注水系统优化运行方案研究
油田生产智能化管理研究——以长庆油田为例
2023年5月第26卷第10期中国管理信息化China Management InformationizationMay,2023Vol.26,No.10油田生产智能化管理研究——以长庆油田为例万 想，马 楠，郭小虎（中国石油天然气股份有限公司长庆油田分公司第二采油厂，甘肃庆阳745000）［摘 要］油田生产区域存在点多、线长、面广等特点。
长庆油田在持续进行石油开采过程中，面临资源品位差、安全风险管控难度大、用工总量刚性控制难、员工劳动强度大等一系列难题，依靠人海战术已不能满足高效生产管理需要，其已经进行智能化管理实践。
基于此，文章阐述长庆油田智能化管理建设思路，详细介绍采油井、注水系统、集输管线、场站等各类油田生产设施的智能化技术改造方案以及视频监控、数据中心的智能化建设情况。
实行智能化管理以来，长庆油田达到了提高生产效率、降低劳动强度、促进安全环保的效果，油气当量从2007年的2 000万吨增长至2020年的6 000万吨，油气水井从2.5万口增长至11万口，人均劳动生产率大幅提升。
［关键词］油田生产；智能化管理；提质增效；长庆油田doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2023.10.030［中图分类号］TE938；TP311 ［文献标识码］A ［文章编号］1673-0194（2023）10-0091-031 长庆油田面临的难题长庆油田工作区域横跨陕甘宁蒙晋五省（区），2020年其油气产量达到6 041万吨，成为中国首个年产油气当量超6 000万吨的特大型油气田，占2020年国内油气总产量的1/6。
但经过几十年的持续开发，长庆油田目前面临以下四大难题。
（1）生产规模持续扩大，油井、水井、管线、场站等生产设施数量快速增长，与企业劳动用工总量刚性控制的矛盾进一步凸显。
其必须借助生产智能化管理来进一步提高生产效率，控制劳动用工总量。
（2）资源品位逐年下降，效益开发压力大。
长庆油田是典型的“三低”（低渗、低压、低丰度）油气藏，油田剩余资源以超低渗和页岩油为主，气田以致密气、深层复杂气藏为主，单井产量低，甜点优选、控投降本难度进一步增大，需要进一步提升地质工程一体化水平和成本精细管控能力。
油田注水泵站运行方案优化研究
２ １ １离 心泵工 频运行 ．． ．
离心泵实际运行的扬程 一流量 （ Ｑ） Ｈ— 、效率
（１ Ｑ）的 关系可用 下式 （ ） （ ）表示 如下 ： Ｔ一 １、 ２
Ｈ ：ａ 一口Ｑ ０ ｌ
流量
（） １
Ｔ ＝ｃ９ １ ｝ ＋ｃ９＋Ｃ ２ ３
１ 引 言
（） ２
根 据实 测 的一 组 Ｈ Ｑ 和 ｎ—Ｑ 的关系数 据 ，应用
Ｈ ＝ｋ ａ 一 ｌ ０ ａＱ ２ （） ３
式 中 七一转速 比， ＝
恒 定转速 ，ｒ ｍ。 ｐ
２ ２ 柱 塞泵特 性 曲 线 ．
；力 一离心泵 调速 前的
量 损失 大。多年 来 ， 注水 系统 的运行 主要依靠 管理 人员 的 认 识和 经验来 实施 ， 无法保 证这样 大 型复杂 的注水 生产系
『 油工程技术】 石
依据柱塞泵效率 一扬程 （１ Ｈ）曲线上 ，确定柱塞 Ｔ一
泵 高效 运行 区的流量 上 下 限 （
２ ２． 柱塞 泵变 频运 行 ． ２
４ 目标 函数优 化 计算方 法
，
） 。
此泵站优化数学模型是一个既含有离散变量 ， 又有
连 续变 量 Ｕ的混合 问题 ， 于包 含 等式 约束 和不 等 式约束 属 的非 线性 规划 问题 。 文 采用 混合 遗传 算法 求 解此 优化 数 本
∑ｍｘ 一 ｉ） ｍ ａ Ｈ， ， ０
（） ６
＝ 一
其 中 ， 为总 泵站 数 ； 为第 ｉ 泵站 的泵 台数 ； 、 ｍ ” 个 ６为 第 ｉ 水 站 ， ｊ 个注 第 台注水 泵 的开 停状 态及 工 变频 ； ， Ｈ 别 为第 ｉ 分 个注 水站 ， 台注水 泵 的 出 口、 口压力 ； 第ｊ 人 为第 ｉ 注水 站 ， 台注水 泵 的流量 ； 个 第ｊ 第 ｉ 注 水站 ， 个
多站注水系统柱塞泵运行方案优化研究
＝ ｉ １Ｐ Ｑ Ｋ∑
＝
（ ａ １）
管 网 一注水 井系统 的优化 运行方 案 。 柱 塞泵是 一种往 复式容 积泵 ，在现 场生产 中调整
… ｍ （ ｂ １）
Ｑｍ 矗ｊ Ｑ ＜ ＜ ｄ
ｍｎ ＜ ｉ ＜ Ｐ咖 ｎ
其工作 参数时 ，主要 是更换 柱塞直 径 ，通过更换 一 系 列不 同的柱 塞 直 径 ，对 应 产 生 不 同 的 出 口排 量 和压
Ｐ —— 第 口注水井最 大配 注压力 ，Ｐ ； ａ
开泵方案及运行状态 ，最终给出整个注水系统的运行 优化方案 。
Ｑ ——第 口注水井计算流量 ，ｍ ／ ； ｓ
Ｑ —— 第 口注 水井 配注流量 ，ｍ ／ ； ｓ
１ 注 水 系 统 优 化 运 行 模 型 及 解 算 方法
维普资讯
多站注水系统柱塞泵运行方案优化研究
・ ５・ ３
多站 注水 系统 柱 塞 泵 运行 方 案优 化 研 究
王 福 文
（ 大庆油 田 建 设集 团管道公司）
摘 要：通过研 究柱 塞泵组 成 的 多水 源注 水 管 网 ，提 出一种 优 化 开 泵 方 法 ，并 经 实践 证 明是 正确 的 ， 有 利 于油 田注水 系统 节 能降耗 。
维普资讯
・
３ ６・
采
油 工
程
