降低注水系统能耗节能措施论文_王德军

降低注水系统能耗节能措施论文_王德军

中油辽河油田分公司锦州采油厂 辽宁盘锦 124010

摘要:针对注水系统能耗较高的情况,通过采取优化注水泵运行,优化注水系统管网,结合油井实际优化注水,减少无效能耗,最终实现节能减排。

关键词:节能;注水;系统能耗

随着油田开发进入后期,注水开发成为现阶段的一种主要开发方式。注水可有效地补充地层的能量,对开发产量的稳定、提升起到积极作用,也是提高采收率的一种手段,但同时大幅度增加开发能耗。注水能耗在整个采油厂中能耗的比例不断升高,因此实现注水系统的经济运行,不断降低注水系统能耗,是采油厂降本增效的一个重要途径。

一、注水系统现状

现有注水站3座,注水泵10台,设计注水规模17200m3/d,实际负荷8000m3/d;配水间27座;注水干线、支干线10条。运行压力在10MPa至13MPa,设计压力16MPa。现有注水管网32.67余公里,其中干线22.84公里,支线9.83公里,77%投产在1983年,已呈老化状态。设计年注水量380万立方米,能耗高达2470万千瓦时,占全厂总耗电的15%。存在多方面的问题:1)注水源头离心注水泵容量大、能耗高、运行管理方式保守;2)部分转注井未进入注水管网系统,难于实现系统注水;3)注水管网运行时间长,结垢、杂质多,管网阻损大;4)部分注水井单独注水压力高,导致整个注水管网压力高,能耗损失大。

二、降低注水系统能耗的主要节能措施

1、优化运行注水泵,减级降容,降低注水泵能耗

针对多台注水泵,额定排量不同的情况,在实际运行过程中,注水量根据生产的变化不断的调整,结合注水量大小制定出注水泵的优化运行匹配方案,并在生产中得以实施。该方案实施后,节电效果显著。同时在实施注水泵优化匹配的同时,及时的根据注水量及注水干压变化要求,配合节能设施调整注水量及注水干压。注水泵年平均单耗从5.62kw/m3降低至目前的4.67kw/m3。年实现节电量313万千瓦时。

生产现场目前有5台6000V高压多级离心注水泵,排量大,由于大容量离心泵远远大于实际需求,因此使用阀门调控满足生产需求。泵不能在高效区运行,造成实际运行泵效低,离心泵泵效低至60%左右,单耗高达6.9kWh/m3。通过对注水泵进行减级降容处理,以降低注水泵能耗。现场对注水站3#、5#注水泵实施减级降容,3#注水泵由1800kw降低至1600kw,单耗由5.73kw/m3降至5.38 kw/m3;5#注水泵由2000kw降至1800kw,单耗由7.11kw/m3降至5.87kw/m3。2台注水泵减级降容后年实现节电210万千瓦时。

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2、优化注水系统管网,提升注水效力

注水管网大部分运行超过25年。由于运行周期长,大量油污和垢粘附在管壁上,使注水系统中的管网直径缩小、管损增加、泵压上升,管线压力损失增加,无形中要增加注水源头压力来保证注水井口压力满足注水质量,造成能耗增高产生浪费。为降低结垢对整个注水管网系统的影响,整个注水管网干线、支线进行支点取水,明确清洗清洗入口、清洗重点。注水干线进行清扫后注水整体干压从11.9MPa下降至10.5MPa左右,下降1.4MPa,单耗值下降0.1kWh/m3。

针对运行时间长,管网复杂、管壁变薄、承压能力下降,且长距离的管网造成压降损失增加,增加注水源头压力,进而增加无效能耗的现状,通过对整个注水管网进行优化并行,即并行停用枝杈繁琐型老管网,优化 系统注水方式,提高注水管网效率。累计停用12.43Km,优化改造11.6Km,整个注水系统压力损失下降0.8MPa。

3、结合油井实际优化注水,减少无效能耗

在油田开发过程中,地下生产情况也不断发生变化。因此,对注水系统的要求也不断的发生变化,通过深入开展各各断块注水潜力分析。针对每口井的生产情况不同,注水量、注水压力要求各不相同。正常生产情况下,必须在前端满足最高注水压力、注水量以满足单井的高压需求,而这样使整个注水系统压力升高,能耗增加。为解决系统高压力、高配注量需求,我们采取区块周期注水、单井增注、单井注水的原则解决该问题。

精心布置注水方案,实施精细研究,不同区块错开注水,在提高注水效果的同时降低无效注水量,又确保全厂整体注水量的平衡性。区块周期注水采取“单月停住、双月注水”或“调整注水层”。年度减少注水量57万立方米,实现日产油平稳、综合含水率从92.3%下降到目前的90.1%。

针对个别油井注水压力较高的实际情况,如果为了个别水井而提高整个注水系统的压力,势必造成注水单耗上升,注水系统效率降低,能源浪费。采取单井增注的方法,在井口安装高进高出的柱塞泵,将来水压力提高后注入地层以满足注入压力而达到满足配注量,提高受效井的产量。对20余口注水井实施单井增压,降低系统压力1.2MPa,减少系统损失10%以上。

注水水井由于长时间注水开发,地层受粘土膨胀、粘土运移、外来流体污染等因素的影响,导致水井层段受堵严重,注水压力升高而致使注水困难,增加注水系统整体压力,能耗升高。针对井层段受堵严重的井,我们利用多氢酸进行解堵,以降低井口压力减缓注水系统压力升高的问题。累计实施5口井,减少能耗3.5万千瓦时。

三、效益

注水系统各种技术、措施的应用实施,有效的降低注水系统能耗。注水源头高压注水泵单耗已由6.87kWh/m3降低历史最低点4.67kWh/m3;注水泵效率提升至82.6%;注水系统单耗降至5.34kWh/m3,注水系统效率提升至61.35%;年实现注水系统节电421.3万千瓦时。

论文作者:王德军

论文发表刊物:《基层建设》2015年29期

论文发表时间:2016/9/19

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