油田注水节能降耗分析

1概述

在油田采油中注水是最重要的因素之一，因为注水不但可以更好的补偿地层能量损失，更能够有效的提高油田储油层的开采深度，这样做的作用是为了提高原油出油率，更好的保证油田的稳产、高产。但是换言之，向油井内注水也会消耗巨大的能量。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，注水管的管网系统是油田开发地面工程系统中一个规模庞大的高耗能的、高压的、全封闭的、由集中到分散的注水生产系统。据文献报道，油田注水电能耗费一般占油田总用电能耗费的30%～50%之间，而且随着油井开采深度的增大，不断向油井内注水，会使油田总体油井的含水率的攀升，注水能耗还将继续攀升，这样的恶性循环会导致油田的开发成本大大的增加。于此同时，随着注水设备总体技术水平和效率的提高，油田注水系统运行状况也在日趋复杂化，新水井及设备的保养与维护、管网改造等现象都普遍存在，仅凭操作人员的现场操作经验来控制注水系统的运行状况很难精确满足系统优化、降低经济成本的内在要求。因此，对油田注水系统进行合理的深层次的技术改造，不断提高油田注水系统的使用效率，加强对油田注水系统经济运行的合理有效研究，对充分发挥在建和已建注水系统的生产能力，进一步控制注水能量损耗，减少油田生产企业总体能耗，对于油田高效地生产运行具有重要的实际意义。

2油田注水系统存在的技术问题与解决措施

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的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，准确度程度不高。所以，在油田注水工作环节中不可避免的存在多种遗留问题：（1）注水泵配备使用恒压恒流电机在启动时，因为启动电流过大，对电源形成瞬时冲击会引起电网的总体工作状况发生剧烈波动。受管网压力波动和其它多种因素的综合影响，在人工进行匹配注水的调节时，经常会发生超注或少注现象，主要原因是由注水流量和压力很难达到均衡引起。（2）由于储油层均质性不同，就会出现注水井注水压力差别较大，以一个注水压力系统满足油田多层系注水，就会不可避免地会造成单井阀门控制节流损失的增大。（3）有必要进行注水站选址、配水间设计优化和管网参数优化配置。由于处于不同开采时期油田注水量的浮动空间较大，为适应注水量需求的变化，需要进行频繁调整注水泵的运行状态。若注水泵输水压力波动变化时，操作工人不能及时发现而进行调节，就会造成超注水的情况发生，这样就会造成极大的水资源和电能的浪费，同时也会对油井的总体产油率产生影响。（4）注水泵采用节流调节的方式输出压力和流量控制方式不尽合理，这样会使得油层注入压力和地质配注量一直处于变化之中，使注水泵排出量与入注量不能有效进行匹配，注水时常在节流状态下运行，无法保证注水泵工作处于高效的工作区域，更谈不上在优化状况下运行了，这样势必会造成电能的极大浪费和损耗。（5）对注水的干线能力分布、注水站工作能力与注水井点配置状况进行适度规划调整。这里要清楚，注水站的注水潜力增加基本上是依赖老注水站的技术改造，其次才是新建注水站投用或技术改造。如果局部注水站出现超负荷运行，那么很有可能就是铺设的官网的管线路径过长，另外再加上管线使用年久，在管线上出现腐蚀、结垢现象，导致注水在管线阻力增加，进而能耗增大。优化的注水措施：在油田注水工程中，常用的技术是管网优化技术，其实就是指把个别区块中注水系统和水驱系统进行综合地调整和优化，在其调整和优化以后，可以根据工程实际的总水量需求来进行注水泵水量的试运行，这样能够将能耗降低，从而使注水效率提升。对于那些注水系统优化难度比较大，尤其是水质较差的注水管网，可以将其水质进行全面的改善，进行一定的管网整合，将注水站供水的有效半径进行缩短优化，减少因管线延程增加、阻力增大造成能量损耗，使油田注水系统的注水效率得到切实有效的增加。

3优化注水系统的现实意义

（1）优化注水系统从而达到降低能耗油田注水系统主要主要由配水间、注水站、井口装置及连接配水间、井口和注水站的管网组成。当前，注水系统能量损耗大体有以下几方面：一是电能驱动注水泵电机运转，在注水泵机械运转过程造成能量损耗；二是管网出现腐蚀或结垢，输水的阻力增大造成的能量损耗；三是配水过程中由于储油层均质性不同，造成的注水能量损失。这三部分大体构成了注水系统的整个能量损耗。其中，管网内耗和注水泵运转造成的能量损耗在整个油田注水系统中所占比例较大。因此开发油田注水系统的节能技术应该抓住这两方面主要矛盾，从主要矛盾入手，而在这两者比较中，注水泵的机械运转能耗损失是不可避免的，优化空间有限，在实际操作中，注水管网的能耗造成的能量损耗约占整个注水系统能量损失的20%～40%之间，提高注水管网运行效率在油田节能技术研究中显得极其重要。目前，我国油田注水系统管网效率明显偏低，而且管网的阻力损耗及各种控制阀件耗能偏大，因此具有很大的节能降耗潜力，应在此基础上有针对性地提出节能降耗的技术方案。（2）优化注水管理系统，提高注水运行效率、降低综合运行能耗为了对油井的注水系统的数据进行实时采集，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稿和优化调整，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。

4小结

综上所示，油田注水工艺是提高油田开采效率和开采水平，保持油藏能量的主要方法。在油田开采中，注重注水工艺研究及其管理是确保油田稳定生产、节能降耗的重要手段。毋庸置疑，油田工作者应该注重油田注水工艺的研发和技术引进，在大油田管理中，要从基础做好注水工作的各项管理，为油气田稳产增产、节能降耗多做贡献。

作者:鲁峰 单位:大庆油田有限责任公司第二采油厂第四作业区

参考文献

[1]罗国强.浅谈油田注水工艺技术[J].科技致富向导,2012(02).

[2]张培泽,张晓东.浅析油田注水系统结垢及治理措施[J].科技风,2011(06).

[3]刘铁军.浅谈油田注水[J].中国石油和化工标准与质量,2012(04).