注水系统多点调参优化节能技术研究
油田注水节能降耗措施研究及效果预测
油田注水节能降耗措施研究及效果预测随着全球能源需求的快速增长，油田开采耗能极大。
而注水技术是一项十分常用、有效的提高油田出油率的手段。
然而，注水过程中的能源消耗占到了整个油田生产中的大部分，为了降低能源消耗和生产成本，我们需要对油田注水节能措施进行研究。
一、节流措施油田开采中需要大量的水，而在注水的过程中往往会出现较大的流量，浪费了大量水资源并且也加大了能源消耗。
因此，采用节流措施是降低油田注水能耗的有效方式。
其中包括缩小油井口、采用节流阀、加装切割装置以及更换更为节能的注水泵等。
二、优化注水参数合理的注水参数对于优化能源消耗和生产效率至关重要。
针对不同的油田情况，我们应当选择适当的注水压力、注水流量、注水时间及注水周期等参数。
比如，对于深井注水来说，增大注水压力可以有效提高生产效率，但也会大大增加能源消耗。
因此，我们需要对注水参数进行科学地综合考虑，使其达到最优状态。
三、对注水液体进行优化合理选择注水液体对于降低能耗和提高产能也有很大的帮助。
具体来说，我们可以对注水液体的温度、密度、黏度和离子含量等进行控制。
在注水液体中加入适量的表面活性剂和驱油剂，可以改善油井物理和化学环境，使得注水液体流动阻力减小，注水效果更好，从而提高产能。
此外，注水液体中的酸碱度和固体含量等也要进行适当调节，以确保注水过程顺畅、稳定。
四、节能设备的应用目前，节能技术已经十分成熟，许多新型节能设备被应用到油田开采过程中，从而达到有效降低能源消耗的目的。
比如采用更为先进的自动化机器人技术，使注水过程更为精确化，也可以减少维护和带来经济效益。
同时，注水泵也可以进行节能改造，采用更节能的电机与传动装置，从而减少能源消耗。
最后，还可以针对具体情况采用太阳能和风能等清洁能源，以更为可持续节能的方式促进油田开采。
综上所述，通过采用上述措施，我们可以有效地降低油田注水能耗，并提高注水效率和产能，为能源节约和环保的实现提供了有效手段。
注水节能降耗措施研究及效果分析曹戈李云冯建强何耀鹏
注水节能降耗措施研究及效果分析曹戈李云冯建强何耀鹏发布时间：2023-05-13T02:07:41.985Z 来源：《中国科技人才》2023年5期作者：曹戈李云冯建强何耀鹏[导读] 油田注水能耗是油田生产成本的主要组成部分。
由于开发的不断深入，储层压力不断降低，油田的采油率逐渐降低。
在油田开发过程中，注水是关键环节之一，它可以为地层补充一定的能量，使油层压力不会急剧下降，使开发时间长的油藏仍有一定的驱动力。
因此，注水开发是油田高产、稳定生产的重要保证。
然而，注水系统需要消耗大量的能源，尤其是电力和水资源，这大大增加了开发成本。
因此，有必要加强注水节能技术的研究，提高注水系统的工作效率，降低注水开发的能耗，为油田企业节能增效，从而提高油田企业的经济效益。
长庆油田公司第四采油厂陕西省西安市摘要：油田注水能耗是油田生产成本的主要组成部分。
由于开发的不断深入，储层压力不断降低，油田的采油率逐渐降低。
在油田开发过程中，注水是关键环节之一，它可以为地层补充一定的能量，使油层压力不会急剧下降，使开发时间长的油藏仍有一定的驱动力。
因此，注水开发是油田高产、稳定生产的重要保证。
然而，注水系统需要消耗大量的能源，尤其是电力和水资源，这大大增加了开发成本。
因此，有必要加强注水节能技术的研究，提高注水系统的工作效率，降低注水开发的能耗，为油田企业节能增效，从而提高油田企业的经济效益。
关键词：油田；注水；节能；注水泵；注水管网前言在油井生产过程中，随着油气产量的积累，油井的地层压力也在不断降低，这将导致油井的日产量持续下降，甚至在最严重的情况下停产。
