注水泵在油氣田采出水處理中的應(yīng)用

伍詠德(大慶油田有限責(zé)任公司第九采油廠敖南采油作業(yè)區(qū)，黑龍江 大慶 163000)

0 引言

如何防止油氣田開發(fā)設(shè)計的采出水對環(huán)境造成危害，油氣田從開發(fā)設(shè)計之初就牢固樹立“技術(shù)提升、管理創(chuàng)新”的核心理念，在采出水溶解和返排中，從粗放型到精益求精?，F(xiàn)階段，油氣處理站根據(jù)每年大量采出水的返排來維護(hù)環(huán)境。隨著油氣田開發(fā)設(shè)計的遞進(jìn)式走向，產(chǎn)氣量的增加也帶動了采水量的增加。由于油藏獨(dú)特的環(huán)境和原油轉(zhuǎn)化原理不同，油氣田采出水有害成分多且混雜，礦化量廣，所以生態(tài)環(huán)境保護(hù)對油氣田提出了更高的要求。

1 注水泵的效率

注水泵運(yùn)行效率高主要體現(xiàn)在注水泵運(yùn)行效率高和注水管網(wǎng)運(yùn)行效率高。為充分發(fā)揮引水的優(yōu)勢，需提高注水開發(fā)設(shè)計的精度。完善注水泵柴油機(jī)發(fā)電機(jī)組管理規(guī)定，按照強(qiáng)制維護(hù)措施，確保泵柴油機(jī)發(fā)電機(jī)組高效運(yùn)行。在油田生產(chǎn)加工中，注水泵柴油機(jī)發(fā)電機(jī)組以多級泵或往復(fù)泵為主，達(dá)到方案設(shè)計的副泵壓力總流量，保證高壓水進(jìn)入主泵，日注水任務(wù)線實(shí)現(xiàn)方案設(shè)計的工作壓力數(shù)據(jù)信息，為單井注水提供依據(jù)。

升級注水管網(wǎng)系統(tǒng)，減少對管道節(jié)流閥的損壞。根據(jù)設(shè)計，完成多井配水室設(shè)備，實(shí)現(xiàn)配套注水泵的注水規(guī)程。油田開發(fā)設(shè)計進(jìn)入中后期，根據(jù)地質(zhì)和環(huán)境研究，重新部署注采井網(wǎng)，按照加密井探索的方法改善水驅(qū)情況，促進(jìn)油田開發(fā)注水泵的高效運(yùn)行達(dá)到了設(shè)計方案的驅(qū)油能力，從而提高了油田的開采程度。

嚴(yán)重影響注水泵高效率的首要條件是注水泵站高效率、注水管網(wǎng)運(yùn)行的高效率、引井的管理方法。注水泵的管理方法不是立竿見影的。注水系統(tǒng)軟件運(yùn)行的主要原因是主要參數(shù)不合理，必然嚴(yán)重危及注水泵運(yùn)行的高效率。如果高滲透油藏工作壓力過高，加水過多的情況會導(dǎo)致白邊充填液強(qiáng)行見水，更嚴(yán)重的情況甚至淹水會導(dǎo)致油氣井含水量上升更快，對油田生產(chǎn)造成不利損害。只有在水中增加低滲透油氣藏，才能完成水驅(qū)的設(shè)計開發(fā)[1]。結(jié)合油田經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)塊的特點(diǎn)，設(shè)計方案最好利用注水系統(tǒng)軟件的主要參數(shù)，以達(dá)到預(yù)期的具體注水實(shí)際效果。

2 注水泵設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)