式 （ ）优化模 型 以 注 水 能 耗 最 低 为 目标 函数 ， １
数：
以注水站的出站压力、出站流量作为站约束条件 ，以 注水井的压力 、流量作为井的约束条件 ，以注水井总 注水量和注水站总供 水量相等作为井站平衡约束条 件，以式 （ ｅ １）作为压力和流量之间转换 的等式约 束。从而将式 （ ）转换 为含有等式和不等式约束 的 １
油田注水小站工作总结报告
一、前言油田注水小站作为油田开发过程中的重要环节，承担着为地层补充能量、提高油田采收率、保护地下水资源的重任。
2023年，我站紧紧围绕油田稳产、注水先行的工作理念，以精细化管理为核心，以提高注水效率为目标，全面完成了各项工作任务。
现将2023年度工作总结如下：二、主要工作及成效1. 注水任务完成情况2023年，我站共完成注水量XX万吨，同比增长XX%，超额完成了年度注水任务。
其中，高含水区块注水量同比增长XX%，低渗透区块注水量同比增长XX%。
2. 水质达标率我站严格执行水质监测制度，确保注水水质达标。
2023年，采出水水质达标率达到了XX%，较上年同期提高了XX个百分点。
3. 系统运行效率通过优化设备运行参数，提高设备运行效率，我站系统运行效率得到了显著提升。
全年设备运行时间达到XX小时，较上年同期提高了XX%。
4. 管理水平（1）制度建设：我站进一步完善了注水管理制度，明确了各部门职责，确保了注水工作的有序开展。
（2）人员培训：组织开展各类培训活动，提高员工业务素质，为注水工作提供有力保障。
（3）安全管理：严格执行安全生产责任制，加强安全检查，确保注水工作安全稳定运行。
5. 技术创新（1）推广应用新技术：我站积极引进和应用新技术，如智能注水控制系统、在线水质监测系统等，提高了注水工作的智能化水平。
（2）优化注水方案：针对不同区块特点，制定个性化注水方案，提高注水效果。
三、存在的问题及改进措施1. 存在问题（1）部分设备老化，影响注水效率。
（2）部分员工业务水平有待提高。
（3）水质监测仍存在一定程度的不足。
2. 改进措施（1）加大设备更新改造力度，提高设备运行效率。
（2）加强员工培训，提高业务水平。
（3）完善水质监测体系，确保水质达标。
四、下一步工作计划1. 继续优化注水方案，提高注水效果。
2. 加强设备管理，确保设备安全稳定运行。
3. 提高员工素质，确保注水工作顺利开展。
4. 深入推进技术创新，提高注水智能化水平。
提高油田地面注水系统效率技术应用
• 引言 • 油田地面注水系统概述 • 提高注水系统效率的技术应用 • 案例分析 • 结论与展望
01
引言
背景介绍
油田地面注水系统是油田开发中的重要环节，其效率直接影 响到油田的产能和经济效益。随着油田开发的深入，注水系 统的能耗和运行成本逐渐增加，因此提高注水系统效率对于 降低生产成本、提高产能具有重要意义。
经验总结
03
优化布局是提高注水系统效率的有效途径，需综合考虑管网压
力、流量等因素。
应用案例二：某油田智能控制技术的应用
智能控制方案
采用智能控制技术，实现 注水系统自动化控制。
实施效果
自动化控制提高了注水精 度，减少了人工操作误差， 提高了系统稳定性。
经验总结
智能控制技术是未来油田 注水系统的发展方向，可 有效提高系统效率和稳定 性。
应用案例三：某油田变频调速技术的应用
变频调速方案
通过变频器调节电机转速，实现注水 泵流量可调。
实施效果
经验总结
变频调速技术可有效提高注水系统的 灵活性和节能性，适用于多种工况需 求。
流量调节范围更广，注水压力波动小， 降低了能耗。
05
结论与展望
研究结论
注水系统效率得到显著提高
通过应用新技术，油田地面注水系统的效率得到了显著提升，有 效提高了油田的采收率。
加强智能化与自动化技术的 应用
通过加强智能化和自动化技术的应用，实现注水系 统的远程监控和自动调节，降低人工成本和操作风 险。
拓展跨界合作与创新
加强与其他行业的跨界合作，引入先进的理 念和技术，推动油田地面注水系统的持续创 新与发展。
THANKS
感谢观看
油气集输系统流程设计及优化
油气集输系统流程设计及优化发布时间：2023-06-05T02:31:02.765Z 来源：《科技潮》2023年8期作者：徐涛杨龙刘君[导读] 在油田实际生产过程中，油气集输系统节点多、线路长，涉及范围非常广泛。
长庆油田分公司第三输油处油房庄作业区靖安首站宁夏回族自治区银川市 750001摘要：在近几年的发展过程中，我国的油田发展逐渐步入一种较为尴尬的境地，因为油气存储量相对来说是固定的，我国在油田行业发展的初期又存在对油气的大肆开采现象，因此我国国内当下的油气储存量已经出现严重短缺的情况。
针对这一现状，想要实现油田行业的可持续发展必须对油气集输系统进行科学化的设计，同时还需要通过一系列有效的优化手段对其进行优化改进，进而可以实现我国油气开采行业的可持续化发展。
关键词：油气集输系统；流程设计；优化应用探究一、油气集输系统优化的必要性在油田实际生产过程中，油气集输系统节点多、线路长，涉及范围非常广泛。
由于生产过程中所涉及信息数量非常多，且种类丰富，对这些相关数据进行科学处理，也是油田生产以及设备维护的基础内容。
以往油田生产过程中，大多利用报表的形式来查阅和记录各种数据，不仅很难直观体现数据信息，还会加大工作量，若有人为因素影响，会导致整个油气集输系统运行效率降低。
