注水系统效率分析及下步工作建议
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127 内江科技 ２０１０年第５期
石油地质
注水系统效率分析及下步工作建议
刘明芳 钱 钦
（江苏油田分公司试采二厂）
摘 要 注水系统效率低、能耗高仍然是油田节能降耗的一大难题，本文通过对几个注水系统效率的测算分析，找出提高注水系 统效率的方法。
关键词 注水系统效率 测算分析 节能降耗 工作建议
注水是保持地层压力、提高采油速度和采收率的重要手段。随着 油田开发调整的需要，注水量逐年增加，注水系统出现诸多问题：供 注能力不匹配、管网水力损失大等，造成注水系统效率低，能耗大。 因此，对注水系统进行分析研究，及时掌握存在的问题，采取应对措 施，是降低注水能耗，节约生产成本，提高经济效益的有效手段。 １ 分析步骤
注：
Βιβλιοθήκη Baidu
１、本文计算结果是根据ＳＹ／Ｔ ５２６５－１９９６《油田注水地面系统效
率测试和单耗计算方法》而得。
２、由于现场测试设备有限，功率因数ｃｏｓφ未测，计算时一律取
值为０．８５，故测试数据与实际数据有一定的偏差。
作者简介 刘明芳，２００５年毕业于西安石油大学石油工程系，江苏油
田试采二厂采油助理工程师。
表２ 杨三注水系统测算数据 从表２可以看出，２月份各项数据均达到了行业标准。该机组效率 比我厂２００８年的平均水平稍稍偏低，原因是注水水质含沙，致使柱塞 磨损严重、出液阀组关闭不严，而导致注水泵漏失严重，应考虑维修 或更换沉沙罐，同时维修注水泵。管网效率较低的原因一是由于 Ｙ１０－６井和Ｙ３５井口压力很低，与注水泵出口压差分别为１４．３Ｍｐａ、 １８．１Ｍｐａ，因此节流时产生的水力损失很大；二是该系统中泵压较 高，水流速度较快，导致沿程阻力损失较大。 １１月份对注水泵维修后，再次测算所得各项数据均低于之前。
远低于我厂平均水平。经过分析，我们认为主要原因是该注水泵排量 与系统注入量不配套的问题，该泵理论排为１３．４ｍ３／ｈ，将变频调至最 小３０Ｈｚ仍有８ｍ３ ／ｈ的排量，而系统的总配注量仅为６ｍ３ ／ｈ，所以需要通 过回流阀门调节，这就造成管网效率低，同时机组出力不足，本身无 功损耗高，机组效率自然也低。
通过对注水系统效率的两次测算，并对照注水系统考核指标进行 比较分析，找出导致该系统效率低的原因，并制定相应的解决措施， 然后再次测算和分析，以验证措施的正确性，并提出下步工作建议。
表１ 注水系统考核指标 ２ 现场实施
（１）杨三注水系统。该系统有３Ｓ１７５－１２．５／２５、３Ｓ１７５－１２／２５注水 泵各一台，２月时有注水井９口，由于油田开发调整， Ｙ３－４井、Ｙ３－ ２井先后投注，Ｙ３－３井动态停注，至１１月有注水井１０口。
（收稿日期：２０１０－０３－２２）
表４ 卞东注水系统测算数据 ３月初对３Ｓ１００型注水泵进行了大修，并投入使用。在使用了小 泵，即达到供注平衡、不打回流了后，机组效率大幅度提高，因此系 统效率大幅度上升，且达到了行业标准优良水平。目前卞东注水系统 中３Ｓ１７５型泵的配套电机为１９８９年老电机，建议更换新型节能电机。
３ 结论
本文针对各注水系统实际情况，做了原因分析及相应的处理措 施。总结以上经验，提高注水系统效率可从以下几个方面入手。
（收稿日期：２０１０－０３－２３）
（接１０３页）的效果。 （３）水平井采液强度过高，易导致含水上升快，产量递减大。
建议控制合理采液强度，减缓水平井含水上升。
参考文献
［１］ 赵翰卿．对储层流动单元研究的认识与建议［Ｊ］．大庆石油地质与开 发，２００１，２０（３）：８－１０
［２］ 李介士．水平井钻井完井及增产技术．北京：石油工业出版社， １９９２－０６
