中石化 胜利平均
2000 注水泵效，% 80～85 72.1
78.09
74.45
系统效率，%
47.8
泵出口控制
泵出口控制 管道压降 注水井控制
占64.47%
1、国内外油田注水系统能耗水平
流程方面
国外油田基本遵循简化原则，减少中间环节，提高整体效率 。国内油田基本也能够做到这些。但问题在于，因为滚动开发、 投资限制等原因，后期调整跟不上，相当多的注水管网运行很不 经济。
设备方面
柱塞泵效率与国外差距不大，可达80%～85%，关键是可靠 性差，无故障运行周期较短。
2.2 注水泵节能技术
（1）注水泵撤级、车削叶轮技术
当离心泵平均泵压比注水干线需要压力高出2.0MPa以上时，撤级 改造是老油田离心泵节能降耗的主要措施。不足以撤级时，可采取车 削叶轮措施。
（2）注水泵型匹配组合技术
为减少离心泵偏离高效点运行或高压水回流造成的能量浪费，采取 大小排量或不同泵型的匹配组合，使注水站能力与站属注水井的注水 量相适应。
55
77.6
53.4
78
54
74.4
44.8
78
48
82.5
54.5
85
58
1、国内外油田注水系统能耗水平
胜利油田的注水系统效率在稳步提高，注水泵运行效率离国
外水平有一定差距，但接近国内先进水平。注水系统效率比国内 先进水平低了4个多百分点，这说明了一个问题，我们还有很大 的挖潜空间，主要是在提高管网效率方面潜力很大。
油田地面注水系统运行效率的研究
长江大学学生毕业设计（论文）油田地面注水系统运行效率的研究题目：学生姓名：专业年级：石油工程（2008级）指导教师：王立柱评阅教师：王立柱完成日期：2012年1月30日摘要本课题在调研目前地面注水工艺现状和能量消耗现状的基础上，运用系统工程理论、水力学原理、数字仿真和优化技术进行油田地面注水系统运行效率的研究。
首先应用有限元分析方法建立仿真数学模型，以注水站、干线、配水间的压力表、流量计测试数据为基础，模拟计算管网单元的压力、流量，进行总体的油田地面注水系统能耗分布的仿真模拟及分析；其次，以注水单耗最低为目标函数，建立注水系统运行参数优化的数学模型。
应用计算机技术开发出油田地面注水系统仿真优化软件，包括图形建模、系统仿真、优化开泵等三个主要模块。
根据GB3484-83关于有效能量的规定，将注水井口处的水所具有的能量计为有效能量，而克服地面管网的摩阻和地面的节流损失所消耗的能量是地面注水系统损耗的能量。
把注水系统分为站内和站外两部分，现场试验主要在留17、王一联、王四联、河一联、里一联5个注水站进行测试。
测试过程中以每个注水站组成的注水单元为一个系统，在注水系统正常运行情况下，通过测试、分析注水泵和注水管网电力、水力工况，分析注水站系统的能量损失因素及其所占比例，从而得出影响注水系统能量损失的主要原因，再根据现场实际提出提高注水系统效率方法途径。
通过测试结果分析，为今后提高注水系统效率改造提供了很好的理论依据，2007年通过对部分站进行改造，取得了很好的经济效益和社会效益。
目录第一章问题的提出第二章解决问题的主要技术1、仿真优化技术1.1仿真优化软件技术原理简介1.2 仿真优化软件增加效率计算模块1.3 双管网注水系统分压点优化方法2、系统能量平衡模型和效率计算第三章现场应用效果1、现场测试分析步骤2、现场测试情况3、测试结果分析4、提高注水系统效率现场改造及改造效果第四章效益分析第一章问题的提出我厂目前有注水站11座，注水能力2.9×104m3/d，注水泵106台，其中五柱塞泵46台，三柱塞泵45台，增压泵15台，电机总功率达到1.4×104Kw.h。
油田注水系统详解ppt课件
❖ 平均腐蚀率≤0.07mm/a；
❖ 游离二氧化碳含量≤10mg/L；
❖ 硫化物（二价硫）含量≤10mg/L；
❖ 含油量≤5mg/L。
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4 水质监控
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4.1 水质监测路线