通常集输管理难度较大，会在一定程度上影响整个集输网络运行的安全性和有效性。
对于开发时间较长的油田来说，工作难度会随着时间不断延长而逐渐增加，在实际应用过程中还会加大自然资源和社会资源消耗，甚至有时开采收益要远低于生产投入。
面对这种情况，我国必须使用更加先进的技术手段，节约能源开采的消耗量，进一步提高油气集输系统运行效率，这些是目前油田行业所面临的主要问题。
因此，对油气集输系统进行科学优化具有十分重要的意义。
二、油气集输系统设计流程2.1设计开采方案在整个油田生产流程中，油气集输系统是重要组成部分之一，对集输系统进行科学合理的设计，主要是在已经确定油气总体储备量的基础上，在正式开始进行集输系统设计之前，就需要制订完善的采油方案以及具体的施工措施。
丁烯-1装置运行分析及工艺优化
4 2015年燕山分公司MTBE合成装置生产含有21％（w）左右丁烯-1醚后碳四资源19万吨/年，因现有设施无法实现清晰分离，只能作为液化气外售，造成资源的浪费。
另外，公司每年需外购1.1万吨丁烯-1，以满足下游装置生产需要，为将有限的资源吃干榨尽，满足下游装置生产需求，2018年新建1.5万吨/年丁烯-1装置，分离出高附加值的丁烯-1产品，实现自给自足，降低生产成本。
丁烯-1装置开工以来，存在产品质量不合格、收率低等问题，分析装置生产运行中存在的问题，通过采取优化措施，保证丁烯-1产品质量，提高丁烯-1收率，使装置的适应能力不断加强，同时满足下游装置生产需求。
1 工艺流程简述来自MTBE合成装置的醚后碳四原料与氢气按照比例混合后进入加氢反应器。
加氢反应产物进入到脱异丁烷塔C-401，塔顶气相经冷凝后进入到回流罐，塔顶不凝气进入到尾气回收系统回收碳四，塔顶液相采出异丁烷，塔底物料进入到丁烯-1塔C-402。
C-402塔底脱除正丁烷及更重的组分[1]，塔顶气相进入脱异丁烷塔再沸器E-401A冷凝后为粗丁烯-1，大部分回流到C-402塔顶，小部分采出进入到精脱硫罐，脱除少量的硫化物，得到丁烯-1产品。
2 生产运行中存在问题2.1 产品质量不合格醚后碳四原料中1，3-丁二烯的含量设计值为2000mg/kg，实际生产中其含量有超过设计值情况，导致反应后物料1，3-丁二烯含量波动，丁烯-1产品中1，3-丁二烯含量超过40mg/kg，质量不合格。
2.2 丁烯-1收率低受上游装置来料影响，丁烯-1装置醚后碳四进料中丁烯-1、异丁烷、正丁烷含量波动大。
因此，按照固定计算量计算脱异丁烷塔C-401、丁烯-1塔C-402塔顶和塔底采出量，控制塔温、塔压，达到丁烯-1产品质量稳定，操作难度大，不易控制。
C-401塔顶异丁烷采出量大时，异丁烷中丁烯-1含量高；C-402塔底正丁烷采出量大时，正丁烷中丁烯-1含量高，都易导致丁烯-1收率低。
采油注水技术存在的问题分析
采油注水技术存在的问题分析摘要：目前油田大部分已经发展至开发的中后时期,为保障石油供应质量,企业大规模的应用注水工艺技术进行开采,本文就注水工艺技术中应用的问题进行分析,并应用该技术解决相关问题,以不断提升石油的出油率,确保我国能源供应安全性。
关键词：采油；注水工艺；相关问题1采油注水技术原理和步骤采油注水技术，也称为水驱或水驱采油，是一种常用的石油开采方法，用于提高油田的采油效率。
该技术通过注入水来增加油藏中的压力，推动原油流动并提高采收率。
以下是采油注水技术的基本原理和步骤：注水井的建设：在油田中选择适当的位置，建设专门的注水井。
这些井通常位于油藏中低压区域，以确保注入的水能够有效地传播到油藏中。
水源准备：采用地表水、地下水或再处理后的产水等作为水源。
确保水源质量符合注入要求，不会对油藏和设备造成不良影响。
水处理：进行适当的水处理，以去除悬浮物、溶解物和生物污染物，避免对油藏造成污染或堵塞。
注水井的压裂：有时候需要对注水井进行压裂处理，以增加注水井与油层之间的通透性，提高注水效果。
水注入与分配：通过注水井将处理后的水注入到油藏中。
注入的水通过孔隙和裂缝的连通性，扩展到含油层中，增加油层中的压力，推动原油向生产井流动。
生产井的开放：在采油井中合理选择合适的位置，将压力增大的油推向生产井，通过提高油井的产能，提高采收率。
通过采油注水技术，可以有效利用水资源，增加油藏的压力，改变油藏中的物理和化学性质，降低油的粘度，并提高原油的产量。
但是，需要注意适当控制注水量和注水压力，以避免引起地层的堵塞和泥垢沉积。
此外，也要密切监测油井和水源的状态，进行合理调整和管理。
需要根据不同油田的条件和特点，以及实际生产情况来选择和优化注水方案，以达到最佳的采油效果。
2采油注水技术存在的问题2.1水质问题水源的质量可能会影响注水效果和油田设备的正常运行。
若水中含有高浓度的固体颗粒、溶解物或含有酸性物质，则可能导致油井堵塞、设备腐蚀等问题。
注采装置和注采系统的优化设计
环渤海经济瞭望 │ 2020.1144社会发展◆ 注采装置和注采系统的优化设计邢炳利 李 勇摘要：随着工业化经济对基础设施建设要求的不断提高，相关基础性产业也面临着更为广阔的市场需求，就质量和效益上也在追求更为长远的进步。
这也就意味着能源资源的开发利用需要不断地进行结构调整和系统优化，从而更好地适应社会生产生活的节奏和步伐。
油田企业作为承担社会基础性和全局性建设的重要载体，在此大背景下，也要不断地对自身的注采系统进行改良和创新。
本文将以注采装置和注采系统为主体，具体阐述优化设计的方案。
