注水系统提效降耗的优化管理
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由于地面注水系统建设时间较长，普遍存在注 水 管 线 老 化 腐 蚀 严 重 、 穿 孔 频 繁 的 问 题 。 [3] 局 部 注 水干线壁厚仅剩 4~5 mm，注水系统干线压力受到
建 有 高 压 注 水 干 （支） 线 297 条 ， 使 用 年 限 小 于 10 年 的 170 条 ， 占 总 长 度 的 63.8% ； 10~15 年 的 74 条 ， 占 总 长 度 的 18.6% ； 大 于 15 年 的 53 条 ， 占 总 长 度 的 17.6% 。 腐 蚀 严 重 的 有 14 条 ， 年 穿 孔 73 次；结垢严重的有 8 条，平均压损为 6.05 MPa。按
1 注水系统现状
某 厂 共 有 注 水 站 64 座 ， 注 水 泵 246 台 ， 开 泵 109 台，利用率 44.3%。近 5 年来，通过并站提效改 造 ， 减 少 注 水 站 30 座 ， 设 计 处 理 能 力 为 11.33 × 104 m3/d，而实际处理能力为 10.9 × 104 m3/d。 注水站按注水泵类型分为离心泵站和柱塞泵站两 种。离心泵站主要用于高渗透油田注水压力小于 15 MPa 的注水井注水，柱塞泵站主要用于中低渗透 油田注水压力大于 15 MPa 的注水井注水。全厂注 水 泵 效 76.8% ， 管 网 效 率 75% ， 系 统 效 率 51.7% ， 注 水 单 耗 5.43 kWh/m3， 日 耗 电 55.9× 104 kWh， 注 水标耗 0.386 kWh/(m3·MPa)。
柱塞泵站大部分是 20 世纪 90 年代前投产使用
第 一 作 者 简 介 ： 孟 勇 ， 高 级 工 程 师 ， 1994 年 毕 业 于 中 国 石 油 大 学 （华 东）（采 油 工 艺 专 业）， 从 事 油 田 采 油 工 艺 管 理 工 作 ， gaopeng772. slyt@sinopec.com，山东省东营市河口区工艺研究所，257200。
孟勇等：注水系统提效降耗的优化管理 第 9 卷第 2 期 （2019-02）
注水系统提效降耗的优化管理
孟勇 高鹏 韩封 刘鹏 赵闯 （中国石化胜利油田分公司河口采油厂）
摘要：针对胜利油田某厂注水系统因效率低下而产生的高耗能，探索以提效降耗为目标的 注水系统优化管理，基于对注水系统及能耗情况的系统调查，采取了分压注水、注水泵匹配提 质增效和注水站避峰填谷等多项举措。实施这些技术措施后，某厂的用能总量得到较好控制， 其节能效果显著，共计节电 11 234 kWh，年节约电费 674 万元。
某 注 水 站 泵 出 口 管 线 规 格 ϕ 159× 16 mm， 单 泵 排 量 170 m3， 对 应 流 速 3.8 m/s， 超 出 设 计 规 范 90%，导致泵干压差大，每天多耗电 8 700 kWh 以 上。另外，泵出口电动阀、止回阀、管线存在节流 现 象 ， 导 致 泵 干 压 差 高 ， 超 过 0.7 MPa 的 有 4 台 泵，运行时每天多耗电超过 3 800 kWh。之后对注 水站进行改造，单泵排量由 300 m3/h 扩容到 500 m3/h， 但泵出口没有相应扩容，导致节流，出口流速由 2.0 m/s 升到 3.5 m/s，均大于经济流速 （小于或等于 2.0 m/s）。 2.4 管线老化腐蚀严重
流速分，流速小于 1 m/s 的注水干线 95 条，占总长 度的 90.4%；流速为 1~2 m/s 的注水干线 5 条，占总 长度的 2.1%；流速大于 2 m/s 的注水干线 17 条，占 总 长 度 的 7.5% ， 其 普 遍 压 损 较 大 （大 于 4.0 MPa）， 处在非经济运行状态。
2 注水系统存在问题
通过对注水系统生产现状的深入分析，注水系 统主要存在以下问题： 2.1 注水压力Hale Waihona Puke Baidu统高低压混注与地层压力不匹配