然而，向油井注水可以解决地层压力不足导致油井日产量下降的问题。
油田注水是指利用注水设备和注水井向储层注水，以补充和维持储层压力措施。
1.油田注水系统结构分析油田注水系统结构比较复杂，主要由电机、注水泵、管网、配水室、增压泵、配水阀、注水井等组成。
将各个部件连接起来之后，就形成了一个完整的注水系统。
油田注水系统节能降耗与运行方案优化探究
81油田注水系统节能降耗与运行方案优化探究李建魁 胡云浩 长庆油田分公司第二采油厂 【摘 要】近几十年来，随着油田的不断开发，一直在加大对油层的自身能量的消耗，而且大幅度提高了油层和地下原油的压力，减少了油井数目，停产的油井在过去的五六年里数量激增。
有鉴于此，必须弥补因原油开采造成的井下亏空，保持油田高产稳产，本文将对油田注水系统节能降耗与运行方案优化探究。
【关键词】油田；注水系统；节能目前油田注水系统能耗的主要原因是油田注水泵引起的能量损失、管网引起的能量损失和配水阀组引起的能量损失。
这三个部分基本上代表了油田注水系统的总能量损失。
我国油田整体水剖面的增加将进一步增加油田注水的能耗，其中泵站是用油田注水大户。
因此要优化油田注水系统的节能降耗，应降低油田水泵和管道的能耗。
一、合理配备油田注水机设备,采用新型节能水泵为了降低油田注水泵的压力，需要适当配置发动机，选用高排量的油田注水泵，高排量的离心泵密度大，它具有密封可靠、泄漏量大、性能高的特点，不仅有效地改善了发动机的冷却性能，而且对环境的影响小。
并且高排量油田注水泵大排量离心泵阻力小、流量大，从而有效地提高了油田注水泵的整体效率，大大降低了能耗。
因此，必须科学合理地优化设备和油田注水泵的选型。
油田注水系统采用的节能注水泵是高速离心泵，它的优点是性能优越、效率高、可以将油田空气密度和所需的油田注水系统运行需求附录的充分结合利用起来。
与同一台油田注水系统注泵相比，它具有提高转速和飞行阻力的优点，其下是大容量离心泵成本较高，且在小领域使用较少，因此如果使用，为了降低系统的节能，在满足有效条件的前提下降低油田注水耗科学合理地选择合适的离心泵模型，利用专用仿真软件对油田注水系统运行指标和数据进行采集和采集，在计算机上模拟高性能高压变频器的最优控制，及时开发新型喷油泵和节能装置，以及生产工艺。
此外，采用新型强力油田注水机产品和新型高分子材料结构，可以降低喷射系统运行中的机械损耗，降低发动机的能耗。
注水节能降耗方案探究
注水节能降耗方案探究注水站选泵以及泵的配置目前所用为五柱塞的柱塞泵，五柱塞柱塞泵具有压力高、排量小、效率高且操作敏捷性好的优点，而离心泵只是充当个帮助设备。
所以合理选泵至关重要。
目前注水大队主要有大港大泵（5s175-25/30）、大港小泵(5ZBII12/42)以及宁波泵（5S175-32/32）这三种型号的注水泵，每个注水站都同时配有大小泵，抱负状态下，工作人员可以在不同的泵压环境下进展大小泵的组合，对泵压进展掌握。
流量调整高压流量调整是造成电能铺张的主要因素，通过各个注水站新安装的流量计可以对回流流量进展量化分析，依据回流数值大小，可以大致反映出注水泵的整体工况。
减小回流流量的一些措施：（1）站与站之间水量调度不合理。
（2）尽量避开注水泵消失不必要的空运转，在合理的范围内削减注水泵必要的空运转时间。
（3）在注水站启泵台数较少的状况下，可以合理利用罐位，通过自压注水。
（4）变频调速装置，实现零回流。
目前，变频调速技术在国内已经进展的相当成熟，国内很多油田也都配有。
它通过压力传感器的变化自行调整电机的转速，压力低时转速上升，压力高时转速降低，使管道压力保持恒定，减轻了工作人员的劳动强度；同时还可以设定压力报警，自行进展低压预警，高压停机，提高了安全系数。
