关于油田注水系统节能降耗的分析
关于油田注水系统节能降耗的分析
发表时间：2019-02-13T15:02:28.267Z 来源：《基层建设》2018年第36期 作者： 李国猛1 李建龙2
[导读] 摘要：注水系统是油田开发的重要环节，随着油田开发的不断深入，注水量大幅度增加，注水耗能也随之增加，采油成本日趋上升；同时，新形势下降低采油成本、加强成本控制提出了更高的要求。
1大庆油田第二采油厂第四作业区维修队2大庆油田第二采油厂第六作业区保卫队
摘要：注水系统是油田开发的重要环节，随着油田开发的不断深入，注水量大幅度增加，注水耗能也随之增加，采油成本日趋上升；同时，新形势下降低采油成本、加强成本控制提出了更高的要求。所以，如何优化注水系统，实现节能降耗就显得十分重要。本文针对注
水站地面注水系统的现状，分析注水系统的能量损失，提出油田注水系统节能降耗的对策。本文就油田注水系统节能降耗的分析与探索进
行论述。
关键词：注水系统；节能降耗
一、注水系统结构
油田的注水管网系统主要由注水站、配水间、井口装置及连接配水间、注水井和井口的管网组成。长期以来，油田注水系统的运行管理仍然主要依赖操作人员摸索的经验进行判断，主观因素较大，虽然近些年来油田也在采用一些自动化的注水设备，但油田注水过程中自
动化程度尚未成熟，准确程度不高。这就造成了目前国内油田注水系统管网效率偏底，而管网摩阻损失及各种控制阀件耗能偏高，从而有
很大的节能降耗空间。大家都知道，注水系统是一个整体性极强的系统，而系统节能降耗，必须以整体能耗最低来建立目标值，通过系统
配套优化措施达到系统总能耗最低的目的。比如整体优化和各注水站的优化是全局与局部的关系。各注水站的优化应在系统优化的统一目
标下进行。这样不但能使本站取得良好的效果，而且还可以保证整个系统实现能耗最低。
二、注水系统降耗原则
油田注水系统主要是由注水站、注水管网和注水井组成。在注水系统效率指标的组成因素中，由于电机效率变化幅度很小，因此影响注水系统效率的主要因素之一是注水泵效率。一般而言，为降低系统能耗，总是遵循一下两个原则：一是通过泵站运行的优化调度。二是
调整注水管网系统的布局调整。随着油田生产形式的日益变化，注水范围不断扩大，注水压力不断升高，进一步增加了地面注水工艺的难
度。注水系统耗电高、成本高的矛盾日益突出。
三、油田注水系统存在的技术问题与解决措施
1.注水系统能耗原因分析：
1.1 泵站投产设计方面
由于工程资料不准确，对管路阻力计算不准确，选用过大的安全裕量，而选用设备时担心计算压力流量不能满足工艺需要，造成选用设备的额定流量超过工作时实际所需流量，多台泵联合工作时，不能实现高效工矿区运行。选用拖动设备功率过大，存在“不能满负荷运
行”现象，导致电机功率和功率因数降低，无功损耗较大。
1.2 工艺要求变更方面
随着油田开发需要而变更注水量，现场生产操作人员为满足生产需要，只有利用阀门增加管路阻力，满足流量，管网压力的工艺要求造成无功消耗增加，设备使用效率降低。
1.3 现场生产调节
由于长期的各种原因，造成设备“只要转就是好泵”的认识的存在，加之注水泵的工作状态，受许多因素的影响，本质上是一个多变量，不易形成一套节能调节模式。
1.4 管理方面
由于现场生产操作人员理论、实践水平所限，现场调节控制不熟练，导致设备在调整过程中的磨损不同程度影响设备的运行寿命，维护保养上也因工艺技术条件所限，业务技术掌握不够，修保质量不过关，不能保障设备处于优良的技术性能，不能最大限度地发挥注水泵
的效率，管理上也因认识上的不到位，日常管理过程中监测手段不齐全、不完善，不少测试内容只能靠经验判断，管理上缺乏的精度和深
度。
1.5 设备维护保养
资金不到位，设备评估不完善，缺乏预防性修理及日常性强制保养措施；冷却系统流程、换热设备结垢严重，降温效果差，注水电机超温运行；机泵连轴器弹性减震胶圈磨损严重，机组震动大，监控计量误差大；造成机组达不到高效工矿区安全运行条件。
2.优化的注水措施：
（1）要降低注水能耗就一定要降低泵压，要提高注水泵的运行效率就要对电机进行合理配备，最有效的途径之一就是选择大排量泵。大排量离心泵密封可靠、无泄漏、功率大、容积和水利损失小，同时大排量离心泵的阻力小，过流面积大，不仅整体泵效高，还可以在很
大程度上降低能耗。因此，要降低注水系统能耗一定要根据实际工作需要，科学选泵，优化设备。研制高效新型注水泵及节能元件也是提
高注水系统效率的重要措施。在电机的使用上也应注意选择新型高效的电机产品，尽量杜绝使用能耗大、效率低的电机，提高电机运行效
率。
（2）油田注水系统的节能重点，应立足于降低乃至消除泵管压差和井管压差产生的能耗。在应用分压注水技术方面，应按照不同水井的注水压力情况，合理有效地进行分配，在保证各个系统压力稳定的同时，达到电能损耗最少。比如第五采油厂根据实际情况，在油井中
把吸水强的层段归拢在一起统一注水，把吸水弱的层段放在一起统一注水的做法，不仅改善了注水状况，还提高了注水质量，使每口井和
每个注水层都能发挥各自的威力。运用这种注水方法，可以更有效地把躲在岩层下的油赶出来，进一步降低了能耗，提高了采收率，实现
了精细注采。
（3）减少注水设备损坏也是节能降耗的手段之一，在减少管网流量与压力损失方面，由于阀件、接头等元件中过液腐蚀，密封受损和老化引起的泄漏会构成管网流量损失，应通过选择高质量阀件，及时更换易损密封件来提高操作水平，避免损失，也可通过开发高效节能
元件来减少压力损失。实际工作中也要考虑防止和减少注水井结垢、出砂和套管损坏，在注水井工艺方面要通过注水井的油压和日注水量
大小的变化情况，结合套压情况检测注水井情况是否异常，也可根据注水曲线情况来检测注水井，并通过加深数据资料的汇总和分析来做到防患于未然。
四、优化注水系统的现实意义
油田单位抓好注水系统节能降耗工作，就是为了提高原油采收率，在实际工作中要不断地应用新技术，做好油田注水系统节能降耗研究的基础工作。相关技术人员应利用多种先进的技术手段对注水系统进行技术改造和不断的更新，进一步完善油田注水系统的研究应用平
台，不断通过认识、实践把研究的对象深化细化，可以建立一套数据库并模拟计算、对整个过程进行追踪评价，从而达到实时监控注水系
统中各种设备的实时运行状态和耗能情况，对全网注水系统运行设备和运行参数进行综合的实时的分析，达到数字化管理程度。这样可以
有效掌握注水细节运行参数和系统总体情况，并且能够及时准确地计算分析出注水系统各环节运行概况。对影响注水系统效率的各环节能
量损耗进行节能潜力评估，对能耗超标的问题环节进行有针对性的改革和优化调整，保证整个注水系统稳定的在高效区域内运行，只有这
样才能达到节能降耗的生产目的。
五、小结
随着油田注水需求的不断增长，注水能耗也将急剧增长。因此，降低注水能耗增长速度、研究节能降耗措施成为当前降低生产成本的主要方面。只有通过对影响注水系统能耗因素及注水系统节能降耗面临的主要问题潜力点进行深入分析，从实际出发提出注水系统节能降
耗的技术措施，对注水系统节能技术发展趋势及重点攻关方向有成熟的思路和方法，才能保证注水系统节能降耗工作有一个长远的发展前
景。
参考文献：
[1]罗国强，浅谈油田注水工艺技术，《科技致富向导》，2012年02期.