2.1 注水泵材質(zhì)優(yōu)選

項(xiàng)目使用的注水材料是生產(chǎn)用水。生產(chǎn)用水是由分離設(shè)備所生產(chǎn)的，然后按比例添加對水體進(jìn)行分析，水體中Cl-成分達(dá)到12 935.11 mg/L。過去，附近的平臺都使用進(jìn)口的C-6材料制造的注水泵。為保證注水泵在整個應(yīng)用過程中滿足要求，項(xiàng)目A平臺采用性能更優(yōu)的D-1 防腐級材料。文章內(nèi)容明確提出注水泵必須配備相應(yīng)的常見故障監(jiān)測系統(tǒng)，能夠合理采集注水泵整個運(yùn)行過程中的主要運(yùn)行參數(shù)，并進(jìn)行常見故障監(jiān)測、故障分析，使注水泵能在項(xiàng)目中運(yùn)行，在整個過程中充分發(fā)揮其特定作用。文章中明確提出的注水泵監(jiān)控點(diǎn)冗余技術(shù)比之前新建的注水泵項(xiàng)目高出30%以上。箱體振動、油箱滑動液壓油位、滾動軸承溫度設(shè)置相應(yīng)檢測點(diǎn)。使用圖形統(tǒng)計運(yùn)行數(shù)據(jù)對整個泵體進(jìn)行統(tǒng)計分析。

2.2 液力耦合器調(diào)速

為了更好地使注水泵在平臺上完成平穩(wěn)運(yùn)行，需要根據(jù)液力偶合器進(jìn)行變速，然后讓泵和電機(jī)全程運(yùn)行中采用汽車油水滑水冷卻器，合理節(jié)省泵殼占用的內(nèi)部空間。注水泵必須選擇施加強(qiáng)制潤滑的方式，及時使用液力偶合器的底殼作為油箱，為注水泵進(jìn)行供油工作。

3 注水泵的示范應(yīng)用策略

3.1 推進(jìn)路線需要循序漸進(jìn)

在應(yīng)用注水泵的整個過程中必須有效地控制風(fēng)險。在整個運(yùn)行過程中，進(jìn)口注水泵將按照持續(xù)推進(jìn)的方式完全更換，使注水泵有足夠的時間充分發(fā)揮其在特定任務(wù)中的工作，并根據(jù)運(yùn)行中的風(fēng)險及其應(yīng)用的過程進(jìn)行分析，例如逐步分析運(yùn)輸材料、泄漏、振動、侵蝕和布局區(qū)域的風(fēng)險。文中所描述的項(xiàng)目的關(guān)鍵運(yùn)輸材料是海面和生產(chǎn)水。危險因素小，可以保持一定的安全系數(shù)。提前做好安全預(yù)防措施也是足夠的。左側(cè)設(shè)置服務(wù)器防火墻，右側(cè)設(shè)置電氣機(jī)房。無須設(shè)置相應(yīng)的防爆風(fēng)機(jī)，風(fēng)險相對較低[2]。

3.2 核心部件使用制造

關(guān)鍵部件在注水泵設(shè)計中的應(yīng)用可以降低產(chǎn)品開發(fā)的風(fēng)險。本文分析的注水泵設(shè)計必須以API610最新版本為依據(jù)，并嚴(yán)格按照規(guī)定執(zhí)行，開發(fā)的產(chǎn)品在交付前必須經(jīng)過第三方認(rèn)證，以確保到位。產(chǎn)品在具體應(yīng)用的整個過程中不易出現(xiàn)具體問題。根據(jù)國外和國內(nèi)生產(chǎn)的陸用BB3離心泵的數(shù)據(jù)分析，可以看出我國已經(jīng)基本完善了注水泵的研發(fā)，可以完全融入油氣田環(huán)境，達(dá)到相應(yīng)的要求。為了更好地使注水泵系統(tǒng)在整個應(yīng)用過程中更加可靠，泵殼的關(guān)鍵部分必須逐漸現(xiàn)實(shí)化，一些較為精細(xì)的零件可以應(yīng)用進(jìn)口品牌，以提高注水泵的性能和工作效率。

3.3 重視集成測試，對售后維護(hù)策略進(jìn)行明確

文章中明確提出的注水泵的技術(shù)性質(zhì)是一種新技術(shù)應(yīng)用，即力耦合和變速。技術(shù)性高于橇裝注水泵系統(tǒng)測試能力的要求。不僅要對其飛行特性進(jìn)行相應(yīng)的試驗(yàn)，而且在相應(yīng)的試驗(yàn)工作中還要進(jìn)行液力偶合器的變速聯(lián)動。售后服務(wù)質(zhì)量保證等級必須與生產(chǎn)廠家協(xié)商，以獲得至少三年的質(zhì)量保證服務(wù)項(xiàng)目。并且在投入使用前需要對注水泵的實(shí)際工作能力進(jìn)行相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，以確保注水泵在整個應(yīng)用過程中能夠充分利用自身的工作能力。