关键词：油田开采；注采改良；优化设计方案当前，油田的开采数量和开采面积相较于以往的传统模式都有了质和量的层次性跨越，这也就意味着如果在利用的过程中不注重必要的节制和优化，就会导致资源的枯竭和环境的污染。
注采装置和注采系统是实现油田开采的核心环节，并且两者也融为一体，对其进行统筹优化，有助于促进油田企业的长远发展。
一、装置和系统的简约化油田企业自进入开发利用阶段以来，主要集中的开采区域便是陆上的油田。
经过长时间的反复工程建设，油田开采已经取得较为客观的规模，这在保证经济发展和企业效益的同时，也带来了严峻的挑战和风险[1]。
由于陆上油田的逐步减少和萎缩，资源的储存已然不能承受较大规模的开采作业，并且地面上的土壤和地质也遭到了不同程度的破坏。
并且，过于集中化和大规模的生产也造成了巨大的财力物力的浪费，整体运行的负担较重。
因此要将整体的注采系统进行简化，运用先进技术和先进设备将原有工序进行适当的合并，剔除部分繁琐的开采程序。
二、装置和系统的节能化油田注采的过程中，绝大部分的能源消耗和资源投入均在于注水站的运行和作业。
因此要在注水泵站的运行设备和系统上进行改造和升级，尽可能地降低能耗，促进生产效率的提高。
其中较为有效的节能装置便是变频器的安装和使用，这项设备能够在技术层面上消除注水泵管的压力差距，大大降低了寻找注水泵压力平衡点的难度，良好地保证后续注水系统的稳定运行。
油田注水系统的节能措施
油田注水系统的节能措施摘要：目前油田开发生产中注水系统消耗量大，整个油田开发系统能耗约占33%～45%。
所以，建设注水工程的重要任务就是提高注水系统运行效率。
在我国油田生产开发的初期阶段，因为注水工作量小，大多选用小排量注水泵，这种泵的运行效率低，耗电指数也高于企业相关要求。
而伴随着原油开采进入中后期，人们提升了对注水量的需求，小排量泵不再能适用于这种需求。
本文提出通过合理进行开发布局规划,优化资源配置,降低企业生产经营成本，保证原油的稳定生产,实现油田企业节能增效以及原油资源的合理利用。
关键词：油田注水系统；现状；节能措施油田开采生产过程中最重要的工作之一便是注水系统，它可以对地层所需能量进行有效补充，能够提升原油的开采率、对实现油田高产稳产具有重要的意义。
长期以来，油田注水系统能耗巨大，约占总能耗的百分之三十左右。
若需降低油田企业生产经营成本就必须加强对改进油田注水系统的优化研究，利用现有的生产力，改进注水耗能，减少生产过程中不必要的损耗，是促使注水系统设备利用率效率提高、促进油田企业单位节能增效的一项重要举措。
对于提高我国石油企业的能源利用率，引导企业走向技术进步，提高我国石油行业在国际市场上竞争力具有重大的意义。
1国内油田注水系统的现状分析1.1油田注水系统的建设现状伴随当前国内各大油田多年对投入注水的开发，由于各大油田的油藏具有多样性的特质,所以注水系统的配套设施也各不相同。
根据4注水系统的能力可分为两大类:一类是大站系统，以离心式注水泵站系统为主采用高压注水。
二是小站系统，其主要系统为柱塞泵采用低压注水。
污水站处理后的采出水,由污水外输泵将水提升至0.2-L0MPa,经输水干线输送到各注水站点,在各注水站点利用注水菜进行增压后对注水井进行注水。
由于离心式注水泵系统的显著优点为排量大,维修容易,所以其通常应用到注水量大、渗透率高、规模较大的油田中；而柱塞泵的优势是扬程高、效率高、排量小、配套设施简单，所以通常应用到注水量小、注水压力高的中低渗透油田中。
循环水系统的升级优化研究
循环水系统的升级优化研究循环水系统是现代工业生产过程中必不可少的一环，它能够有效地节约水资源，并且还可以降低生产对环境的影响。
然而，由于其本身存在的一些缺陷，循环水系统在实际应用中也经常面临一些问题，比如水质不佳、能耗高等。
因此，对循环水系统进行升级优化研究变得尤为重要。
本文将分析循环水系统的问题和挑战，并提出解决方案。
循环水系统的问题循环水系统在运行过程中可能出现的问题很多，其中较为常见的有以下几种：1. 水质不佳：由于循环水经过长时间的循环使用，其中会累积很多的杂质和微生物，导致水质变差，从而影响产品质量。
2. 能耗高：循环水系统需要通过一定的机械、电气和操作力来实现循环，这些设备消耗的能量较大，使得能耗相对较高。
3. 维护难度大：循环水系统具有很多的组成部分，维护难度相对较大，需要专业技术人员进行维护和保养。
循环水系统的优化方案为了解决循环水系统的问题，需要实施一定的优化方案，以提高其性能和效率。
以下是可行的优化方案：1. 技术升级：通过引入新型的循环水技术，可以有效地解决水质不佳的问题。
例如，采用超滤膜技术或反渗透技术对循环水进一步处理，可以去除其中的杂质和微生物，提高水质。
此外，还可以采用节能和高效的循环水泵和电机，降低能耗。
2. 设备更新：通过更新循环水系统的设备，可以提高系统的稳定性和可靠性，降低维护成本。
例如，采用更先进的计算机控制系统，可以实现自动化控制，降低人工操作的需要。
同时，也需要对设备进行周期性的保养和检查，以确保其正常运行。
3. 技术培训：通过开展循环水系统的技术培训，可以提高员工对循环水系统的认知和操作水平，使得他们能够更好地管理和维护系统，减少故障和损失。
结尾正如我们所看到的，循环水系统是现代工业生产中非常重要的一个环节。
然而，由于循环水系统的缺陷和问题，它在实际应用中经常面临一些问题，需要进行优化和改进。