[2]张培泽，张晓东，浅析油田注水系统结垢及治理措施，《科技风》，2011年第06期.
[3]刘铁军，浅谈油田注水，，《中国石油和化工标准与质量》，2012年04期.
柱塞式注水泵的使用及节能降耗研究
76油田注水是保持地层压力提高采集效率的主要途径，柱塞式注水泵作为采油系统中一个最为主要的设备，同时也是整个注水系统的动力来源。柱塞式注水泵主要由驱动装置、柱塞、传动装置、泵体、排除阀等组成，在其运行的过程中，将机械能转化为压力，并通过传动装置直接作用于液面，借助于液面压力的差值，实现液体的吸入及排出。随着各油田采油开发生产已进入中、后期，注水量和注水压力持续上升，采出水回注量持续增加，造成原有注水泵维修频次高、泵效低、能耗高。面对油价持续低迷、生产成本大幅削减严重形势，各采油开发单位积极引进并应用柱塞泵节能降耗技术，优化柱塞泵运行参数，大幅度降低注水系统用电能耗，对油田原油生产“有质量、有效益、可持续”发展具有重要意义。一、工作原理依靠活塞的往复运动可使往复泵泵缸内的空间周期性发生变化，空间的变化在流体输送过程中直接表现为压力的变化，柱塞泵正是借此过程中压力的变化实现输送与转运流体。二、注水泵的使用及优缺点柱塞泵是一种往复泵，是容积式泵的一种，利用电力向电动机输送电能转化为柱塞的往复运动，利用往复泵柱塞的往复运动来吸入液体和增压排液。曲柄连杆机构是高速旋转电机动力端的主要机械单元装置，此机械单元实现将电动机的转动转化为往复活塞运动。在此基础上，往复泵缸容积会发生不同程度的变化，液体不断吸入和排出，当注水泵出口压力达到注水管网要求时，才能完成注水。注水泵通过增压将合格的水连续输送至注水井，通过分层注水的方式有效地将水注入油层，实现了油水井的连通，达到了水驱油的开发效果，提高油田的采收率。柱塞泵的优点主要包括：（1）参数高，额定压力高，转速高，泵的驱动功率大。（2）效率高，容积效率为95%左右，总效率大于80%。（3）自吸性能好。（4）变量方便，形式多。（5）单位功率的重量轻。（6）柱塞泵主要零件均受压应力，材料强度性能可得以充分利用。柱塞泵的缺点主要包括：（1）结构较复杂，零件数较多。（2）制造工艺要求较高，成本较贵。（3）油液对污染较敏感，要求较高的过滤精度，对使用和维护要求较高。三、注水泵的维护与保养1.日常保养设备保养得好坏不仅决定了系统运转的效率，还决定了设备的故障率，现场预防性维护均按照厂家所给的设备操作说明书操作，其中包括日常检查记录、月度保养、季度保养、半年度保养、年度保养，且每个月的保养记录完整。2.注水泵闲置的维护保养如果往复泵是长期停运的的，它们必须按要求保存，做好防腐防尘措施，并封住泵筒盖子，以防污渍进入泵筒，皮带轮必须每周旋转几次，以避免运动部件结垢、氧化生锈。3.注水泵运行的维护保养措施岗位员工在实际开展各项工作的同时，需要与设备管理员一起对注水泵进行科学的维护与保养工作。日常保养与定期维护的充分结合是保障主赛式注水泵实现正常运行有效方法，并且满足设定的注水效果。为了确保设备完好，发挥设备效率，注水泵维护要执行十字作业法“清洁、润滑、紧固、调整、防腐”，并及时消除跑、冒、滴、漏，对备用设备进行定期切换，定期盘车，保持良好备用，确保柱塞泵安稳长满优运行。定期检修要求注水泵连续运行500h进行一次见效，当注水泵连续运行1500h时，进行二次检修。在一次性维修过程中，必须完成日常维修的各项任务。柱塞泵的二次保养需要在完成一次保养的基础上进行。检查连杆或者十字头后发现有较为严重的磨损情况必须进行及时更换，如果不能对过滤网进行有效的清洗就会导致柱塞泵受到多种污染物以及杂质的影响，最终导致机械部件而出现不同损坏现象。四、油田注水泵在使用中存在的问题及应对措施1.柱塞式注水泵配件消耗较多柱塞式注水泵在使用中，出现泵阀故障以及柱塞损伤的机率较高。具体为，柱塞式注水泵运行过程中，因各种故障及损坏的影响，造成设备使用寿命较短。可通过强制润滑有效提升柱塞式注水泵密封腔与柱塞之间的润滑属性，减少二者之间的摩擦，在保障柱塞式注水泵运行效率的同时，减少易损件的磨损，延长其使用寿命。2.泵体运行振动大通常情况下，柱塞泵振动大的主要原因：柱塞冲程过大或汽化抽空；柱塞螺帽或柱塞杆锁紧螺帽松动；缸套松动；缸内有杂物；地脚螺栓松动；十字接头中心架连接处松动经过分析，该柱塞泵振动大的主要原因：泵基础二次灌浆不完整；泵出口管线支撑松动；柱塞泵出入口蓄能器未及时调节前个问题一次性整改完毕，泵体振动明显减小 此柱塞泵出入口均设有液压气动式蓄能器，该蓄能器是利用气体的可压缩性，以允许液压回路在压力下，储存大量被认为不可压缩的液体的一种装置。针对泵体振动大的现象，要求维保单位及时定期检查泵出入口蓄能器压力。3.注水系统效率低下注水系统效率与注水泵工作效率有着直接的影响，想要保障注水泵的工作效率，就要定期的对注水泵进行维修和保养。但是目前的实际情况是大部分的注水站虽然有相关的注水泵维修和保养计划，在长期的使用过程中，必然会产生老化、腐蚀、间隙增大、泄漏等情况，直接影响注水泵的注水系统效率和工作效率，没有起到节能降耗的效果，反而造成能源消耗量的增加，影响油田的经济效益和社会效益。这就需要淘汰老旧和高耗能设备，提高设备维护保养水平。