❖ 注水系统水质监控，以观察水处理的实际效果。 ❖ 沿着水处理流程从水源开始，通过注水系统各个部位，
直到注水井井口。 ❖ 对选定的取样点定期取样分析，并取得有关数据。
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3.1.4 各种水处理剂间的相互作用
❖ 事实上各种化学药剂的使用几乎是同时进行的，因此必须有一 个系统的综合的考虑。
❖ 考虑各种药剂之间的配伍关系，不致使各种药剂之间产生相互 干扰，使药效相互抵消或降低，
❖ 希望各种药剂之间产生协同效应，发挥更大作用。
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3.2 水处理工艺技术
❖ 精细过滤技术 ❖ 除氧技术 ❖ 杀菌技术 ❖ 全程防腐技术 ❖ 水质达标工艺技术
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3.3 低渗透油田注入水水质标准
❖ 原中华人民共和国能源部颁布了低渗透油层注入水水质标准，主要指标如 下：
❖ 悬浮物含量≤1mg/L；
❖ 固体颗粒直径≤2μm；
❖ 腐生菌含量≤102个/L；
❖ 硫酸盐还原菌含量<102个/L；
❖ 膜滤系数≥20；
❖ 总含铁量<0.5mg/L；
❖ 溶解氧含量≤0.05mg/L；
当这些有害物质进入地层后，结垢物质、细菌、机械悬浮 物进入地层会造成孔隙堵塞；有机悬浮物和油滴进入地层，在 流动过程中会发生乳化现象，形成的乳化液能降低流体的渗流 能力，影响驱油效果。
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3 水处理系统
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功率、效率。
泵的特性曲线描述了这些参数之间的关系，它们是： 流量与扬程之间的关系; 流量与效率之间的关系; 流量与实际消耗功率之间的关系。
油田注水地面工程系统
注水泵的理论特性曲线一般由生产厂家给出，但是在实
际工作中，由于多种因素的影响，致使注水泵的实际工作
油田注水系统优化运行模型研究
提高油田注水系统效率、实现节能降耗 提高油田注水系统效率、降低注水能耗的发展方向
油田注水地面工程系统
油田注水地面工程系统是一个将高压注水泵提供的能量由地面 工程网络输送，分配到各注水井以满足地层驱替能量需要的能 量分配体系。 一般由注水站、注水管网、配水间、注水井等基本单元组成。 其中 注水站中的主要设备是注水泵和驱动注水泵的电机； 注水管网主要由管线、阀门、三通、弯头等组成。
国内外注水系统状况
注水方式是指注水井在油藏中所处的部位以及注水井
和生产井之间的排列关系，也指注水井在油田的布局和油 水井的相对位置。 目前国内外油田采用的注水方式主要有: 边缘注水
切割（行列）注水
面积注水
国内外注水系统状况
边缘注水：把注水井布置在油水过渡带附近 缘外注水：注水井布置在外油水边界 缘上注水：注水井布置在油水过渡带上 缘内注水：注水井布置在内油水边界
国内外注水系统状况
经过40多年的实践，我国已经形成一套较完整的技术
体系和配套技术，油田的规模随着勘探开发日益扩大。与
此同时，油田含水率也持续攀升，大部分油田含水率高达 70%－90%，据统计，截至至2019年底，全国各油田平均综 合含水率已达84.1%，其中含水率超过80%、已进入高含水 后期的油田，可采储量占全国的68.7% 。
国内外注水系统状况
面积注水：把注水井按照一定的几何形状均匀地布置在整个 开发区域上。 （1）正方形井网系统 A、直线系统 B、反五点井网 C、反九点井网 D、反七点井网
国内外注水系统状况
面积注水：把注水井按照一定的几何形状均匀地布置在整个 开发区域上。 (2) 三角形井网系统
A、直线系统 B、反七点井网
国内外注水系统状况