在未来，我们相信，随着科技的不断发展和研究的深入，循环水系统将会变得更加高效、可靠和可持续。
大型油田注水系统节能降耗与运行方案优化
３ ２）
作者简介 ： 刘
扬 （ ９７ ） 男 ， 士 ， 士 生 导 师 ， 授 ， 要从 事 油 田地 面 工程 优化 与 节能 降 耗技 术 方 面 的 研 究 ． １５一 ， 博 博 教 主
・
４ ３ ・
维普资讯
大
庆
石
油
学
院
学
报
第３ Ｏ卷
止 ； 为 注水 泵排 量 向量 ， 一｛ １ ２ … ， ； ／ Ｉ一 ， ， 一１ ２ ・ ， ｝ 其 中 ／ 为第 ｉ注水 站 内第 台注 水泵 的 １ ， ，・ ・ ， １ 排 量 ； 单位换 算 系数 ； ａ为 Ｈ ， 。 别 为第 座 注水 站 内第 台 注水 泵 的 出 口压力 和入 口压力 ； ， 分 Ｈ 分 ‰ 别为第 ｉ 注水 站 内第 台注水 泵 的效率 和 电机效 率 ； Ｑ 分 别 为 节点 ｉ的输 入 流量 和 输 出流 量 ； 为 座 ｑｏ ， Ｊ
中 图分 类号 ： ３ ７ ６ ＴＥ ５ ．
油 田注 水 系统 运行方 案优 化 涉及 注水 泵 的开启方 案 和泵 的运 行参 数 ， 其运 行状 态 与注水 泵 特性 、 注水 管 网和 实 际注水要 求 密切 相关 ．文献 ［ ］ 注水 站 内各 种型 号 的注水 泵 当成一 种 型号 的注水 泵 ， 化 注水 １把 优
维普资讯
大
庆
石
油
学
院
学
报
第 ３ Ｏ卷
Ｖｏ ．３ 【 Ｏ
第 ３期
Ｎｏ ３ ．
２０ ０ ６年 ６月
Ｊ ｎ ２ ０ ｕ． ０ ６
Ｊ ＯＵＲＮＡＩ ＯＦ ＤＡＱＩ ＮＧ ＰＥＴＲＯＩＥＵ Ｍ ＮＳＴＩ Ｉ ＴＵＴＥ
基于Pipephase的油田注水系统模拟
基于Pipephase的油田注水系统模拟摘要：油田注水系统是油田能耗大户，其能耗一般占油田生产开发能耗的1/3以上。
随着国内大部分油田开发进入中后期，注水量越来越大，注水管网也越来越复杂，其调度管理难度也越来越大，仅凭原来的人工管理模式已经无法满足生产要求，为此，国内油田都开展了不同程度的计算机仿真及优化调度研究和应用。
关键词：Pipephase；油田；注水系统；引言与此同时，随着油田的开发，油田通常采用喷水控制方式生产。
油轮注射剂可以有效补充地球能源，增加石油利润，从而确保石油生产和生产。
油田集输系统是一个复杂、海量和非线性流体网络，由多个加油站、集输池、配线柜、连接点和高压管道管路的环形或分支拓扑组成。
直接或通过控制、微调和测量集水区，将水处理流程从集水区输入管网，然后测量、设定和测量集水区。
对于石油和天然气勘探而言，至关重要的是，应根据油田开发方案和土壤条件调整水处理方案，以满足不同土地和地理集水区的用水需求。
此类复杂非线性管网的生产方案调整需要使用现代仿真软件进行分析和仿真，以确定最佳方案。
Pipephase软件是一种稳定的多相并行计算，用于管道、管道、水和供水系统的分析，为水处理系统的仿真提供了一种强大的解决方案。
1总体方案设计油田注水系统主要由注水站、配水间、注水井和注水管网组成，其中配水间不是必须的，在一般的分析计算中可直接由其所连的所有注水井数据代替。
注水系统的模拟，技术关键是：a.如何模拟不同地层压力和流量的注水井；b.管网沿程阻力损失模拟；c.弯头、三通、传感器接头及焊接接头等处产生的局部压力损失对模型的影响；d.位于不同地理位置的注水站模拟；e.不同拓扑结构管网的模拟。
针对上述关键问题，在模拟管网的每段管子上设置开关阀，通过不同阀的开关模拟不同拓扑结构的管网；采用液压系统中的溢流阀和调速阀结合来模拟不同地层压力和流量，若来水压力达不到溢流阀的开启压力，则该阀不打开；利用缩小管径且增大流速的方法来增大管网沿程阻力损失；通过单独实验确定弯头、三通及接头等处的局部阻力损失。
市政给水排水管网优化方案研究探讨
市政给水排水管网优化方案研究探讨市政给水排水管网优化方案是指在城市给水排水系统中，通过各种技术手段和措施，对管网进行综合优化，提高其运行效率和水资源利用率，减少水资源浪费和环境污染。
本文将从管网优化的必要性、调控原则、技术手段和优化方案等方面进行探讨和研究。
一、管网优化的必要性1. 高效率运行：通过优化给水排水管网，可以提高供水和排水的效率，减少水力压力损失，降低水资源浪费和运行成本。
2. 水质安全：优化管网可以降低水质污染的风险，确保供水水质的安全和卫生。
3. 环境保护：通过优化排水管网，可以减少污水的排放量，避免对环境造成污染和生态系统破坏。
4. 节约资源：通过优化运行管网，可以有效利用有限的水资源，实现水资源的可持续利用。
二、管网优化的调控原则1. 综合规划：管网优化应对整个城市的给水排水系统进行综合规划，考虑供水和排水的整体平衡和协调。
2. 区域分析：根据不同区域的特点和需求，确定不同的优化措施和方案，确保管网运行更加适应实际情况。
3. 系统监测：建立完善的管网监测系统，及时了解管网的运行情况和问题，以便及时调整和优化。
4. 节约用水：通过建立水价梯度机制和鼓励居民节约用水的措施，减少居民的浪费行为，实现节约用水的目标。
5. 应急处理：建立应急处理机制，及时应对突发事件，避免给水和排水管网故障带来的不便和损失。
三、管网优化的技术手段1. 管线改造：对老旧管线进行检修和更换，提高管道的密封性和耐用性，减少泄漏和漏水情况。