五、结语柱塞式注水泵技术在实际生产中发挥着关键作用，提升了油田开采的整体水平。柱塞泵在日常的工作运行中，易损件的磨损是不可避免的，但想要更好的保障柱塞泵的安全、高效、经济、长期、可靠的运行，就要对柱塞泵可能发生的故障进行分析研究，实时的进行监督和管理。加强对注水泵进行提效研究，可以更好地利用先进技术和设备，提高注水泵效，降低注水系统单耗，从而实施高效注水，使经济效益最大化，在油田开发降本增效中很有必要。参考文献：[1]胡建新.柱塞式注水泵技术改进与应用分析[J].中国石油和化工标准与质量.2015,17(1):112-114.[2]赵玉杰.油田注水泵节能降耗技术研究[J].石油石化节能.2017,18（5）:105-107.柱塞式注水泵的使用及节能降耗研究郑志平 中国石化东北油气分公司【摘 要】柱塞泵是油田注水开发过程中的主要设备之一，也是主要的耗能设备。本文主要阐述了柱塞泵技术特点和使用维护保养注意事项，提出了日常生产运行中的节能降耗方面的建议。【关键词】柱塞泵； 注水效率；使用和维护
油田集输系统的能耗分析与节能措施_
油田集输系统的能耗分析与节能措施
随着石油资源会逐渐变少，更会成为关系国家安全的战略资源，因此，必须高度重视油气的集输节能措施的落实，油气生产企业加大研发攻关，不断完善油气集输系统，确保我国油田节能工作实现快速提高。
标签：油田集输系统;能耗分析;节能措施
现阶段我国的油田集输系统的能源消耗还是非常大的，但是我们针对不同的情况可以应用不同的节能技术对能源消耗进行有效地降低。
一、集输系统相应能耗现状
能源消耗以及油气损耗等都未能与节能要求相契合，而其能耗原因如下：首先，集输工艺未能与现代开采相适应。现阶段开采愈加复杂，导致开采更富难度。而部分集输系统仍以传统集输为基准，使其性能、适应性等无法与油田开采契合，再加之集输能耗不容忽视，使其能耗愈加显著。其次，油水处理愈加困难，开采技术推动诸如新型设备等投至油田开采，在使开采得以强化的同时，油水性质则因特殊油藏而改变，使油水处理受限。第三，就集输设备而言，其并未与现代开采相接轨。现阶段，诸如油田开采以及设备使用等相应时限过长，使得集输管网、设备等产生腐蚀、老化，再加之检查维修未以相应标准为导向，使其集输效率未能得以强化。第四，油田生产需油水灌以及分离器等多类设备不断运转，不论是检修时间还是备用设施等相对缺乏，导致检修愈加困难的同时，也无法就其能耗进行高效把控。
二、强化集输节能的有效措施简述
1、以热泵为基础对油污水相应余热等进行回收
热泵主要以循环原理为基础，确保载热工质可对余热进行吸热，同时于高温处实现热回收。油田集输以热泵为基础，可推动低温位热向高温进行转换，使其能源利用得以高效强化。热泵回收应以油田实际为导向，采取诸如压缩式、吸收式等多类热泵方案对相应余热实现有效回收，确保出水温度以及节能效用等得到高效提升。
2加热炉节能技术
加热炉的作用范围比较广，通过其作用可以实现油井常见的掺水、热洗、脱水、采暖伴热等环节综合为一体，是一种效能非常的机械设备。虽然可以通过加热炉提高油气生产中的工作效率减少能源的消耗，但是不同的加热炉产生的效果是不一样的，因此，在加热炉的选择上必须严格按照油气生产企业的实际情况通盘进行考虑，从而选择质量合格、处理效率最高的加热炉，倘若选择的加热炉不合格或者效率不高，那么在實际的生产中，对节能降耗的促进作用是相当有限的，
注水系统节能降耗措施研究与应用
科技创新与应用ｌ ２０１４年第１０期 科技创新 注水系统节能降耗措施研究与应用 张凤 聂聪 梁世英。 王海凤 林晶 （１、胜利油田分公司河口采油厂采油三矿，山东东营２５７０００ ２、胜利油田分公司河口采油厂地质研究所，山东东营２５７０００ ３、胜ｉｆ．１油田分公司河口采油厂机关，山东东营２５７０００ ４、胜利油田分公司河口采油厂采油一矿，山东东营２５７０００） 摘要：渤南油田油藏类型多、构造复杂，导致注水系统压力高、分布较为分散，注水单耗很高。文章介绍了近年来渤南油田在提 高注水系统效率、降低能耗方面实施的重点措施，以及由此带来的一些关于节能降耗方面的认识和思考。 关键词：注水系统；节能降耗；应用分析 １概况 河口采油厂采油３０２队管辖渤南油田二区、三区、渤深六等低 渗透区块，现有注水井６４口，开井４１口，日注水量３０００方，平均泵 压２７．３兆帕，油压２３．５兆帕。有高压注水泵站１１座，配水间ｌ２座。 随着对节能要求的不断提高，作为一个典型的高压注水大户，其能 耗问题是不容忽视的。 注水系统主要是由电机、注水泵、注水管网、调节阀、井口以及 注水井等构成。沿注水流程，用节点分析技术对注水系统进行能耗 分析。 输入 功攀 筏槭曲 水般 繁力赫。一 电 必 ＋＿Ｊ 囊 攒 注水系统的能流模型图 由图可知，要降低注水能耗，必须从降低Ｄ，、Ｄ：、Ｄ 、Ｄ 人手。 ２影响注水系统能耗的因素 下面从电机、注水泵、注水管网ｊ方面对影响注水系统能耗的 因素进行分析。 ２．１电机能耗分析。注水系统电机与注水泵不匹配，造成“大马 拉小车”现象，使功率因数降低，电机效率降低，致使无功损耗增大。 ２．２注水泵能耗分析。注水泵主要是柱塞泵。