大庆油田第三采油厂第五油矿测试队
摘要：随着科学技术的迅猛发展，石油工业的发展也达到前所未有的高度，然而在石油开采环节中出现大量的能源损耗或浪费。本文针对油田开采过程中注水环节中存在的技术问题与解决措施展开讨论，对注水系统中的主要能耗损失进行了分析，并对优化注水系统的现实意义进行了阐述。
关键词：油田注水；注水系统；节能降耗
利用注水井把水注入油层，以补充和保持油层压力的措施被称为注水。油田投入开发后，随着开采时间的增长，油层本身的能量将不断被消耗，致使油层压力在不断下降，地下原油大量脱气，粘度增加，油井产量大大减少，甚至会停喷停产，造成地下残留大量死油采不出来。为了弥补原油采出后所造成的地下亏空，保持或提高油层压力，实现油田高产稳产，并获得较高的采收率，必须对油田进行注水。
1注水系统结构
油田注水系统主要由电机、注水泵、管网、配水间、增注泵、配水阀组、注水井等组成。大家都知道，注水系统是一个整体性极强的系统，系统节能降耗，必须以整体能耗最低建立目标值，通过系统配套优化措施达到系统总能耗最低的目的。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。系统运行优化只能最大限度地挖掘现有系统的节能潜力，要想达到理想的节能效果，在进行系统优化时，必须对现有高能耗部位进行技术改造。
2注水系统能耗原因分析
目前，注水系统消耗能量的主要原因是，注水泵造成的能量损失；驱动注水泵电机造成的能量损失和管网摩阻造成的能量损失，以及配水阀组造成的能量损失。这四部分基本构成了注水系统整个能量损失，其中，注水泵和管网造成的能量损失在整个系统中所占比例较大，尤其是电能消耗最大，油田注水系统的耗电量约占油田总耗电量的三分之一左右。随着油田综合含水率的上升，注水能耗还将继续上升，其中泵站是耗电大户。因此，优化油田注水系统节能降耗，应从降低注水泵和管网这两方面的能耗入手。
3油田注水系统存在的技术问题与解决措施
长期以来，油田注水过程中自动化程度尚未成熟。虽然近几年油田也采用一些自动化的注水设备，但注水系统的运行管理仍然主要依赖操作人员的认知和经验来判断，准确度程度不高。所以，在油田注水中不可避免的存在多种问题：
（1）由于储油层非均质性，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，不可避免地会造成配水车间单井阀门控制节流损失增大。
（2）注水泵配备使用恒压恒流电机在启动时，因为启动电流大，对电源形成瞬时冲击，会引起电网的波动。受管网压力波动及其它多种复杂因素的影响，人工进行匹配注水的调节时，经常发生少注、超注现象，注水流量和压力很难达到均衡。
（3）采用节流的方式调节注水泵的输出压力和流量，控制方式不尽合理，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并不匹配，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工作区，更谈不上在优化状况下运行了，造成电能的极大浪费。
（4）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。由于处于不同开发时期油田注水量的调整，注水量的浮动空间也较大。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆为适应注水量的变化，需频繁调整注水泵的运行状态。若泵压波动变化时，工人不能及时发现和调节，就会造成超注水的情况发生。
（5）对注入水站能力、干线能力分布与注水井点分布进行适度协调。注水能力增加主要是依赖老站改造，其次才是新建注水站，因而造成局部注水站超负荷运行，敷设的管线过长，加之管线结垢、腐蚀，从而使管线的沿程磨阻损失增加。
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，从而使注水半径进行优化，从而提升油田注水系统的注水效率。
4优化注水系统的现实意义
（1）优化注水管理系统，提高注水运行效率、降低综合运行能耗
为了实现注水系统实时采集，传输、计算、评价过程追踪控制，实时注水系统中各种设备的运行状况和耗能检测，可通过建立注水系统运行设备和运行参数数据库，实现系统的数字化管理。同时，若建立注水系统能耗监测系统，可以实时掌握注水系统运行参数，及时计算分析注水系统各环节运行状况。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，对能耗超标的薄弱环节进行参数优化调整，保证系统稳定运行在高效经济区，达到节能降耗的生产目的。
（2）优化注水系统达到降低能耗
油田注水系统主要由注水泵、电机、配水间、管网、增注泵、配水阀组、注水井等单元组成。目前，注水系统消耗的能量大体有以下几方面：一是驱动注水泵电机运转造成的能量损耗；二是注水泵运转过程中造成的能量损耗；三是管网造成的能量损失；四是配水造成的能量损失。这四部分大体构成了注水系统的整个能量损耗。其中，注水泵运转和管网内耗造成的能量损耗在整个系统中所占比例较大，因此开发油田注水系统节能技术应从降低这两方面的能耗入手，在此基础上提出节能降耗的技术方案。
在实际操作中，注水管网内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，管网摩阻损耗及各种控制阀件耗能偏高大，所以具有很大的节能降耗余地。
5小结
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。
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.
论文作者:朱阿伟
论文发表刊物:《基层建设》2018年第5期
论文发表时间:2018/5/22
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