2. 泵站优化：对给水泵站进行改扩建，提高供水压力和流量调节能力，确保供水的稳定性和可靠性。
3. 水质调控：通过加装净水设施、提高过滤和消毒效率等措施，改善供水水质，确保用户用水的安全性。
4. 智能管网：引入物联网、传感器等技术手段，实现对管网的实时监测和控制，提高管网的运行效率和数据管理能力。
5. 雨水回收利用：在排水管网中加装雨水收集设施，将雨水回收利用于冲洗厕所、灌溉等非饮用水用途，减少对自来水的需求。
油田污水处理系统优化的研究与应用
油田采油污水处理系统优化的研究与应用一、概述采出原油经脱水处理后，水中一般含有一定量的油、硫化物、有机酚、氰、细菌、固体颗粒以及所投加的破乳剂、絮乳剂和杀菌剂等化学药剂。
废水中的悬浮物和油是采油废水回注中导致注水井和油层堵塞的两个重要因素，而在除油处理工艺中往往伴随着悬浮物的去除，因此，采油废水的除油问题就成为废水回注处理的重点。
在油田的开发进入中、后期以后，油层压力下降很大，通过注水采油是用来维持油层压力的重要手段。
大量的采出水外排既造成了环境污染，又浪费了宝贵的水资源。
因此，采油废水经处理后回注成为减少环境污染、保障油田可持续开发、提高油田的经济效益的一个重要途径。
神泉污水处理系统就是为了满足油田污水处理综合利用而建立起来的污水处理系统，从2007年四月投运以来，系统基本运行平稳，但水质时有不达标现像，给污水回注造成较大影响。
因此，工区与专业人员共同分析系统存在问题，针对问题的难点逐一解决，对影响较大的工艺流程进行改造、调整加药类型和加药点、调整过滤器运行参数，经过整改运行一段时间后，污水处理效果良好，达到了油田污水回注标准的要求。
二、污水处理系统简介神泉污水处理站于2007年建成，年设计处理能力为1500m3/d，其污水来源主要是葡北、神泉联合站三相分离器出水和轻烃脱出水，主要污染物及控制指标为：石油类、悬浮物、悬浮固体颗粒直径、溶解氧、腐生菌TGB、硫酸盐还原菌SRB、总铁含量、腐蚀速率。
污水处理站经重力除油、斜板除油、过滤等工艺流程后，处理合格水进行回注。
污水处理设计工艺流程：轻烃脱水、三相分离器出水经计量及投加除氧剂、杀菌剂、阻垢缓蚀剂后进入2座300M3除油罐（已建）进行一次自然除油，经收油和初步沉降分离。
此过程采用重力自然除油方式，主要除大量游离油和杂质。
污水然后进入2座200M3斜板沉降罐进行逆流沉降分离，在入口口处投加混凝剂、絮凝剂进行反应，采用化学方式除污水中少量乳化油和大量机杂。
油田开发过程中采油厂注水系统的管理
油田开发过程中采油厂注水系统的管理摘要：注水系统具有提高采油率、延长油田寿命、降低开发成本、保护环境等诸多优点，因此注水系统的有效管理对于油田开发具有至关重要的作用。
基于此，文章重点探讨采油厂的注水系统管理措施。
关键词：油田开发；注水系统；管理一、采油厂注水系统注水系统是一种油田采油技术，它通过将水或其他液体注入油井，以增加井底压力，促进油的流动，提高油井产量的一种技术，注水系统主要由水井、水管、水泵和滤网等组成。
随着油井的开采，油井内部的压力会逐渐降低，导致油的产量减少。
注水系统就可以通过注入水或其他液体来增加井底压力，从而促进油的流动，提高油井产量。
同时，注水系统还可以延长油田开采的寿命，提高油田的经济效益。
二、注水系统管理优化措施（一）做好注水设备质量检验工作油田开发过程中注水设备质量检验工作是确保注水设备质量和安全的重要环节。
首先制定详细的检验计划和标准，明确检验内容和要求，包括注水设备的外观质量、功能性能、安全性能等方面的检验标准。
同时对注水设备的各部件进行逐一检查，如泵、管道、阀门、仪表等，检查其外观是否完好，内部构造是否符合要求，运转是否平稳等。
其次对注水设备进行试运转和试验，检验设备的性能是否符合要求，包括流量、压力、温度等参数是否满足设计要求，是否存在噪音、漏水等问题。
也需对注水设备的安全性能进行检验，包括是否存在漏电、过载等安全隐患，是否符合国家相关安全标准等。
最后将检验结果进行记录和分析，及时发现和解决问题，确保注水设备的质量和安全性能。
（二）提升注水水质注水系统的组成非常复杂，包括水井、水管、水泵、滤网、水储罐等多个部分，这些部分的正常运作和协调配合对于实现注水系统的效果至关重要。
其中，水质对于注水效果也具有非常重要的影响，为了有效降低石油企业的开采成本，需要采用对应的方法提升注水水质。
首先选择优质的水源是提升注水水质的关键，可以将注水井挖深一些，选择更干净的水源。
此外，可以通过筛选和过滤等技术手段，去除水中的杂质和有害物质，提高水质的纯度。
循环水系统运行优化与应用研究的开题报告
循环水系统运行优化与应用研究的开题报告一、研究背景随着节约能源、减少污染、实现可持续发展的理念逐渐深入人心，循环水系统作为一种节约水资源的环保型系统应运而生。
循环水系统是一种将污水经过初级处理、中级处理和高级处理后再利用的水资源利用系统。
通过将经过处理的水再次运用到生产和生活中，可以有效地节约水资源，减少污染物排放，降低企业的生产成本。
目前，国内循环水系统的运行还存在许多问题。
一方面，缺乏系统的运行管理手段，导致水质浑浊、循环不畅等问题；另一方面高能耗，大量泄漏和蒸发、加热等也问题都制约了循环水系统的应用。
因此，对循环水系统运行进行优化和应用研究具有重要的理论和实际意义。