柱塞泵损失是由 泄漏损失、充填损失、机械摩擦及粘性摩擦引起。另外，由于柱塞泵 无法调节水量，而实际生产中注水量又时有波动，这样就造成排量 与实际注水量不能合理匹配，为按实际需求注水，只能将部分高压 水打回流，从而造成能量损失。 ２．３注水管网能耗分析。注水管网主要由管线、阀门、弯头及三 通等组件组成。影响注水管网能耗的因素分析如下：（１）泵管压差损 失。泵站泵管压差大一方面是因为实际注水量远小于额定排量。另 外系统电压不稳定，为避免电机超负荷运行，操作人员只好控制泵 出口阀，使泵在小排量、高扬程工况下运行，使泵管压差偏大。（２）注 水干线沿程管损和单井管线管损。由于管线管损受管线内径、内表 面粗糙度和流体粘度影响很大，造成注水管线管损普遍较高。（３）配 水间配水节流损失。因注水井注水压力差别大，为控制注水量在配 注范围内，低压注水井的高压来水剩余压力被配水问阀门节流掉 了。（４）阀门、弯头、三通等局部损失。 ３存在问题及能耗节点潜力分析 ３．１注水系统节能降耗面临的主要问题。（１）注水系统设备老 化。我队除３１号泵站外，均于建队初期投入使用。注水系统设备投 用时间长，泵设备老化严重，维修频率高，泵效低，能耗高，对注水系 统效率的提高影响较大；管网结垢、腐蚀穿孑Ｌ严重，压力损失大造成 系统效率低。（２）注水井压力差异大。同一注水管网的注水井压力差 异大，注水量波动大，且无法通过管网进行调配，只能按最大注水压 力运行，注水压力低的井通过阀门节流。因此，注水压力越低的井损 失的能量越多，从而降低了整个注水系统的效率。（３）注水管网效率 低。一是注水管网建设早，满足不了注水量增长的需要；二是部分管 网随着注水开发方案的调整出现布局不合理，一部分干线注水负荷 增大，而另一部分干线则注水负荷减少；三是注水水源为油田采出 污水，水质处理不合格造成管网腐蚀结垢严重，管线穿孔爆裂情况 一２８一 时有出现。 ３．２注水系统能耗潜力分析。（１）推广应用注水泵新技术，提高 注水泵机组效率。对于投用年限长、泵效低、大修频繁的泵，计划逐 步分批次进行更换，提高泵运行效率，达到节能降耗的目的。（２）推 广分压注水、增压注水技术，提高注水系统效率。针对注水井压力差 异大的情况，遵循整体降压、分区分压、局部增压、合理搭配注水工 艺技术的原则，对注水压力进行分析，对中低压井采取整体降压，高 压井采取局部增压和分区分压的注水工艺，进一步提高注水系统效 率，降低注水能耗。 ４注水系统节能降耗的技术措施 注水系统能耗巨大，随着注水需求的不断增长，注水能耗还将 进一步上升。对此进行了大量技术研究与改造，使平均注水效率得 到了提高。 ４．１降低电机损失。做到合理配置电机，主要从以下三方面入 手：第一，选择节能型高效电机；第二，针对生产中存在的各种腐蚀 现象，选用封闭式电机。第三，功率与负荷合理匹配，避免大马拉小 车，造成无功功率损失。 ４－２注水泵节能改造技术。在注水系统中，因泵效低而造成的能 量损失最多，因此，注水泵节能是降低注水系统能耗的关键。由于注 水泵性能与系统负荷不匹配造成能量浪费较大，系统效率偏低，主 要表现在：①注水泵排量与注水井配注量不匹配；②部分低效泵能 耗高。对此，应做到注水泵型合理匹配，以提高运行效率。注水系统 中导致泵运行效率低的主要原因：一是泵的额定工况与注水工艺参 数不匹配而被迫选用大排量泵，然后又用阀门节流；二是所需排量 介于一台泵和两台泵之间，导致并联的两台泵各自运行在小流量低 效区。据此进行注水泵型匹配组合研究，采用大小泵合理搭配，尽可 能减少回流，使泵排量与实际注水量匹配相当，保持在高效区运行， 达到节能的目的。 ４＿３注水压力系统及管网优化技术。要提高管网效率，需要进行 压力系统及管网优化调整，主要技术包括：（１）合理布站优化系统管 网流程。注水站尽量布置在注水管辖区的中心位置，注水半径不易 过长，要将注水泵到注水井口的压力损失控制在１ＭＰａ之内。对于 边远区块，可采用低压长距离供水，小站高压短流程注水，减少因高 压管线过长而造成的管网沿程阻力损耗。（２）降低管网摩阻损失。主 要采取的措施有：ａ．合理选择注水管管径。ｂ．降低管道内壁粗糙度， 减少由于粗糙而引起的管网磨损与能量损失。ｃ．严格控制注入水水 质。ｄ．减少局部阻力损失。尽可能在管网中少置三通、变径、弯头、阀 件等部件。ｅ．在满足注水量和注水压力的前提下，尽可能减少管线长 度。（３）分区分压注水技术。针对注水压力分布散、高压井比例大的 情况，分区分压注水工艺技术是提高其管网效率的最主要措施。 ５结束语 随着油田注水需求的不断增长，注水能耗也将急剧增长。因此， 降低注水能耗增长速度、研究节能降耗措施成为当前降低生产成本 的主要方面。只有通过对影响注水系统能耗因素及注水系统节能降 耗面临的主要问题潜力点进行深入分析，从实际出发提出注水系统 节能降耗的技术措施，对注水系统节能技术发展趋势及重点攻关方 向有成熟的思路和方法，才能保证注水系统节能降耗工作有一个长 远的发展前景。 参考文献 『１］丰国斌．对油田注水系统节能降耗的探讨Ⅲ．油田地面工程，１９９６． ［２］韩军伟，罗玲，黄坤，等．油田注水系统节能技术探讨［Ｊ］．重庆科技学 院学报（自然科学版ｊ，２０ｌ１． ［３】徐秀芬，王艳，侯永强．变频调速技术在油田注水系统中的应用［Ｊ］． 化ｉ进展，２００９．