注水水质对注水泵效率的影响注水水质对注水泵效率的影响是显而易见的，特殊是对于注污水的注水站来说，它直接打算了泵的吸入力量、增压效果，加强对首端水处理尤为重要。
提高管网系统的效率（1）注水站布局不合理，注水半径过大，注水干线过长，导致沿程摩阻损失大大增加，造成明显压降。
措施：以注水井的分布状况来选择站址，尽量把注水站建于注水井区域的中心，使注水半径最好不超过5KM，注水泵出口压力到井口压力压降不超过1MP为易。
（2）注水干线内流量不稳定，流速变化大，使管内水力损失急剧上升，造成管线内压力波动，同时也使管内水质变差。
措施：这种状况多发生在洗井时管内流量突然增大，由此带来的一系列变化。
油田注水节能降耗措施研究及效果预测
油田注水节能降耗措施研究及效果预测1.改进注水方式传统的注水方式是将水用高压泵送进井口再注入井下，这种方式虽然简单，但浪费能源。
改进注水方式是将水通过管线输送到地面降压机处，先压缩后注入井下，这样可以避免能源浪费，降低能耗。
2.优化注水量为了提高采油效率，通常采用高注水量的方式，但这样会浪费大量的水资源，同时也会增加注水设备的能耗。
优化注水量是通过实验和分析得出的，可以有效地节约能源和水资源。
3.使用高效注水设备一些老化设备或低效设备会浪费大量的能源，使用高效注水设备可以有效地减少这些浪费。
如使用电子水嘴代替机械式水嘴，既提高了注水精度，又能控制注水量，从而达到节能降耗的目的。
二、效果预测采用上述注水节能降耗措施，可以预测其效果如下：1.注水能耗下降23%-32%通过改进注水方式，优化注水量和使用高效注水设备，能耗可以下降23%-32%。
优化注水量是最直接影响能耗的因素，改进注水方式是其次，使用高效注水设备则是能耗降低的关键。
2.节水率提高18%-27%通过优化注水量和采用高效注水设备，水资源浪费可以大幅度减少，预计节水率可以提高18%-27%。
而改进注水方式对水资源浪费的影响不是很显著。
3.年平均经济效益提高14%-23%注水节能降耗措施虽然在一些方面会带来一定的投资成本，但是预计年平均经济效益可以提高14%-23%。
在大部分的情况下，这些措施所带来的经济效益足以抵消投资成本，同时也有更长远的收益。
三、结论将节能降耗措施应用于油田注水中，可以最大程度地降低能耗和水资源浪费，提高采油效率和年平均经济效益，同时也减少了环境污染。
在实践中，应该根据不同油田的实际情况，对注水节能降耗措施进行综合考虑，制定可行的注水方案。
油田开发中的注水节能技术分析与研究
油田开发中的注水节能技术分析与研究注水是目前油田开发中最常用的一种增产方法。
然而，注水也是油田开发中能源消耗最大的环节之一。
针对注水环节能耗大的问题，许多研究人员提出了节能技术。
本文将对油田开发中注水节能技术进行分析与研究。
1. 采用高效注水设备采用高效注水设备可以降低注水能耗。
一些新型注水设备采用了先进的流量调控、水压控制、泵组织合等技术，可以实现自动调节，避免过多注水，从而减少能源消耗。
2. 优化注水井间距注水井间距决定了注水效果和节能效果。
如果注水井间距过大，注水效果会降低，需要增加注水量和注水频率，会导致能源的浪费。
而过小的注水井间距会导致良井变差，油水混驱效果难以发挥，注水效率也不高。
因此，优化注水井间距可以提高注水效率并减少能源消耗。
3. 实施人工水驱技术人工水驱技术可以在一定程度上节约能源消耗。
通过打井，向油藏内注入人工水，能够推动油藏中的石油向井口运移，提高采收率。
在注水时，选择合适的注水量和注水频率，可以进一步减少能源消耗。
4. 运用新型水源采用新型水源可以为注水节能提供支持。
