油田注水系统能耗损失原因分析与对策_张鹏

管理·实践/Management&

Practice

注水是油田开发后期维持地层压力、提高原油

采收率的重要举措。目前吐哈油田大部分油井都是

采用注水开发方式，以提高油藏的采收率，保证油

田的高产稳产；同时，油田注水系统也消耗着大量

的电能，油田注水耗电约占油田生产总电量的40%

左右，因此，搞好油田注水节能工作意义重大。截

至今年4月底的统计数据显示，油田公司共有注水

井1053口，开井625口，平均单井日注水量34

m3，年累计注水量约709.1×104m3。面对如此严峻

的油气生产形势，油田公司今年在精细注水、注好

水、有效注水方面做足了文章，但是摸清油田注水

系统效率及各个环节的能耗损失是关键，对降低能

耗十分重要。因此，我们对油田公司部分注水系统

进行了测试分析与评价，为油田公司科学注水、精

细注水和节能降耗提供技术保障。

1注水系统的构成

注水系统是由注水站、注水管网、配水间和单

井等组成的网状系统。水源水经过水泵提升后，液

体出泵压力升高,液体由泵出口进入汇管到出站

口，经注水干线、支干线到配水间（或阀组）及井

口阀组后输送到注水井口，注入井底。整个注水过

程就是一个能量不断消耗的过程，从总的供入能量

中扣除系统的各种损失后，就是系统的有效能量，

该有效能量与系统输入能量之比，称为注水系统的

系统效率。注水系统各种设备会对液体传输造成能

量损失，液体从站出口开始，传输到注水单井控制

阀前会产生压力和流量的下降，造成液体能量损

失，损失的液体能量与系统输入能量之比称作注水

管线损失率。注水站内泵出口到站出口之间会产生

站内阀组能量损失，注水单井控制阀也会产生单井

阀组能量损失，两种能量损失之和叫注水阀组能量

损失，注水阀组能量损失与系统输入能量之比称作

注水阀组损失率。注水管线损失率加上注水阀组损

失率称作注水管网损失率。

2注水系统现状

此次分析评价了五个采油厂的22个注水站、

26个注水系统、61台注水泵机组、745口注水单

井，分别是鲁克沁采油厂、三塘湖采油厂、吐鲁番

采油厂、鄯善采油厂、温米采油厂。应用标准S Y/

T6275—2007《油田生产系统节能监测规范》和S Y/

T5264—2006《油田生产系统能耗测试和计算方

法》测试分析得出：平均功率因数0.86，平均泵机

组效率79.12%，注水泵总流量918.85m3；注水站

平均效率66.89%，平均注水阀组损失14.59%，平

均注水管线损失3.20%，平均注水管网损失

17.79%，平均注水系统效率51.74%，单井总注水

量881.06m3/h，平均注水单耗9.49kWh/m3。测试功

率因数合格率67%，泵机组效率合格率90%，综合

合格率65%；可视为“节能监测节能运行设备”的油田注水系统能耗损失原因分析与对策

张鹏（吐哈油田公司技术监测中心节能监测站）

摘要随着吐哈油田开发的不断深入，尤其是近几年油田原油产量的逐年递减，注水量逐年增加和注水系统工艺流程的不断调整，现有的注水系统发生了很大变化。吐哈油田大部分油

井都是采用注水开发方式，以提高油藏的采收率，保证油田的高产稳产；同时，油田注水系统

也消耗着大量的电能，油田注水耗电约占油田生产总电量的40%左右。通过新标准、新技术、新方法的应用，对公司所属部分注水系统能耗损失进行了测试分析与评价，找出能耗损失具体

原因，提出对应的治理措施，努力降低能耗，取得较好的经济效益和社会效益。

关键词注水系统能耗分析对策

DOI:10.3969/j.issn.2095-1493.2013.006.024

作者简介：张鹏，2008年毕业于重庆科技学院（电气工程与自动化专

业），从事节能监测与评价工作，E-m a il：pm398740692@qq.co m，地

址：新疆鄯善火车站镇吐哈油田公司技术监测中心，838202。

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有30台，达标率49%。测试26套注水系统，系统效率合格率73%；达到节能运行状态的注水系统有15套，达标率57.7%，公司注水系统整体运行情况良好，但也存在一定问题（表1~表4）。

