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      喇嘛甸油田聚驅(qū)水注水系統(tǒng)的優(yōu)化

      2015-10-26 01:42:50王東旭大慶油田有限責(zé)任公司第六采油廠
      石油石化節(jié)能 2015年2期
      關(guān)鍵詞:聚驅(qū)注水泵單耗

      王東旭(大慶油田有限責(zé)任公司第六采油廠)

      喇嘛甸油田聚驅(qū)水注水系統(tǒng)的優(yōu)化

      王東旭(大慶油田有限責(zé)任公司第六采油廠)

      針對(duì)喇嘛甸油田聚驅(qū)水注水系統(tǒng)管網(wǎng)壓力高、區(qū)域供注不均衡、泵水單耗高等現(xiàn)狀,通過調(diào)查分析喇嘛甸油田聚驅(qū)水注水系統(tǒng)的注水泵泵況、壓力、水量、管網(wǎng)和能耗等因素,找出系統(tǒng)能耗高的成因,制定優(yōu)化注水站布局、優(yōu)化注水管網(wǎng)和優(yōu)化參數(shù)等節(jié)能措施,達(dá)到降低系統(tǒng)能耗的目的,實(shí)現(xiàn)喇嘛甸油田聚驅(qū)水注水系統(tǒng)的優(yōu)化運(yùn)行。

      喇嘛甸油田注水系統(tǒng)注水泵泵水單耗能耗

      喇嘛甸油田注水系統(tǒng)分為普通水高壓污水、普通水低壓污水、深度水和聚驅(qū)水等3個(gè)系統(tǒng)、4套管網(wǎng)。普通水注水系統(tǒng)有17座注水站、46臺(tái)注水泵,為環(huán)狀管網(wǎng),平均泵水單耗為5.56kWh/m3;深度水注水系統(tǒng)有8座注水站、18臺(tái)注水泵,為整體樹狀局部環(huán)狀管網(wǎng),平均泵水單耗為5.63kWh/m3;聚驅(qū)水注水系統(tǒng)有5座注水站、20臺(tái)注水泵,為支狀管網(wǎng),平均泵水單耗為6.01kWh/m3。全廠有配水間74座,注入站50座,注水井3753口,其中注入井2356口。

      依據(jù)2013年動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)分析,聚驅(qū)水注水系統(tǒng)平均泵水單耗為6.01kWh/m3,高于大慶油田公司5.8kWh/m3的技術(shù)管理指標(biāo)。其中,喇18、喇140和喇360注水站的泵水單耗嚴(yán)重超標(biāo),需進(jìn)行能耗治理。

      1 注水系統(tǒng)能耗偏高原因分析

      1.1注水泵泵況分析

      目前,采油六廠注水系統(tǒng)有D400、D300、D250、D200、D80等系列注水泵84臺(tái),其中,D200、D80等系列注水泵各1臺(tái),D400、D300、D250等系列注水泵分別為17臺(tái)、46臺(tái)、19臺(tái),注水系統(tǒng)主要以應(yīng)用D400、D300、D250等系列注水泵為主。依據(jù)注水泵額定參數(shù),計(jì)算出注水泵理論注水單耗(表1),僅D400系列注水泵單耗在大慶油田公司標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi),其余系統(tǒng)注水泵理論單耗值均超標(biāo)。

      表1 注水泵額定工況下理論單耗

      由圖1可知,揚(yáng)程隨著注水泵排量的增加而降低,泵出口壓力下降,注水泵運(yùn)行在高效區(qū),單耗降低。以喇3注水站2#泵為例,實(shí)際流量超過泵額定排量30%,電動(dòng)機(jī)功率仍未達(dá)到額定值,因此,注水泵運(yùn)行在供水排量大于額定排量的工況下,是降低注水系統(tǒng)壓力和單耗的有效途徑。

      圖1 注水泵特性曲線

      1.2壓力分析

      2014年,通過對(duì)注入站2106口注入井?dāng)?shù)據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn),注入站匯管平均壓力達(dá)到15.09MPa,注入泵出口平均壓力為10.23MPa,注入站站內(nèi)壓差為4.86MPa,主要原因是站內(nèi)53口注入井注入壓力超過14MPa,各注入站最高占比25%,平均占比2.5%。注水系統(tǒng)壓力按照《油田注水工程設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定:?jiǎn)尉Ч軌毫ζ陆狄丝刂圃?.4MPa以內(nèi);注水干管、支干管壓力降宜在0.5MPa以內(nèi);站內(nèi)泵管壓差控制在0.5MPa以內(nèi)[1]。因此,注水管網(wǎng)各節(jié)點(diǎn)有一定的降壓空間。

      1.3水量分析

      2013年,注水系統(tǒng)24座注水站注水量為11227× 104m3,聚驅(qū)水系統(tǒng)5座注水站注水量為2171×104m3(表2)。

      表2 注入系統(tǒng)污水量、注水量統(tǒng)計(jì)