传统的注水方式往往需要大量消耗地面水源。
在水资源紧缺地区，这显然是不可行的。
新型水源包括回收水、海水、垃圾堆场渗滤液等，可以代替传统地面水源，减少注水时的能源消耗。
5. 采用太阳能系统驱动注水泵太阳能系统可以为注水太阳驱动注水泵提供电力。
该系统利用太阳能发电，将电能储存到电池组中，再利用电池组为注水泵提供电力。
这种方式可以代替传统的燃油发电机，减少能源的消耗。
综上所述，油田开发中采用注水技术能够提高采收率，但也会带来较大的能源消耗。
通过采用高效注水设备、优化注水井间距、实施人工水驱技术、运用新型水源以及采用太阳能系统驱动注水泵等节能技术，可以有效减少能源消耗，实现节能环保。
减少注水系统能耗提高注水泵效率的途径探究
（作者单位：1.大庆油田责任有限公司第四采油厂第四油矿杏二十一注;2.大庆油田责任有限公司第四采油厂第三油矿生产保障队）减少注水系统能耗提高注水泵效率的途径探究◎冷利坤1王荣2注水系统效率的快慢由注水泵效率等主要因素来决定，因此提高注水泵的效率，有助于减少注水系统的能耗，并进一步提升注水系统的整体效率，对油田的开采率具有积极的影响。
一、影响注水系统效率以及注水泵效率的因素注水系统效率的高低决定了设备的能耗情况，注水效率主要是由注水泵的效率、电机的效率，泵管之间的压差以及回流漏失量来决定。
电机的使用虽然比较频繁，但对于注水系统的效率影响不大；由于注水过程中一般不会用到回流调节操作，且漏失量以及回流量都比较小，甚至可以忽略不计，由此可以看出，注水泵的效率是影响注水系统效率的主要因素。
注水泵在安装的过程中，如果设置的高度大于吸入高度，那么就会出现气蚀或者抽空的现象，造成液体断流，对泵的性能产生严重影响，不仅会降低注水系统的效率，还会导致能量损耗程度较高。
当注水罐内的液面过低时，注水泵的安装高度就会高于吸入高度，因此会出现气蚀现象，并且会降低注水泵的整体性能。
当最初开始发生气蚀现象时，由于气蚀的面积较小，因此不会对泵的性能造成明显的影响，但当出现大量气泡时，则会影响到液体的流动过程，使泵的性能明显下降，不仅会造成断流现象，还会加大电能的损耗。
如果可以对注水系统进行综合管理，并加强对注水设备的维修和养护，将注水泵的运转参数控制在合理的范围之内，及时的对部件、设备进行更新，那么水泵的效率就会有所提高。
二、减少注水系统能耗并调高注水泵效率的有效途径1.减少注水系统能耗的途径。
（1）加强对注水系统的管理。
为了减少注水系统的能耗损失，首先要解决影响注水系统效率的主要问题，选用合适的泵型来传输相应的介质，并将吸水罐内的液面保持在适宜位置，使注水泵的安装高度低于吸入高度，再按照严格的制度规范来操作此项环节，避免注水泵出现气蚀以及干吸的现象，提高注水泵的效率以及性能，进而降低注水系统的能耗。
油田开发中的注水节能技术分析与研究
油田开发中的注水节能技术分析与研究油田是地球上的重要资源之一，而油田开发中的注水技术是一种常用的采油方法。
随着能源需求的增长和能源资源的日益枯竭，油田开发中的注水节能技术也就显得尤为重要。
本文将对油田开发中的注水节能技术进行分析与研究，探讨其在能源资源利用中的重要性及未来的发展趋势。
一、注水技术在油田开发中的作用注水技术是油田开发中的一种重要的采油方法，它通过向油层注入水来提高油层压力，推动原油向井口流动，提高采油效率。
在油田的生产过程中，由于地层内在能量的减少，原油的产量逐渐减少，为了保持油井的生产稳定性，必须通过注水来补充地层的能量，以维持原油的产量。
注水技术在油田开发中具有非常重要的作用。
二、注水技术的节能效果1. 降低采油成本油田开发中的注水技术可以通过提高油层压力，使得原油更容易开采，从而降低了采油的难度和成本。