切割注水（行列式注水）：利用注水井排将油藏切割成面 积较小，能成为独立的开发区域的注水方式。
国内外注水系统状况
切割注水（行列式注水）：利用注水井排将油藏切割成面 积较小，能成为独立的开发区、环状切割注水：注水井按照环状 分布，水井布在0.4R处。 C、中央注水：沿R：200-300m周 围上布4-6口注水井，中央布1-2 口油井。
常有一到两台注水泵，甚至有三台之多。 对于配水间，根据所处的地理位置和配注方案的要求，配 水间又可分为单井配水间、三井配水间、五井配水间和七井 配水间等多井配水间。
油田注水地面工程系统
注水泵-离心泵、柱塞泵 注水泵在整个注水系统中起着“源“的作用。注水泵的数 学模型可用其特性曲线来表示。 描述注水泵运行状况的主要参数有：流量、扬程、实际消耗
国内外注水系统状况
我国油田绝大部分采用注水开发，对于低渗透油田尤 其重要。陆上油田中，注入水系统是生产系统的重要组成 部分，它担负着稳油控水，增产高产，保持地层能量的重 要任务。
同时，注水本身也是能耗大户，据统计，注水耗电一 般占整个油田总耗电量的33％-56％。 同国外相比，我国油田注水不仅工艺落后，而且注水 系统平均效率也比较低。因此，降低注水用电增长速度、 研究节能降耗措施、提高油田经济效益刻不容缓。
C、反九点菱形井网
国内外注水系统状况
选择注水方式主要以油田开发经验、油田地质特征、油藏构造 特征和油层物性为依据。 油藏类型; 油水过渡带大小; 地层原油粘度;
地层水粘度;
储集层类型; 储层物性; 地层非均质性; 油水过渡带＆断层的展布等。
目
录
国内外注水系统状况 油田注水地面工程系统 影响油田注水系统效率和能耗的因素
单管多井配水流程
油田注水地面工程系统
单管单井配水流程
水源来水 注水站
注水干线
配 水 间
注 水 井
油田注水地面工程系统
双管多井配水
水源来水 注水站
多 井 配 水 间
注 水 井
油田注水地面工程系统
增压注水
注水干线
增 压 泵
泵 回 流 阀
注水井
注水井
注水井
油田注水地面工程系统
分压注水
高渗透层注水井
油田注水系统示意图
在配水间通过阀门控制使来水的流
量分别达到各个注水井的配注流量之 后，由配水间控制流向各个注水井，
经由各个注水管柱，最后由配水嘴喷
出，注入到地层中。
油田注水地面工程系统
目前在我国的油田中，主要有以下五种典型的注水流程：
计流 量 水源来水
水 罐
注水泵
流 量 计
注水站
配 水 间
注 水 井
提高油田注水系统效率、实现节能降耗
目
录
国内外注水系统状况 油田注水地面工程系统 影响油田注水系统效率和能耗的因素
油田注水系统优化运行模型研究
提高油田注水系统效率、实现节能降耗 提高油田注水系统效率、降低注水能耗的发展方向
国内外注水系统状况
一般认为注水能延长油田寿命，对油田开发具有重要意义。
1924年，第一个“五点井网注水”方案在宾夕法尼亚的布拉
德福德（Bradford）油田实施。直到20世纪50年代初，注水才得 到广泛应用。 我国陆上油田采用常规的注水方式开发，平均采收率只有33 ％左右，大约有2/3的储量仍留在地下，而对那些低渗透油田、
断块油田、稠油油田等来说采收率还要更低些，因而提高原油采
收率是一项不容忽视的工作，而如何有效提高注水效果迫在眉睫。
油田注水地面工程系统
在油田注水系统中，水是由专门的 水源供给，在各个供水水源，水经过 过滤、沉淀等工序处理，使其满足注 水井对水质的要求，然后由供水泵将 水输送到注水站的水罐中。
注水干线 注水支线 注水站 配水间 管线交点 注水井
水罐中的水经过注水站中注水泵的
加压，注入到注水管网中，然后到达 各个配水间。
低压配水间 低压注水干线 水源来水 注水站 高压注水干线
高压配水间 低渗透层注水井
油田注水地面工程系统
由于一般油田区域分布广泛，注水管网复杂庞大，注水井
的数目也比较多，因此，一个油田的注水系统往往不只有一 个注水站或一个配水间，而是有多个注水站、多个配水间。
在一个注水站内也不一定只有一台注水泵，加上备用泵通