      通過對(duì)污水站、注水站、配水間及注入站等各站處理水量對(duì)比分析,全廠的污水站處理水量比注水站處理水量多978×104m3,注水站處理水量比配水間和注入站處理水量多486×104m3。但聚驅(qū)水實(shí)際需要污水3817×104m3,僅有1054×104m3污水通過聚驅(qū)注水站供水,其余2533×104m3水量通過普通水管網(wǎng)供水,造成普通水管網(wǎng)處理水量過多、且存在系統(tǒng)分割不清的問題。同時(shí),聚驅(qū)系統(tǒng)處理清水1117×104m3,處理水量少,泵排量與處理水量不匹配,造成部分注水站能耗偏高。

      1.4注水站能耗分析

      2013年,對(duì)24座注水站注水量、用電量及泵水單耗等動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn),處理2種水質(zhì)的9座注水站,有5座注水站泵水單耗超標(biāo);處理1種水質(zhì)的15座注水站,僅有2座注水站單耗超標(biāo)。單站處理2種水質(zhì)的注水站單耗超標(biāo)的原因是注水泵的排量與管網(wǎng)所需水量不匹配,出現(xiàn)瞬時(shí)流量達(dá)不到額定排量、泵出口壓力高、注水泵運(yùn)行在低效區(qū)等現(xiàn)象。

      1.5管網(wǎng)分析

      聚驅(qū)水注水系統(tǒng)為獨(dú)立的放射式樹狀管網(wǎng)。2014年,對(duì)注水系統(tǒng)注水井單井管線長(zhǎng)度及管損情況進(jìn)行了調(diào)查統(tǒng)計(jì)。聚驅(qū)水系統(tǒng)單井管線總長(zhǎng)1537.683km,單井平均長(zhǎng)度為0.693km,1km以上的單井有395口,占統(tǒng)計(jì)井?dāng)?shù)的17.8%;干線總長(zhǎng)63.794km,平均長(zhǎng)度為0.851km,平均供水半徑為1.544km,最長(zhǎng)供水半徑超過4.293km。供水半徑較長(zhǎng),增加了管網(wǎng)壓力損失。

      2 建議

      通過對(duì)注水泵泵況、注入站壓力、供注水量、注水站能耗及系統(tǒng)管網(wǎng)的綜合分析,聚驅(qū)水注水系統(tǒng)存在管網(wǎng)壓力損失大、供注水跨系統(tǒng)、注水泵泵水單耗高、注水站供注水量不匹配、注入站壓力損耗高等耗能現(xiàn)象,應(yīng)進(jìn)行系統(tǒng)綜合能耗治理。

      針對(duì)聚驅(qū)水注水系統(tǒng)現(xiàn)狀及能耗偏高的問題,重新對(duì)聚驅(qū)水注水站進(jìn)行布局,將混合在普通水注水管網(wǎng)的聚驅(qū)污水分離出來,按區(qū)塊、水質(zhì)、處理水量等因素,合理配置注水站注水泵的數(shù)量、級(jí)數(shù)和排量,滿足系統(tǒng)不同工況需求。由于聚驅(qū)水注水系統(tǒng)與普通水、深度水系統(tǒng)相關(guān)聯(lián),因此,要對(duì)5座聚驅(qū)水系統(tǒng)注水站進(jìn)行供注水量重新核定和匹配,確定注水泵排量、數(shù)量及級(jí)數(shù),優(yōu)化注入站及管網(wǎng)壓力;同時(shí),結(jié)合普通水、深度水注水系統(tǒng),重新劃分注水站系統(tǒng)屬性,盡量保證每一座注水站處理1種水質(zhì),配置不少于3臺(tái)注水泵和排量不同的2種注水泵;管網(wǎng)采用獨(dú)立的樹狀管網(wǎng),縮短供水半徑,降低壓力坡降;根據(jù)每一個(gè)區(qū)塊(礦級(jí))的清水、污水水量需求,保證每一個(gè)區(qū)塊至少有污水、清水注水站各1座。

      3 結(jié)論

      1)聚驅(qū)水注水系統(tǒng)能耗偏高,應(yīng)結(jié)合系統(tǒng)的機(jī)泵、管網(wǎng)、壓力、注水量等因素綜合分析。

      2)降低聚驅(qū)水注水系統(tǒng)能耗,應(yīng)實(shí)施注水站合理布局,優(yōu)化管網(wǎng),注水泵與注水量合理匹配等綜合治理措施。

      3)保障聚驅(qū)水注水系統(tǒng)低耗運(yùn)行,需依據(jù)各種生產(chǎn)需求,不斷加強(qiáng)運(yùn)行管理,優(yōu)化啟泵臺(tái)數(shù),對(duì)注水泵實(shí)施動(dòng)態(tài)增減級(jí)管理,使系統(tǒng)壓力和水量始終控制在合理范圍。

      [1]黃遠(yuǎn)其,彭剛,楊兆麟,等.油田注水工程設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京:中國(guó)計(jì)劃出版社,2006.

      10.3969/j.issn.2095-1493.2015.002.018

      2014-09-17)

      王東旭,高級(jí)工程師,1992年畢業(yè)于承德石油高等技術(shù)??茖W(xué)校,從事油田地面系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)管理工作,E-mail:wangdongxu@petrochina.com.cn,地址,黑龍江省大慶油田有限責(zé)任公司第六采油廠規(guī)劃設(shè)計(jì)研究所,163114。

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