注水也可以提高油井的采油效率，使得同样的投入可以获得更多的产出，进而降低了采油的成本。
2. 节约能源资源通过注水技术提高原油采收率，延缓了油田枯竭速度，延长了油田的生产周期。
这不仅可以延续油田的生产寿命，也延长了能源资源的利用周期，为能源资源的可持续利用提供了有力支撑。
3. 降低环境污染传统的采油方法通常会产生大量的废水和废气，而使用注水技术可以有效地减少这些废物的排放，降低了对环境的污染。
与此注水技术也可以减少地表水的消耗，保护水资源，实现了节能环保的双重效果。
三、注水节能技术的研究与发展趋势1. 提高注水技术的精准度当前，油田开发中的注水技术大多采用常规注水的方式，难以充分利用地下油层的空间结构和物性参数，导致注水效果不够明显。
未来的发展趋势是通过提高注水技术的精准度，根据不同的油层条件和地质特征，设计出更加科学、精准的注水方案，从而提高注水效果，实现节能降耗。
2. 利用新型节能注水技术随着科技的不断发展，新型的节能注水技术也在不断涌现。
利用先进的地质勘探技术和注水井技术，可以实现更精确的注水，在保证注水效果的减少了注水井的数量和功耗，实现了节能。
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一、目的意义
注水系统是油田生产耗电主要环节之一，占总耗电量的 40%左右。为了控制注水耗电量，降低原油生产成本，萨 北开发区试验应用注水泵减级控制泵管压差、切削叶轮调 节注水泵排量和扬程、实施泵涂膜提高泵效、安装高压变 频器优化注水泵运行等措施，均取得了一定的节能效果。 以上技术除投资较高的高压变频能够实现动态调节外，其 余技术不能够随着管网压力、水量的变化动态跟踪调节， 且均是针对单泵的节能技术，没有综合考虑系统影响。因 此需要研究新型节能方式，在提高注水系统运行效率的基 础上，降低技术改造措施的投资，实现效益最大化。
北六注
440.46 556.32 996.78
5.77 453.4 2.20 146.82 116.1 1.26
4
北Ⅱ-3注 北Ⅲ-2注
北六注 北十九注
587.28 556.32 1143.6
5.72 537.1 1.13 146.82 83.7 1.75
5
北Ⅱ-3注 北Ⅲ-2注
北六注 北十九注 北二十注
734.10
556.32
1290.42
5.71
557.9
2.31
146.82
20.8
7.06
四、现场试验情况
在现场试验开展过程中，根据试验步骤分别进行了前 置泵单站运行试验、系统开泵优化方案试验、系统运行参数 优化试验、系统联动联调试验等。
1.前置泵单站运行试验
由于在注水泵前加装前置泵增压系统，原生产工艺流 程改变较大，新的工艺流程是否能够有效满足生产需要，需 进行现场应用以观察改造后的机组对管网的适应性。
二、技术原理
2.注水系统模拟优化运行技术
注水系统优化系统由中心站计算机控制系统、专用光 纤数据传输网络和注水站单站控制系统等三个主要环节组 成，通过三个步骤实现对注水管网的优化运行控制。
第一步
第二步
第三步
中心控制系统采集各注水站上传参数，并通过企 业网下载所有注水井的运行参数日报表后，经处理 导入注水系统基础运行参数数据库。
二、技术原理
1.前置泵低压变频调速技术
前置泵低压变频调参技术是通过调整前置泵的出口压 力来调节注水泵的入口压力，实现注水站出口压力和注水量 的调整，从而达到减少或消除注水站泵管压差。
前置泵低压变频调参系统由一台注水泵、一台增压泵、 注水泵驱动电机、增压泵驱动电机、变频器及保障运行的各 种控制设备和辅助系统组成系统。
二、技术原理
2.注水系统模拟优化运行技术