油田注水站注水单耗的影响因素及对策分析
油田注水站注水单耗的影响因素及对策分析
油田注水站注水单耗是指在油田开采过程中，通过注入水来提高油层压力和驱替油井的产油量。注水单耗是指每生产一桶油需要的注水量，是衡量注水效率的重要指标。影响注水单耗的因素主要有以下几个方面：
1. 油井地质条件：地质条件对注水单耗影响较大。包括油层渗透率、储量、残留油饱和度等。地质条件好的油田注水单耗较低，效果较好。
2. 注水工艺和设备：注水工艺和设备的合理选择和使用对注水单耗也有较大的影响。包括注水方法（直接注入或通过注水井注水）、注水井的位置布置和注水井口直径等。
3. 注水水质和水源：注水水质和水源的选择也会影响注水单耗。注入油层的水质应符合要求，注水水源的选择应考虑到水的来源、水质稳定性和供应的可靠性等因素。
4. 运营管理：运营管理的规范和优化对注水单耗也有较大的影响。包括注水计划的制定和执行、注水监测和调控等。
针对上述影响因素，可以采取以下对策来降低注水单耗：
1. 加强地质勘探和储层评价，选择地质条件较好的区块作为注水开采区。
2. 优化注水工艺和设备，选择合适的注水方法和注水井位置布置，提高注水井口直径，以提高注水效果。
3. 优化注水水质和水源，选择水质稳定、来源可靠的水源，并对水质进行处理和改善，提高注水水质的适用性。
4. 建立健全的运营管理制度，制定科学的注水计划，加强对注水过程和注水井的监测，及时调整注水参数和控制注水量，提高注水效果和注水单耗的管理水平。
油田注水站注水单耗的影响因素主要包括油井地质条件、注水工艺和设备、注水水质和水源以及运营管理等方面。通过加强地质勘探、优化注水工艺和设备、优化注水水质和水源以及健全运营管理制度等对策，可以降低注水单耗，提高注水效果，进一步提高油田的采油效率。
油田注水系统能耗监测分析
试验・硼究，Ｔｅｓｔｉｎｇ＆Ｒｅｓｅａｒｃｈ
油田注水系统能耗监测分析
于景龙（吉林油田公司勘察设计院）
摘要 根据吉林油田部分采油厂注水系统节能监测成果，以数据表的形式对注水系统做了
初步评价和分析。分析了影响注水系统效率的主要４种因素，并提出９项合理改进措施及建议，
以寻求最佳节能途经，为吉林油田注水系统改造提供了有力的技术支撑。注水系统有着较大节
能潜力，只要做到有的放矢，注水系统将获得较好的节能效果。
关键词 注水系统 注水泵 注水系统效率 节能技术 吉林油田
Ｄ０ｌ：１０．３９６９／ｉ．ｊ ｓｓｎ．２０９５－１４９３．２０１３．００７．００１
油田注水是采油生产中最重要的工作之一，是
保持油田高产稳产的主要措施，同时注水系统耗电
量在油田生产中也占相当大的比例，开发油田注水
系统节能技术和装备一直是油田节能工作的重
点。油田注水系统主要由注水站、注水管网、注水
井组成，深入研究注水系统降耗技术，对于合理利
用系统能量，降低生产运行费用有着巨大的经济效益。
１ 注水系统现状
吉林油田公司共有９个采油厂，辖注水站６３
个，注水间８１ １座，泵机组１７７台，注水井３９２６
口。本文对９个采油厂中的长春、前大、红岗、新
木、新民等５个采油厂注水系统进行了耗能分析；
５个采油厂共辖注水站２０个，注水间３１２座，运行
的泵机组３４台，注水井１２４１口；运行的３４台泵机
组中离心泵机组８台、柱塞泵机组２６台。
２注水系统数据分析
注水系统节能监测主要考核注水泵电动机平均
功率因数、泵机组平均效率、油田平均注水系统效
率三项指标。三项考核指标中，注水泵电动机平均
功率因数０．９１，电动机功率因数合格２１台，合格率
为６１．７６％；泵机组平均效率６６．２９％，泵机组效率
合格１８台，合格率为５２．９４％；油田平均注水系统
效率４１．６５％，区块注水系统效率合格１２个，合格
率为７０．５９％。统计的３４台泵机组平均效率达到了
浅析提高注水泵效率降低能耗的有效途径
浅析提高注水泵效率降低能耗的有效途径
巴卫东 李照峰
（中石化胜利油田分公司胜利采油厂 山东东营） 工业技术
●Ｉ
［摘 要］随着油田开发的深入，综合含水不断上升，注水系统不断强化，随之而来的注水泵在油田耗电设备中耗电量所占比重增大。通过对注水泵用电耗
能的分析，找出了导致注水泵效率偏低、用电能耗偏高的主要原因，深入浅出的论述了提高注水泵效率，降低注水泵用电单耗的有效途径。 ［关键词］注水泵效 降低单耗 有效途径
中图分类号：ＴＥ３４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００９—９１４Ｘ（２０１２）０３—００３ｌ＿０１
前言
注水是油田开发中的一种十分重要的开采方式，它可以有效地补充地层能
量，在提高原油采收率．确保油田高产、稳产中起到了积极作用。然而，注水系
统的耗电量是巨大的，约占采油厂生产用电的３３％以上，而且随着油田综合含
水率的上升，注水能耗还将急剧上升。目前油田注水泵存在耗能较高的问题，
经长期运行后，受输送介质、机械磨损及设备维护保养的影响，注水泵效日趋 下降 注水泵管压差较大，运行效率较低，能耗较高，设计时还应重点考虑泵的
