油田注水系统能耗分析及节能增效措施

油田注水系统能耗分析及节能增效措施

摘要：在油田系统中,一个非常重要的系统是注水开发系统,该系统由几个部

件组成,每个部件都是不可分割的,在整个注水开发过程中,该系统占有非常重要

的地位。为了提高单一油田的质量改进效率,选择了分开注水和避免山谷充填高

峰的方法,以降低能耗。此外,为了优化油田,建议将注水站和污水站与停车区的

高压和低压注水网络连接,注水站和污水站的数量为1个。

关键词：油田注水系统；能耗分析；节能增效

引言

一般来说，在油田开采过程中对注水系统的利用较多。若油田开采到达极限，可利用注水系统，对油田地层能量加以补充，增强其驱替介质，提升油田实际开

采效率，促进二次开采成效的提高。因此，相关企业应对注水系统予以高度重视，明确其在实际应用时存在的不足，并对其加以优化，提升注水线路设计水平，降

低其能源的消耗程度，推动油层压力的提升，提高系统的生产效率，推动油田开

采目标的实现，使其生产呈现相对稳定的特点。

1当前我国油田注水系统能耗的现状

油田注水系统主要由一系列配件组成,如发电机、注水泵、注水管网等。栋

注水系统的能耗较大,主要是有效的注水能,还有部分其他耗费,注水系统的能耗

在电动机、注水泵等能耗部件中较大,有效的能耗和剩余的能量之和,我们称之为

注水系统的总能耗。注水泵电动机耗电量占油田注水系统的主要部分,不同部位

电动机耗电量,耗电量仍然较高。近年来,中国各油田的注水量和用电量都有明显

的增加,注水量和注水系统的用电量有着密不可分的关系,注水量的增加导致了注

水系统用电量的增加。油田消耗的能源中有三分之一甚至一半是由注水系统消耗的。随着电力消耗的不断增加,油田企业必须有一套好的指标来整合和评价油田

的各种生产系统,只有找到最合适的评价标准,才能对具体问题进行具体分析。通

过多年的不断实践和相关专家的研究,各油田单位在节能方面具有一定的经验,现

阶段各单位能改进其不足之处,能效指标能得到有效控制,能耗水平得到提高,资

源利用率也得到一定提高,这对促进油田现行注水系统节能减排有一定的作用。

2在油田开发中应用注水系统时存在的不足

2.1注水系统改造升级难度较大

当前，部分企业为实现自身油田开采目标，在注水系统改造与升级中投入的

精力越来越多，提升其运行成效，提升开采效率。然而，其过于注重对注水站的

改造，未对注水管网与线路等进行改造，虽在一定程度上提升注水效率，但为注

水管网与线路等带来较大压力，其损坏的概率随之增加，在中断生产工作的同时，为企业带来一定经济损失。此外，部分企业受自身技术水平的限制，对注水系统

进行改造升级时面临较大难度，油田储层的分布均匀性不足，注水井所承担的压

力也存在一定差异，若在改造过程中，对其施予相同的压力，单阀门的效用得不

到充分发挥，其节流控制能力随之降低，导致水流量过大现象的发生，在对水资

源加以浪费的同时，降低开采成效，阻碍企业的稳健发展。

2.2管理方面存在的问题

主要表现为设备操作人员不熟练,导致设备损坏,或者管理人员过于片面的理

论知识无法实现对注水系统的深度管理,操作人员的操作能力不符合设备制造和

调节标准,会影响注水系统的稳定性,严重的情况下会降低整个系统设备的使用周期,在设备的后续维护过程中,由于专业人员的理论知识有限或专业能力不足。设

备维护质量不符合标准,如果设备维护质量不符合标准,则整个注水系统的运行效

率会下降,注水管网中存在的管理问题更加突出,这些管理问题需要分化解决,不

是一蹴而就,在具体的管理过程中,没有对设备性能和参数的详细了解,控制手段

过于均匀,没有落实责任制,人员分散,需要按照一些人员的经验标准进行测试,在

一定程度上,注水管网的管理不够精确和深度。

3注水系统的节能方法探析

3.1对注水管网的优化

在注水系统中，注水管网发挥十分重要的作用，不仅井口与管网相连，保障

水资源的正常流通；而且注水泵也与管网相连，促进注水目标的实现。因此，企

业应提升对注水管网的重视程度，并对其施予技术优化。其可建立多级目标优化

注水管网，将其视为相对完整的动力系统，将注水泵站视为系统的源点，提升注

水井口节点的连接程度，推动网络状系统的构成，优化注水系统的整体生产效能。首先，应明确注水管网优化的目标，提升系统运行的效率，实现对经济性原则的

全面贯彻，降低能量损耗程度，对壁厚与管径等参数加以确认，保证注水管网设

计的合理性。其次，应充分结合相应注水要求，以实际作业环境为依据，考量管

网运行需求，对注水管网的直径进行优化，适当增加或减少其直径，在降低企业

成本投入量的同时，保障管网的高效运行。最后，应根据注水井分布情况，考虑

管道的摩阻情况，选取适宜的管道材料，对其壁厚进行控制，降低其摩擦力阻力，提升水资源流动效率，推动注水成效的提高。

3.2注水泵的抬量和轴窜量的优化与调节

增压泵定子中的转子和定子最好成对,否则会产生摩擦,导致泵振动。振动较小,但泵效率迅速下降;因此,在组装泵时,我们必须根据标准调整定子和转子,调

整转子升力并将其调整到所做的位置,并且机器非常灵活。其上升和位移是由于

泵轴在径向位移引起的距离内反复工作而产生的冲击。

3.3对注水站的排量进行优化

注水站排量的优化。可提升泵排量与实际注水量的符合程度，实现对注水需

求的满足，降低回流问题发生的概率，避免过剩水头情况的产生，促进节流目标

的实现，提升水资源利用率，促进注水成效的提升。注水站所涉及的结构相对复杂，其不仅包含配水间与管网，而且包括注水泵。一般来说，注水管网干线中的

流量不只是来源于单一的注水站，而是源自于两个相邻的注水站。在配注量一致

的前提条件下，管材是固定不变的，注水管网主干线之间的压力损失是固定的，

流量损失也呈现不变特征。因此，应以管线的长度与摩擦阻数等为依据，充分考

虑管线流量与洗井水量等因素，对注水站排水量进行设计，保证其排量的合理性，推动注水站效用的充分发挥，充分满足企业注水需求，为油田开采成效的提高奠

定基础。