二、研究内容本次研究将围绕循环水系统运行进行优化和应用研究，具体包括以下内容：1. 对国内已有的循环水系统进行统计、采样和原水分析，初步了解国内现有循环水系统的水质状况。
2. 通过资料研究和实地调查，对已有的循环水系统的运行现状、水量、水质等情况进行分析，探讨其存在的问题及原因。
3. 提出循环水系统的运行优化方案，包括水质控制优化、管网维护更新、循环水泵的优化等关键环节的优化方案。
4. 根据提出的优化方案对循环水系统进行实验室试验和实际应用测试，对优化方案的有效性进行评价。
5. 对循环水系统的运行成本进行分析，并提出降低循环水系统成本的措施。
6. 提出循环水系统的业务发展建议，推动循环水系统在更广泛的范围内的应用。
三、研究意义本次研究的意义包括：1. 对循环水系统的运行管理和技术进行了深入探讨和优化，可以改善循环水系统现有的问题，提高循环水系统的性能。
2. 对循环水系统的成本进行分析，提出降低循环水系统成本的措施，降低企业的生产成本。
3. 推动循环水系统在更广泛的范围内的应用，促进水资源的节约和可持续发展。
4. 本研究可为企业提供参考，为循环水系统发展提供可靠的经验支持。
四、研究方法本次研究采用以下方法：1. 实地调查：对现有的循环水系统进行实地调查，了解其运行现状、问题和需求。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Table 2. The energy consumption in water injection system 表 2. 注水系统能耗情况
注水系统
泵机组
站内管线
注水系统
注水管线
注水阀组
注水系统
注水系统名称
输入能量/kW 损失能量/kW 损失能量/kW 回流损失/kW 损失能量/kW 损失能量/kW 输出能量/kW
Study on Optimized Operation Scheme of Water Injection System
Jiajun Xu1, Dongxu He1, Yuanfa Zhang1, Xinchang Yu2, Tao Ding3, Shouqin Li3
1Shengli Oil Production Plant, Shengli Oilfield Company, SINOPEC, Dongying Shandong 2College of Petroleum Engineering, China University of Petroleum (Huadong), Dongying Shandong 3Dongxin Oil Production Plant, Shengli Oilfield Company, SINOPEC, Dongying Shandong
Table 1. The pressure loss 表 1. 压力损失情况
注水
注水泵
注水站
注水井
注水井
站内管线
注水管线
注水阀组
系统名称 排出压力/MPa 出口压力/MPa 阀前压力/MPa 井口压力/MPa 压力损失 MPa 压力损失/MPa 压力损失/MPa
宁海注
14.05
13.75
13.62
11.73
i =1
ηpiηei
(1)
m
∑ ( ) f = α i=1
p2i − p1i Qi ηpiηei
m
(2)
∑ Qi
i =1
式中：j 为注水总电能，kW∙h；f 为单位注水耗电量，(kW∙h)/m3；m 为一个注水站的注水泵台数；Qi 为第 i 台注水泵的排量，m3/d；p2i 为第 i 台注水泵的出口压力，MPa；p1i 为第 i 台注水泵的进口压力，MPa；ηpi 为第 i 台注水泵的效率，%；ηei 为第 i 台注水电机的效率，%；α 为单位换算系数，α = 0.2778。
4. 注水系统管理优化平台
4.1. 技术原理
基于有限元分析的思想和水力学的原理，根据油田注水系统管网拓扑结构的特点，建立油田注水系 统仿真模型。把水力摩阻系数改变造成的误差转变成等效管长的思想，建立管网的管段校核模型。将泵 的开停方案和泵的配注流量作为优化变量，以泵站总消耗最小为目标建立优化计算模型，并应用智能算 法来进行求解。整个注水管网系统的节点和管段的参数值都可以由仿真模型得到，并且可以通过优化模 型找出泵站运行的最佳方案，以达到注水系统节能降耗的目的。
宁海注 胜一注 胜四注 胜五注 胜六注 胜七注 胜八注 胜九注 总计
1628.5 2477.7 2018.9 6755.7 5057.3 4227.6 5375.0 4485.9 32,026.6
466.3 495.7 492.7 1710.4 1130.0 961.8 1275.6 1030.0 7562.5
2894.5
0
495.4
432.9
2493.6
0
2296.8
2510.5
18,837.1
3. 注水系统优化模型 3.1. 数学模型
注水泵开泵组合优化数学模型为：
DOI: 10.12677/jogt.2018.406127
102
石油天然气学报
注水系统优化运行方案研究
m
∑ ( ) j = α
p2i − p1i Qi
注水系统优化运行方案研究
注水系统优化运行方案研究
徐加军1，贺东旭1，张元法1，于欣畅2，丁 涛3，李守钦3
1中石化胜利油田分公司胜利采油厂，山东 东营 2中国石油大学(华东)石油工程学院，山东 青岛 3中石化胜利油田分公司东辛采油厂，山东 东营 作者简介：徐加军(1967-)，男，高级工程师，从事采油采气工艺技术应用工作。