表1

注水系统测试结果与评价指标比对

测试项目测试数量

功率因数机组效率评价指标

限定值：≥0.84限定值：≥72%节能评价值：≥78%温米采油厂100.85

77.42鲁克沁采油厂90.85

77.80吐鲁番采油厂150.84

74.73三塘湖采油厂70.86

81.64鄯善采油厂200.89

83.82平均值610.86

79.083注水系统能耗损失原因分析

通过此次测试分析，注水能耗损失主要发生在三塘湖采油厂、鲁克沁采油厂、鄯善采油厂和吐鲁番采油厂的连木沁注水站。3.1设备管理

1）部分泵站计量器具配备严重缺失，尤其是流量计量有待完善。

2）测试注水泵机组61台，设备综合合格台数

40台，综合合格率65%，达到节能经济运行30台，节能运行达标率49%，主要是功率因数不合格数量较多。

3）三塘湖采油厂设备功率配备不合理，存在严重的“大马拉小车”现象，造成注水站效率和注水系统效率较低，站内回流量较大，总回流量高达29.91m 3/h ，平均注水单耗高达11.36kWh/m 3。特别是西峡沟注水站，注水单耗为36.01kWh/m 3，北小湖注水站注水单耗42.52kWh/m 3，能耗损失严重。

4）吐鲁番采油厂连木沁注水站泵排量4.5m 3/h ，打回流量2.21m 3/h ，单井注水量2.29m 3/h ，注水单耗11.31kWh/m 3，造成极大的能量损失。3.2注水系统运行

1）鄯善采油厂的注水系统效率较高，平均为72.09%；其次是温米采油厂系统效率59.62%；吐鲁番采油厂系统效率51.32%；鲁克沁采油厂系统效率46.20%；三塘湖采油厂系统效率29.49%。测试26个注水系统，有7个注水系统的注水系统效率未达到标准评价限定值要求，其中最低为三塘湖采油厂的西峡沟注水站，系统效率仅为6.11%，北小湖注水站系统效率仅为10.21%，能效偏低。

2）测试平均注水管网损失率最高为鲁克沁采

表2

注水泵机组效率合格及达标情况汇总

测试单位温米采油厂鲁克沁采油厂吐鲁番采油厂三塘湖采油厂鄯善采油厂平均值

测试数量1091572061

功率因数0.850.850.840.860.890.86

合格率/%505660718567

机组效率/%77.4277.8074.7381.6483.8280.82

合格率/%80789310010090

综合合格台数54951740

综合合格率/%504460718565

节能评价台数44141730

节能评价合格率/%

40446.7578549

表3

测试期间各厂系统效率及损失情况测试汇总

测试单位温米采油厂鲁克沁采油厂吐鲁番采油厂三塘湖采油厂鄯善采油厂平均值

功率因数0.850.850.840.860.890.86

机组效率/%

77.4277.8074.7381.6483.8280.82

注水站效率/%

77.7676.1770.1936.5773.7566.89

阀组损失率/%

15.0426.1315.769.956.0514.59

管线损失率/%

1.754.343.16

2.87

3.863.20

管网损失率/%

16.8030.4718.9212.829.9117.78

系统效率/%59.6246.2051.3229.4972.0951.74

表4测试期间运行设备及参数情况测试汇总

测试单位温米采油厂鲁克沁采油厂吐鲁番采油厂三塘湖采油厂鄯善采油厂平均值

注水泵功率/kW 1449.671099.761652.55654.283277.548133.80

喂水泵功率/kW 73.0729.439.4141.2677.51230.68

增压泵功率/kW 40.8840.88泵流量/（m 3·h -1）158.35109.60195.4791.46363.97

918.85

回水流量/（m 3·h -1）0.000.002.4829.910.0032.39

注水单井流量/（m 3

·h -1）158.18108.71192.9861.24359.95881.06

注水单耗/（kWh ·m 3）

9.8910.398.6111.369.329.54