为适应不同时期、不同阶段的油田对注水变换 的要求，需要经常调整注水系统生产方案。多年来 由于地层区块注水压力的变化，地面注水系统也需 要优化，单纯地依靠注水管理人员的认识和经验已 不 能 保 证 注 水 系 统 在 比 较 优 化 的 状 态 下 运 行 。 [2] 同 一注水管网的注水井注水压力差异大，注水量波动 大，而注水系统按最大注水压力运行，中、低压注 水井节流严重，能量损失大。部分注水站管网系统 效 率 低 ， 注 水 单 耗 大 ， 达 到 了 10.64 kWh/m3。 例 如：某注水站有注水泵 3台，其设计能力为 1 060 m3/d， 目 前 开 泵 2 台 ， 注 水 压 力 28 MPa， 对 应 配 水 间 4 座，开注水井 18 口，日注水 461 m3/d。注水系统所 辖注水井压力差异大，阀控损失大。18 口注水井中 阀控损失超过 9 MPa 的有 8 口，阀控损失超过 5 MPa 的有 5口。 2.2 柱塞泵站投产时间久，站点分散，系统效率低
44
石油石化节能 www.syshjn.com
管理·实践 / Management & Practice
的，由于油田管网建设早，满足不了注水量增长的 需要，且部分管网随着注水开发方案的调整出现了 布局不合理，一部分干线注水负荷增大，而另一部 分干线注水负荷减少。例如：某区块有 10 座注水 站，总泵数 43 台，开泵数 12 台；开井 29 口，日注 水 1 589 m3，单耗达到 10.29 kWh/m3。 2.3 注水泵出口管线阀件节流，导致能量损失
关键词：注水系统；分压注水；提质增效；节能降耗 DOI: 10.3969/j.issn.2095-1493.2019.02.013
胜利油田某厂历经 40 多年的生产，注水系统 相关的泵站、注水泵、注水流程出现了一定程度的 不适应性，并导致因系统效率低下而产生的高耗 能 [1]。 因 此 ， 探 索 实 施 以 提 效 降 耗 为 目 标 的 注 水 系 统优化管理，通过对注水系统及能耗情况进行系统 的调查，组建提效降耗组织运行体系，采取“分压 注 水 ”、“ 泵 站 阀 件 优 化 配 套 ”、“ 避 峰 填 谷 ” 等 多 项 举措，确保注水系统经济平稳运行，全厂用能总量 得到较好控制。
建 有 高 压 注 水 干 （支） 线 297 条 ， 使 用 年 限 小 于 10 年 的 170 条 ， 占 总 长 度 的 63.8% ； 10~15 年 的 74 条 ， 占 总 长 度 的 18.6% ； 大 于 15 年 的 53 条 ， 占 总 长 度 的 17.6% 。 腐 蚀 严 重 的 有 14 条 ， 年 穿 孔 73 次；结垢严重的有 8 条，平均压损为 6.05 MPa。按
1 注水系统现状
某 厂 共 有 注 水 站 64 座 ， 注 水 泵 246 台 ， 开 泵 109 台，利用率 44.3%。近 5 年来，通过并站提效改 造 ， 减 少 注 水 站 30 座 ， 设 计 处 理 能 力 为 11.33 × 104 m3/d，而实际处理能力为 10.9 × 104 m3/d。 注水站按注水泵类型分为离心泵站和柱塞泵站两 种。离心泵站主要用于高渗透油田注水压力小于 15 MPa 的注水井注水，柱塞泵站主要用于中低渗透 油田注水压力大于 15 MPa 的注水井注水。全厂注 水 泵 效 76.8% ， 管 网 效 率 75% ， 系 统 效 率 51.7% ， 注 水 单 耗 5.43 kWh/m3， 日 耗 电 55.9× 104 kWh， 注 水标耗 0.386 kWh/(m3·MPa)。
柱塞泵站大部分是 20 世纪 90 年代前投产使用
第 一 作 者 简 介 ： 孟 勇 ， 高 级 工 程 师 ， 1994 年 毕 业 于 中 国 石 油 大 学 （华 东）（采 油 工 艺 专 业）， 从 事 油 田 采 油 工 艺 管 理 工 作 ， gaopeng772. slyt@sinopec.com，山东省东营市河口区工艺研究所，257200。
孟勇等：注水系统提效降耗的优化管理 第 9 卷第 2 期 （2019-02）
注水系统提效降耗的优化管理
孟勇 高鹏 韩封 刘鹏 赵闯 （中国石化胜利油田分公司河口采油厂）