Received: Sep. 30th, 2018; accepted: Oct. 28th, 2018; published: Dec. 15th, 2018
Abstract
In consideration of the actual situation of pressure loss and energy consumption of the water injection system in the oil production plant, by using the finite element analysis and hydraulic principle, according to the topological structure characteristics of the oilfield water injection system, the mathematical model of the injection pump combination optimization and the simulation model of the oilfield water injection system were established, and the graphic methods of parallel operation of water injection pump were proposed. Based on the technical principle of simulation and optimization for oilfield water injection system, the water injection system management and optimization platform is established, the optimal scheme of pump station operation is found through optimization model, and the purpose of energy saving and consumption reduction in water injection system is achieved.
13.84
12.17
0.4
0.66
1.67
胜八注
13.15
13.00
12.22
9.27
0.15
0.78
2.95
胜九注
13.70
13.57
13.01
11.08
0.13
0.56
1.93
平均
14.01
13.62
13.06
11.35
0.39
0.60
1.72
注水系统能耗情况见表 2，整体有效能量输出为 18,837.1 kW，占系统整体能耗 59%；机组损失 7562.5 kW，占系统整体能耗 24%；站内损失 540.2 kW，占系统整体能耗 2%；管线损失 2296.8 kW，占系统整 体能耗 7%；阀组损失 2510.5 kW，占系统整体能耗 8%。
关键词
注水系统，数学模型，仿真模型，管理优化平台，优化运行方案
Copyright © 2018 by authors, Yangtze University and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). /licenses/by/4.0/
根据注水管网模拟结果，在确定了注水站的出口流量和出口压力后，确定注水系统离心注水泵的型
号、开泵台数、泵的出口压力、工作流量、工作扬程与泵匹配的电动机型号及功率。
3.2. 仿真模型
注水系统仿真数学模型的建立主要研究系统中各单元的能量方程和管网中各节点的流量平衡方程， 采用相邻矩阵描述管网拓扑结构。
拟采用直接迭代与牛顿迭代的混合迭代方法对仿真模型进行迭代求解。在实际研究过程中发现对于 复杂管网的仿真模型求解时，由于牛顿迭代法需计算函数的导数值，使得到的特性矩阵的元素非常复杂 且规律性较差，难以对大型注水系统实现仿真计算。考虑到注水系统的结构复杂，系统方程维数较高， 为了保证计算的可靠性，研究中拟采用简单迭代法对仿真模型进行求解。
Keywords
Water Injection System, Mathematical Model, Simulation Model, Optimized Management Platform, Optimized Operation Plan
文章引用: 徐加军, 贺东旭, 张元法, 于欣畅, 丁涛, 李守钦. 注水系统优化运行方案研究[J]. 石油天然气学报, 2018, 40(6): 100-104. DOI: 10.12677/jogt.2018.406127
收稿日期：2018年9月30日；录用日期：2018年10月28日；发布日期：2018年12月15日
摘要
针对采油厂注水系统压力损失与能耗实际情况，应用有限元分析和水力学原理，根据油田注水系统管网 拓扑结构特点，建立了注水泵开泵组合优化数学模型和油田注水系统仿真模型，提出了注水泵并联工作 的图解法。根据油田注水系统仿真与优化的技术原理，建立注水系统管理优化平台，找出泵站运行的最 佳方案，达到了注水系统节能降耗的目的。
0.3
0.46
1.89
胜一注