几何安装高度是否超过泵的允许吸入高度，泵的操作不当使泵产生千吸现象，
造成泵发生汽蚀；或者泵所用的填料盘根润滑胜能差，摩擦系数大，泵盘根加的
过紧，润滑油含水超标，泵震动超标，泵内构件磨损严重泄漏量大，致使注水泵
的机械损失及容积损失增大，泵的排量没合理控制在高效低耗区域内等原因。
都将导致泵的性能下降，效率降低，所耗电能升高。
１注水泵耗电分析 注水系统效率越高，则耗电越低。若想提高注水系统效率 降低注水泵耗
电，就必须对注水系统的耗电进行分析，找出主要影响因素，有针对性的采取措
施，实现节能降耗。注水系统效率可用以下式表示： ｎ Ｐ１／Ｐｓ （１）
Ｐｌ＝Ｑ１Ｈｌ ｐ／３６７．２ （２）
ＰＳ Ｑ２Ｈ２ ｐ／３６７．２ ｎ ｎ 【３） 式中：ｎ系一系统效率，Ｐｌ一动力能耗；ＰＳ一总动力能耗；Ｈｌ、Ｑｌ一注水
油田注水系统节能技术研究与应用
中国科技信息２００６年第６期 Ｏ＇ＩＩＮＡ ＳＣＩＥＮＣＥ ＡＮＤ ＴＥ￣ＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ Ｍａｒ．２００６ 油田注水系统节能 技术研究与应用 孙珀梁爱国黄大江李本双新疆油田公司８３４０００ 瀚 篡 ≥－整翥 ｊ 针对注水系效率低，注水单耗高，注 水系统腐蚀、结垢、老化、欠注严重 等一系列问题，以满足油田开发各油藏 能“注够水、注好水”为原则，通 过深入研究和引进，形成了一整套提高 注水系统效率、降低注水单耗的工艺和 技术，即：“高效往复泵＋变频调速 技术”对注水机泵进行机电一体化改造 技术；注水站采用微机监控系统进行实 时监控技术；运用清管器物理清洗技术 对注水管网进行清洗除垢技术；新建注 水站，降低原有注水站注水半径，并 实现分区、分水质注水，满足不同特 性油藏的注水水质要求。经过技术应 用，油藏开发形势好转，提高了注水 系统的自动化水平和管理水平。 注水系统；节能；降耗；改造 １，注水开发区概况 新疆油田采油一厂投人注水开发的老 区，分别由２０５注水站和红山嘴注水站注 水。其中２０ ５注水站年注水量为１ ６２× １０４ｍ ，占老区注水总量的８３．７％，是全 厂最大的注水站，主要管辖着二区、五 区和四区１２３断块注水；红山嘴注水站年 注水量为３１．５×１０ ｍ ，占老区注水总量 的１６．３％，主要管辖红山嘴油田的注水。 ２０５和红山嘴注水系统所辖注水区域如表１ 所示。 表１注水系统辖区列表 ２，注水系统存在的主要问题 ２．１注水泵机组效率低 新疆油田采油一厂２０５注水系统和红 山嘴注水系统，所用高压离心泵的额定排 量分别为１００ｍ ／ｈ和６５ｍ ／ｈ，属中、小 排量泵，测试数据表明，红山嘴注水系统 的机组效率为５９，１７％；，２０５注水系统高、 低压部分的机组效率分别为３６，２％、５１． ５％。与《油田注水系统经济运行》（ＳＹ／ Ｔ６５６９）中规定指标有较大差距，生产过程 中由于注水泵的实际外输压力、流量与其 额定压力、流量有较大差别，注水泵运行 效率低，红ＬＬＪ嘴注水系统的泵效为５ ９， １７％，２０５注水系统高、低压部分的泵效分 别为３８．４７％、５４．５４％，泵效低是地面注水 系统效率低的主要原因之一一。 ２．２注水管网运行效率低 １ ９９６年的测试报告表明，红山嘴注 水系统管网效率为５４，７％；１９９８年的测试 报告表明，２０５注水系统管网效率为４５， ８％；两都均远低于《节能细则 中注水 管网效率大于７０％的要求。根据前面建立 的节点分析模型和理论分析可知，影响 二西区、二中区、五１区和四２区的注水， 所辖区域南北宽约１０公里，东西长约２０公 里。由于注水半径大，加之长期采用不合 格的污水回注管线结垢严重，使二西区、 二中区和五１区注水干线压损达１．５～４． ８Ｍｐａ； 两大系统内各注水井的井口压力 差别很大，从０～１５．５Ｍｐａ都有，而２０５低 压系统中井口压力大干１０Ｍｐａ的井仅占总 数６％；２ ０ ５高压系统中井口压力大于 １４Ｍｐａ的井仅占总数的７．７‰红山嘴注水 系统中井口压力大干１２Ｍｐａ的井仅占总数 的１ ５．４％。为了满足少部分高压注水井的 注水要求，必须将注水站外输压力保持较 高水平。同时，低压注水井为了控制注水 量在配注范围之内，必须利用井口配注阀 门进行节流，井口压力越低，节流损失越 大。 注水管网的流量损失主要表现在注水 泵回流损失和管破漏失水量。注水系统内 实际注水量同注水泵的额定排量相差很大， ２０５注水系统高压部分、红山嘴注水系统 存在较大的回流损失。２０５注水系统投用 多年，管网老化很严重，再加上２０５注水 系统长期采用几乎未经处理的稀油污水进 行回注，管线腐蚀、结垢严重，管破几乎 天天都在发生。注水输差很难避免，一般 在５％左右，有时甚至达到１ ０％以上。 ３，节点分析模型的建立与理论分析 根据采油一厂地面注水系统流程情 况，把具有能量变化（包括压力变化和流量 变化）的特殊位置点作为节点进行系统分 析，其模型见下图。
关于提高注水系统效率措施的分析
关于提高注水系统效率措施的分析