摘要：针对胜利油田某厂注水系统因效率低下而产生的高耗能，探索以提效降耗为目标的 注水系统优化管理，基于对注水系统及能耗情况的系统调查，采取了分压注水、注水泵匹配提 质增效和注水站避峰填谷等多项举措。实施这些技术措施后，某厂的用能总量得到较好控制， 其节能效果显著，共计节电 11 234 kWh，年节约电费 674 万元。
某 注 水 站 泵 出 口 管 线 规 格 ϕ 159× 16 mm， 单 泵 排 量 170 m3， 对 应 流 速 3.8 m/s， 超 出 设 计 规 范 90%，导致泵干压差大，每天多耗电 8 700 kWh 以 上。另外，泵出口电动阀、止回阀、管线存在节流 现 象 ， 导 致 泵 干 压 差 高 ， 超 过 0.7 MPa 的 有 4 台 泵，运行时每天多耗电超过 3 800 kWh。之后对注 水站进行改造，单泵排量由 300 m3/h 扩容到 500 m3/h， 但泵出口没有相应扩容，导致节流，出口流速由 2.0 m/s 升到 3.5 m/s，均大于经济流速 （小于或等于 2.0 m/s）。 2.4 管线老化腐蚀严重
流速分，流速小于 1 m/s 的注水干线 95 条，占总长 度的 90.4%；流速为 1~2 m/s 的注水干线 5 条，占总 长度的 2.1%；流速大于 2 m/s 的注水干线 17 条，占 总 长 度 的 7.5% ， 其 普 遍 压 损 较 大 （大 于 4.0 MPa）， 处在非经济运行状态。
2 注水系统存在问题
通过对注水系统生产现状的深入分析，注水系 统主要存在以下问题： 2.1 注水压力Hale Waihona Puke Baidu统高低压混注与地层压力不匹配
为适应不同时期、不同阶段的油田对注水变换 的要求，需要经常调整注水系统生产方案。多年来 由于地层区块注水压力的变化，地面注水系统也需 要优化，单纯地依靠注水管理人员的认识和经验已 不 能 保 证 注 水 系 统 在 比 较 优 化 的 状 态 下 运 行 。 [2] 同 一注水管网的注水井注水压力差异大，注水量波动 大，而注水系统按最大注水压力运行，中、低压注 水井节流严重，能量损失大。部分注水站管网系统 效 率 低 ， 注 水 单 耗 大 ， 达 到 了 10.64 kWh/m3。 例 如：某注水站有注水泵 3台，其设计能力为 1 060 m3/d， 目 前 开 泵 2 台 ， 注 水 压 力 28 MPa， 对 应 配 水 间 4 座，开注水井 18 口，日注水 461 m3/d。注水系统所 辖注水井压力差异大，阀控损失大。18 口注水井中 阀控损失超过 9 MPa 的有 8 口，阀控损失超过 5 MPa 的有 5口。 2.2 柱塞泵站投产时间久，站点分散，系统效率低
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石油石化节能 www.syshjn.com
管理·实践 / Management & Practice
的，由于油田管网建设早，满足不了注水量增长的 需要，且部分管网随着注水开发方案的调整出现了 布局不合理，一部分干线注水负荷增大，而另一部 分干线注水负荷减少。例如：某区块有 10 座注水 站，总泵数 43 台，开泵数 12 台；开井 29 口，日注 水 1 589 m3，单耗达到 10.29 kWh/m3。 2.3 注水泵出口管线阀件节流，导致能量损失
关键词：注水系统；分压注水；提质增效；节能降耗 DOI: 10.3969/j.issn.2095-1493.2019.02.013
胜利油田某厂历经 40 多年的生产，注水系统 相关的泵站、注水泵、注水流程出现了一定程度的 不适应性，并导致因系统效率低下而产生的高耗 能 [1]。 因 此 ， 探 索 实 施 以 提 效 降 耗 为 目 标 的 注 水 系 统优化管理，通过对注水系统及能耗情况进行系统 的调查，组建提效降耗组织运行体系，采取“分压 注 水 ”、“ 泵 站 阀 件 优 化 配 套 ”、“ 避 峰 填 谷 ” 等 多 项 举措，确保注水系统经济平稳运行，全厂用能总量 得到较好控制。