表３ 杨三注水系统测算数据分析 分析两次测算数据：从机组看，注水泵输入功率只相差 ３．３９Ｋｗ，然而其输出功率却相差１６．８７ Ｋｗ，说明杨三注水泵机组效 率下降很快。原因是沉砂系统在重建中，目前水质含沙问题未得到解 决，泵总体工况较差。从管网看，其功率损耗虽然减少了２．１５Ｋｗ， 但效率仍然下降了６．６％，主要是由于油田开发调整后相对增加了一口 注水井，又注水系统中高低压井压差达１６．５Ｍｐａ，截流时功率损耗较 大，因此管网损耗占注水泵输出功率的比值仍较大。下步工作建议采 取有效措施平衡系统管网压力。 （ ２） 卞 东 注 水 系 统 。 该 系 统 有 ３Ｓ１００－６．７／２０－２Ｈ、 ３ Ｓ１７５－ １３．４／２０－２Ｈ型号的注水泵各一台，注水井５口。 ２月运行的是３Ｓ１７５型注水泵，此时系统中各项数据均不合格，且
（１）选择节能高效电机，如卞三系统。 （２）更新改造注水泵：因油田开发调整造成供注能力不平衡 （即注水泵理论排量与系统配注量不平衡）， 如杨三的注水泵，应 及时更换；注水泵长期运转出现磨损造成注水泵效率低时，应根据现 场情况对泵进行改造或更换，同时做好日常维护保养，如墩塘的泵经 过改造后，机组效率有了大幅度提高。 （３）安装变频装置：变频不仅能解决供注能力不平衡的问题， 还能实现电机的软启动，延长电机寿命，起泵时能减缓水流对注水管 网的冲击，减少水力损失。现杨三注水泵无变频装置，建议加装。 （４）平衡系统管网压力：低渗透油田注水井的注水压力高低不 一，注水工艺措施不能兼顾所有具体需求，为了满足部分高压井的需 求，被迫将系统管网压力升高，对低压井则需采取节流减压的办法， 从而导致能量损失严重，如杨三注水系统。应利用各种先进工艺技术 对低压井进行吸水剖面调整，对高压井进行降压增注；或采用单井增 压措施；或采取高低压分注。 （５）定期冲洗流程：定期冲洗流程或对结垢严重的进行在线清 洗技术，防止流程内沉积物增加，以减少在管网上的能量损耗。 （６）提高注水水质：既可防止管线腐蚀、结垢，也能减少注入 水对设备的损害，延长设备易损件的寿命，如杨三水质含沙，致使泵 阀、柱塞、盘根等频繁更换，机组效率低。
石油地质
注水系统效率分析及下步工作建议
刘明芳 钱 钦
（江苏油田分公司试采二厂）
摘 要 注水系统效率低、能耗高仍然是油田节能降耗的一大难题，本文通过对几个注水系统效率的测算分析，找出提高注水系 统效率的方法。
关键词 注水系统效率 测算分析 节能降耗 工作建议
注水是保持地层压力、提高采油速度和采收率的重要手段。随着 油田开发调整的需要，注水量逐年增加，注水系统出现诸多问题：供 注能力不匹配、管网水力损失大等，造成注水系统效率低，能耗大。 因此，对注水系统进行分析研究，及时掌握存在的问题，采取应对措 施，是降低注水能耗，节约生产成本，提高经济效益的有效手段。 １ 分析步骤
注：
Βιβλιοθήκη Baidu
１、本文计算结果是根据ＳＹ／Ｔ ５２６５－１９９６《油田注水地面系统效
率测试和单耗计算方法》而得。
２、由于现场测试设备有限，功率因数ｃｏｓφ未测，计算时一律取
值为０．８５，故测试数据与实际数据有一定的偏差。
作者简介 刘明芳，２００５年毕业于西安石油大学石油工程系，江苏油
田试采二厂采油助理工程师。
表２ 杨三注水系统测算数据 从表２可以看出，２月份各项数据均达到了行业标准。该机组效率 比我厂２００８年的平均水平稍稍偏低，原因是注水水质含沙，致使柱塞 磨损严重、出液阀组关闭不严，而导致注水泵漏失严重，应考虑维修 或更换沉沙罐，同时维修注水泵。管网效率较低的原因一是由于 Ｙ１０－６井和Ｙ３５井口压力很低，与注水泵出口压差分别为１４．３Ｍｐａ、 １８．１Ｍｐａ，因此节流时产生的水力损失很大；二是该系统中泵压较 高，水流速度较快，导致沿程阻力损失较大。 １１月份对注水泵维修后，再次测算所得各项数据均低于之前。