摘 要：辽河沈阳油田已经进入高含水后期，随着采出液含水率的不断上升，采油过程中消耗能量的对象也逐渐发生变化。在低含水采油期，能量大部分消耗在“油”上；而在高含水采油期，能量绝大部分消耗在“水”上。据统计注水耗电已经占据联合站系统耗电的50%左右，对其实施节能降耗技术是注水系统节能的有效手段。注水单耗是衡量注水系统是否节能的重要指数指标。文中针对注水系统高耗提出实施相关技术和管理措施，有效减少注水用电量的消耗，提高注水系统效率，取得节能增效的目的，对高含水油田后期开发降低成本具有重要意义。
关键词：注水系统 效率 措施
一、概述
注水系统主要包括注水电动机、注水泵和注水管网。注水系统效率是指在油田注水地面系统范围内有效能与输入能的比值。提高注水系统效率的关键是提高注水泵和管网的效率。
沈阳油田产量已经步入衰减期，为了提高油田采收率，近年来，该油田积极实施注水保稳产措施，保证注水系统满足生产需要。随着油田开采力度的加大，原油稳产已成为注水工作的重点，由于不同时期油田开发配注量的调整及日常开井数增减、洗井、供水不均衡的影响，注水量波动加大，运行工况比较复杂。沈阳油田一共有注水站5座，拥有16台高压注水泵，注水泵的驱动电机一般在2000kw左右，由于原有设备陈旧老化，地下管线腐蚀，导致注水单耗普遍很高，最高时达到8.69 kwh/m3，注水系统效率严重不足。该油田通过采取更换注水设备、采用高压变频器、注水泵减级等节能措施，有效地降低了注水单耗，达到了提高注水系统效率的目的。
二、措施分析
1.优化运行注水设备，提高注水泵机组效率
注水系统效率的高低与机泵效率关系密切，据统计按照目前技术水平。注塞泵的机组效率都在78%左右，而一般高压离心泵的最高机组效率不超过66%。所以，选择高效注水泵是提高注水系统效率的重要保障。沈阳油田沈三注水站通过停运1台多级离心泵，启运1～2台柱塞泵，单台柱塞泵增加排量25m3/h，这样一停一起，通过柱塞泵运行的台数来调节注水量，降低注水总量，从而降低注水系统单耗，实现节电的目的。通过现场采集数据对比情况分析，注水系统平均单耗由8.69kwh/m3下降到5.78kwh/m3，沈三联注水日耗电量由46251kw.h下降到34674kw.h。这是由于停运1台离心泵并启运柱塞泵后，日注水量下降了378m3，注水电机做功降低，同时由于柱塞电机功率小、泵效高，单耗只有6.0 kwh/m3左右，对整个系统单耗的下降起到了很大作用。注水泵优化运行后，注水泵机组效率和注水系统效率指标大部分达到石油行业标准sy/t6275-2007《油田生产系统节能监测规范》中规定的指标，注水泵机组效率限定值≥72%，节能评价值≥78%，注水系统效率限定值≥49%。
大庆油田注水系统能耗研究
３０ 油气田地面工程第２６卷第３期（２００７．３）
大庆油田注水系统能耗研究 董一佐 余钦范（中国地质大学（北京）） 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４Ｏ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。 据统计，到２００６年ｌ１月，大庆油田共建成注 水（入）井２２１７８口。预计建成注水站２４２座，其 中一般注水站８Ｏ座，深度注水站１２６座，聚驱注 水站３６座。注入站１９９座，其中聚驱注入站１８７ 座，三元注入站ｌ１座。配制站１８座。注水管道 １１３９８ｋｍ，聚合物母液输送及注入系统管道 ２４８７ｋｍ。 （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。 据统计，２００５年度大庆油田总耗电量 ７２３８９８．５４×１０‘ｋＷ・ｈ，注水用电总量２８９１９４．５６ ×１０‘ｋＷ・ｈ，约占总能耗３９．９５ ，约占地面工 程总耗电量的６３．３ 。节能降耗对油田的可持续 发展具有不可忽视的作用。 从２００１年开始，各采油厂在实施各种节能措 施的情况下，虽然部分区块及系统注水压力略有升 高，但注水单耗整体呈现略微下降趋势，系统效率 逐年提升。以采油一厂为例，２００１年到２００５年注 水系统效率提高了３ 。从采油一厂到采油十厂， ２００１年至２００５年５年期间，最小注水系统效率为 ４Ｏ．Ｏ１ ，最大注水系统效率为５６．７７ 。随着油 田生产的发展，仍需要不断提高注水效率。 从油田注水系统建成的能力来看，总体上能够适 应油田开发和生产的需求，但由于近几年注聚区块的 不断扩大以及区块间污水产注量的不平衡，还有污水 站改造等因素而产生的回注困难、能量较高的矛盾仍 较突出。在日常运行过程中，通常采用泵管压差评价 注水系统运行工况，泵管压差控制在０．５ＭＰａ以内属 于正常，高于０．５ＭＰａ则说明系统存在高耗能点，需 要采取措施来遏制能耗的上升。截至２００６年ｌ１月， 大庆十个采油厂有４３个注水站泵管压差大于 ０．５ＭＰａ，需要继续进行系统优化。 同时，对照中华人民共和国石油天然气行业标 准ＳＹ／Ｔ６５６９—２００３《石油注水系统经济运行》中 的系统经济运行指标进行判定可知，大庆油田注水 系统大部分处于优良运行状况。其中，离心泵 （ｍ。／ｈ）在５０￣２００之间，注水系统效率大于４７ 为优良；离心泵在２００～３００之间时，注水系统效 率大于５１ 为优良。 