注水系统优化系统由中心站计算机控制系统、专用光 纤数据传输网络和注水站单站控制系统等三个主要环节组 成，通过三个步骤实现对注水管网的优化运行控制。
第一步
第二步
第三步
注水系统优化运行软件集中监测注水系统的运 行情况，经计算给出开泵方案和每个泵的最佳运行 参数，合理分配管网压力和流量负荷，使整个注水 管网负荷均衡分布，降低管网损耗。
三、方案简介
1．试验系统的选择
聚驱系统：建设时间较短，管网连通较差，单站注水量 和注水压力受开发阶段影响，变化幅度大，造成注水站 泵管压差、注水管网损失较大； 普通水系统：连通性好，注水压力和注水量平稳，系统 运行较合理，节能潜力不大； 深度水系统：连通性较好，注水量和注水压力相对平稳， 但个别注水站泵管压差较高（5座站泵管压差超过 1.0MPa），实施周期注水时注水单耗会进一步升高。
三、方案简介
2.变频调参点的布置
根据以上原则，利用注水系统仿真优化软件，分别对安 装1台、2台、…、5台变频调速装置，以及台数确定的情 况下的多种候选方案进行了计算分析，确定了方案4：
变频器安装台数
0
1
推荐布置方案
北Ⅱ-3注
注水站变频投资(万元) 巡控投资(万元) 总投资(万元)
系统单耗（kWh/m3） 年节省电费（万元） 项目投资回收期(年) 系统投资增加值（万元） 年节省电费增加值（万元） 增加部分投资回收期（年）
三、方案简介
2.变频调参点的布置
确定前置泵低压变频器布置方案主要解决两个问题： 一是确定前置泵低压变频装置的安装台数； 二是确定安装低压变频装置的注水站。 首先应根据注水系统的运行情况给出各种可能的布置方 案，在此基础上运用所编制的注水系统仿真优化软件计算出 各种布置方案下的系统能耗和年节电费用，最后根据系统能 耗、年节电费用、系统投资、投资回收期等多个指标综合比 较确定最终方案。
0 0 0 6.07 0 0 0 0 0
146.82 556.32 703.14
5.96 196.0 3.59 703.14 196.0 3.59
2
北Ⅱ-3注 北Ⅲ-2注
293.64 556.32 849.96
5.85 337.3 2.52 146.82 141.3 1.04
3
北Ⅱ-3注 北Ⅲ-2注
北Ⅱ-3注水站于1987年建成投产，注水泵采取“运一 备一”。运行的5#注水机组的注水泵型号为DF280160×11，注水电机型号为YK1800-2/990，泵管压差 2.2MPa。
四、现场试验情况
1.前置泵单站运行试验
现场先后进行了两个阶段的试验运行，经节能监测中 心测试，节能效果显著。
二、技术原理
2.注水系统模拟优化运行技术
注水系统优化系统由中心站计算机控制系统、专用光 纤数据传输网络和注水站单站控制系统等三个主要环节组 成，通过三个步骤实现对注水管网的优化运行控制。
第一步
第二步
第三步
通过控制网络把优化结果下传到各注水站，通 过注水站计算机控制系统、实现对注水站的控制， 进而实现对注水系统的全局优化控制。
二、技术原理
注水系统节能措施目的是降低注水泵泵管压差、降 低管网压力损失、降低井口控制损失，提高注水泵泵效 等。注水系统区域性多点调参优化运行技术是针对注水 系统的能耗损失点进行技术攻关，研究开发综合性节能 技术措施，实现注水系统整体优化运行，包括前置泵低 压变频调速技术和注水系统优化运行仿真技术两部分。
二、技术原理
1.前置泵低压变频调速技术
当注水泵运行压力大于管压时，根 据泵实际情况拆级后再与单级前置泵串 联，保证注水泵运行在高效区，并利用 变频技术调节前置泵出口压力降低泵管 压差。计算机控制系统对前置泵实行变 频调速优化控制，进行注水泵压力闭环 和流量闭环控制，控制小功率增压泵变 频运行，保证注水泵运行在安全、合理 的状态下。