远低于我厂平均水平。经过分析，我们认为主要原因是该注水泵排量 与系统注入量不配套的问题，该泵理论排为１３．４ｍ３／ｈ，将变频调至最 小３０Ｈｚ仍有８ｍ３ ／ｈ的排量，而系统的总配注量仅为６ｍ３ ／ｈ，所以需要通 过回流阀门调节，这就造成管网效率低，同时机组出力不足，本身无 功损耗高，机组效率自然也低。
通过对注水系统效率的两次测算，并对照注水系统考核指标进行 比较分析，找出导致该系统效率低的原因，并制定相应的解决措施， 然后再次测算和分析，以验证措施的正确性，并提出下步工作建议。
表１ 注水系统考核指标 ２ 现场实施
（１）杨三注水系统。该系统有３Ｓ１７５－１２．５／２５、３Ｓ１７５－１２／２５注水 泵各一台，２月时有注水井９口，由于油田开发调整， Ｙ３－４井、Ｙ３－ ２井先后投注，Ｙ３－３井动态停注，至１１月有注水井１０口。
（收稿日期：２０１０－０３－２２）
表４ 卞东注水系统测算数据 ３月初对３Ｓ１００型注水泵进行了大修，并投入使用。在使用了小 泵，即达到供注平衡、不打回流了后，机组效率大幅度提高，因此系 统效率大幅度上升，且达到了行业标准优良水平。目前卞东注水系统 中３Ｓ１７５型泵的配套电机为１９８９年老电机，建议更换新型节能电机。
３ 结论
本文针对各注水系统实际情况，做了原因分析及相应的处理措 施。总结以上经验，提高注水系统效率可从以下几个方面入手。
（收稿日期：２０１０－０３－２３）
（接１０３页）的效果。 （３）水平井采液强度过高，易导致含水上升快，产量递减大。
建议控制合理采液强度，减缓水平井含水上升。
参考文献
［１］ 赵翰卿．对储层流动单元研究的认识与建议［Ｊ］．大庆石油地质与开 发，２００１，２０（３）：８－１０
［２］ 李介士．水平井钻井完井及增产技术．北京：石油工业出版社， １９９２－０６
表３ 杨三注水系统测算数据分析 分析两次测算数据：从机组看，注水泵输入功率只相差 ３．３９Ｋｗ，然而其输出功率却相差１６．８７ Ｋｗ，说明杨三注水泵机组效 率下降很快。原因是沉砂系统在重建中，目前水质含沙问题未得到解 决，泵总体工况较差。从管网看，其功率损耗虽然减少了２．１５Ｋｗ， 但效率仍然下降了６．６％，主要是由于油田开发调整后相对增加了一口 注水井，又注水系统中高低压井压差达１６．５Ｍｐａ，截流时功率损耗较 大，因此管网损耗占注水泵输出功率的比值仍较大。下步工作建议采 取有效措施平衡系统管网压力。 （ ２） 卞 东 注 水 系 统 。 该 系 统 有 ３Ｓ１００－６．７／２０－２Ｈ、 ３ Ｓ１７５－ １３．４／２０－２Ｈ型号的注水泵各一台，注水井５口。 ２月运行的是３Ｓ１７５型注水泵，此时系统中各项数据均不合格，且
（１）选择节能高效电机，如卞三系统。 （２）更新改造注水泵：因油田开发调整造成供注能力不平衡 （即注水泵理论排量与系统配注量不平衡）， 如杨三的注水泵，应 及时更换；注水泵长期运转出现磨损造成注水泵效率低时，应根据现 场情况对泵进行改造或更换，同时做好日常维护保养，如墩塘的泵经 过改造后，机组效率有了大幅度提高。 （３）安装变频装置：变频不仅能解决供注能力不平衡的问题， 还能实现电机的软启动，延长电机寿命，起泵时能减缓水流对注水管 网的冲击，减少水力损失。现杨三注水泵无变频装置，建议加装。 （４）平衡系统管网压力：低渗透油田注水井的注水压力高低不 一，注水工艺措施不能兼顾所有具体需求，为了满足部分高压井的需 求，被迫将系统管网压力升高，对低压井则需采取节流减压的办法， 从而导致能量损失严重，如杨三注水系统。应利用各种先进工艺技术 对低压井进行吸水剖面调整，对高压井进行降压增注；或采用单井增 压措施；或采取高低压分注。 （５）定期冲洗流程：定期冲洗流程或对结垢严重的进行在线清 洗技术，防止流程内沉积物增加，以减少在管网上的能量损耗。 （６）提高注水水质：既可防止管线腐蚀、结垢，也能减少注入 水对设备的损害，延长设备易损件的寿命，如杨三水质含沙，致使泵 阀、柱塞、盘根等频繁更换，机组效率低。