由于注水系统在油田耗电中具有举足轻重的作 用，因而优化油田注水系统，降低注水系统单耗对 提高油田经济效益意义重大。而且为了保障油田的 可持续发展，有必要进一步提高注水系统效率，增 加节能降耗的力度。 ３．注水系统存在的问题 注水系统在４Ｏ多年的运行中，节能降耗取得 了一定的成效，但也存在许多问题需要解决。 （１）注水压力不尽相同，致使系统压差大。注 水站及其站外管网的建设，一般可适应５～１Ｏ年的 开发需要，大庆注水系统经过几十年的开发建设， 已形成了一个庞大的注水系统，同一套注水管网的 注水井注入压力不尽相同，而按最高注入压力建成 投产的注水系统，势必会造成能耗的浪费以及系统 效率下降。现在各采油厂总压差最高可达到 ５．０ＭＰａ以上。根据《油田注水系统经济运行》标 准，注水站出口至最不利点注水井井口压力损失应 控制在１．０ＭＰａ以内。因而，油田注水系统仍存在 不合理性。 （２）集中注水系统压力高。集中注水系统是一 个做功系统，按照功的分类来看只有消耗在井口部 分的能量是有用功，其它能耗大多是无用功。在无 用功中，泵管压差和井管压差的耗能完全是浪费性 无用功，这部分无用功的存在不但使整个管网的压 力增大，而且由于存在阀门截流现象使阀门的使用 寿命缩短，注水泵也不能在其高效区段内运行。 （３）注水系统环节多。要把ｌｍ。的水注入地
注水系统节能降耗技术
油气田地面工程第２６卷第８期（２００７．８）
注水系统节能降耗技术
王乙福（新疆油田勘探开发研究院） 周红生（新疆油田规划计划处）
摘要：新疆油田公司注水系统目前运行 指标差，其采取的节能降耗措施应从以下几 方面入手：对于规模及注水量变化均较大的 注水站，采用离心泵与柱塞泵（变频）配套 使用的注水工艺，杜绝注水站高压水节流、 回流现象，降低系统运行能耗；针对同一开 发区注水压力需求的差异，实施分区、分压 注水工艺，减少高压水的节流损失；优化注 水管网，降低管损，提高管网效率，使泵站 压力与注水井口压力达到最佳匹配；大力推 广柱塞泵变频技术，实现注水系统排量与压 力的自动调节；有效研究新工艺、新技术的 可行性，如高压离心泵变频技术、分流泵技 术等在油田注水中的应用。 关键词：新疆油田；节能；管网效率
１ 注水系统运行现状 新疆油田建有完善注水系统的区块主要分布在 采油一厂、采油二厂、采油三厂、百口泉采油厂、 准东采油厂、石两作业区、陆梁作业区及彩南作业 区等８个厂区，２００５年新疆油田公司注水系统运 行指标平均值如下：注水泵效率为６９．８ ９／６；机组 效率为６５．７ ９／６；注水管网效率为５５．２ ；注水系 统效率为３６．４ ９／６；注水单耗为７．２４ ｋｗ・ｈ／ｍ 。 其中高压离心泵注水系统效率平均值为３６．１％， 高压柱塞泵注水系统效率为４０．８ ，低压柱塞泵 注水系统效率为３６．０ ｏｇ。 标准《石油企业节能监测综合评价方法（ｓＹ／ Ｔ６２７５—１９９７）》中对注水地面系统效率规定的指 标为：离心泵不小于４１ ，柱塞泵不小于４９ ； 目前国内的先进水平为：离心泵６３．５ ，柱塞泵 ７０．４ 。由此可见，新疆油田公司注水系统目前运 行指标差，注水系统节能降耗大有潜力可挖，加大 油田注水系统工程的节能技术改造力度势在必行。 ２ 注水系统节能降耗技术措施 注水系统节能降耗的关键在于：①注水站的泵 压和ｉ殳计能力应与辖区注水压力需求及注水量需求 相匹配，从而减少注水压力的无谓损失（如节流降 压）及杜绝高压水回流现象；②根据实际情况，优 选高效节能的注水没备，提高机组效率；③优化注 水管网，减小不必要的管网能量损失，提高注水管 网效率；④研究推广新工艺、新技术的应用，以达 到节能降耗的目的。通过对目前因内外油田注水系 统的研究分析认为，新疆油田公司注水系统节能降 耗应从以下几方面人手： （１）对于规模及注水量变化均较大的注水站， 采用离心泵与柱塞泵（变频）配套使用的注水工 艺，杜绝注水站高压水节流、回流现象，降低系统 运行能耗。离心泵和柱塞泵作为两种应用广泛的注 水设备，其不同的工作原理及特点，决定了各自比 较理想的实用范围。离心泵适合大排量、低扬程， 且注水压力及注水量相对稳定的区块注水；柱塞泵 适合排量相对较小，扬程较高的区块注水需求，特 别是对于注水量及注水压力波动较大的区块，柱塞 泵具有其突出的优势，通过 套低压变频凋速技 术，可实现压力及排量的自动调节。目前新疆油田 公司注水系统由于部分注水站规模相对较大，注水 量波动范围广，采取两种注水泵 合使用的注水工 艺，往往可以起到明显的节能作用，它可以有效地 解决大排量离心泵流量调节范同窄的技术问题，对 于注水量逐年变化的油田节能效果优为 著。陆梁 联合站就是离心泵与柱塞泵成功配合使用的先例， 该站没计规模４８００ ｄ／ｍ ，没计压力１２ ＭＰａ；站 内配套高压离心泵２台、高压柱塞泵３台，目前注 水系统运行平均单耗为５．５４ ｋｗ・ｈ／ｍ。，远低于 油田公司同等压力系统的注水单耗。 （２）针对同一开发区注水压力需求的差异，实 施分区、分压注水工艺，减少高压水的节流损失， 降低注水系统能耗。此项措施的实施必须具备一定 的先决条件，首先是高、低压差异应相对较大，其 次是要有一定的区域性，也就是高、低压区块要相 对集中，这样才有利于工艺的实施及降低地面工程