4 提高注水泵效率的措施

4.1 提高注水泵站運(yùn)行效率的措施

注水泵站的處理工藝是對水資源進(jìn)行凈化處理。油田開發(fā)設(shè)計進(jìn)入中后期，必須根據(jù)含油廢水去除和懸浮物去除的設(shè)計，引入水質(zhì)檢測標(biāo)準(zhǔn)后，根據(jù)注水泵發(fā)電機(jī)組的高壓，使其進(jìn)入配水室，然后到每臺注水泵，從井筒到油層中，完成注水的實(shí)際效果。

提高注水泵運(yùn)行效率的對策，以離心水泵發(fā)電機(jī)組為例，保證離心水泵發(fā)電機(jī)組在高效區(qū)運(yùn)行，促進(jìn)離心水泵的最大效率。排量和工作壓力符合注水系統(tǒng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，明確離心水泵的最佳工作條件，保證離心水泵的高效運(yùn)行，防止常見故障危及水泵發(fā)電機(jī)組運(yùn)行。

4.2 提高注水管網(wǎng)的效率

設(shè)計優(yōu)化控制的注水管網(wǎng)系統(tǒng)，降低了注水管網(wǎng)的動能破壞，選用防腐管網(wǎng)系統(tǒng)，增加了注水管網(wǎng)的使用壽命，從而不斷提高運(yùn)行效率注水管網(wǎng)?？煽啃栽O(shè)計道路管網(wǎng)的合理布局，減少管網(wǎng)節(jié)流閥的損壞。確定灌水站與配水間的距離，再到注水泵，實(shí)施自己的管灌方式，產(chǎn)生最佳合理的管網(wǎng)布局，保證灌水管網(wǎng)的運(yùn)行達(dá)到最佳實(shí)際效果[3]。

提高引水水質(zhì)檢測標(biāo)準(zhǔn)，防止引水結(jié)垢，降低管網(wǎng)侵蝕率，防止泄漏安全事故，保證注水管網(wǎng)高效運(yùn)行，對提高注水管網(wǎng)效率具有重要意義。選擇有效的伴管直徑，在注水工作壓力和注水總流量的要求下，盡可能縮短管道長度，從而減少管道的工作壓力損壞，提高導(dǎo)流通道的利用率，完成總體目標(biāo)油田注水開發(fā)設(shè)計總體目標(biāo)。

4.3 實(shí)施智能化注水系統(tǒng)

隨著油田注水設(shè)計方案、開發(fā)設(shè)計和生產(chǎn)制造時間的不斷增加，智能制造系統(tǒng)軟件制造與制造技術(shù)措施相結(jié)合，將提高智能自控系統(tǒng)注水工業(yè)裝備的總量[4]。確保引入水壓和注水流以達(dá)到更精確的水平。根據(jù)智能的運(yùn)行狀態(tài)，保證單位時間總注水流量與注水流量一致，達(dá)到注水泵的注水指標(biāo)，更好地執(zhí)行日常注水任務(wù)。

隨著智能化系統(tǒng)油田的不斷發(fā)展趨勢，綜合利用各種傳感器，對注水泵的運(yùn)行進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)管理方法。根據(jù)注水泵的引進(jìn)和改進(jìn)方法，采用直噴、反噴或混注方式，確保按等級分類注水達(dá)到預(yù)期效果。根據(jù)注水泵細(xì)分層管理方案，對深井注采層系統(tǒng)軟件進(jìn)行重新分區(qū)，實(shí)時分層次注水，達(dá)到分層開采的預(yù)期效果.持續(xù)科學(xué)研究、開發(fā)、設(shè)計和設(shè)計注水泵實(shí)時監(jiān)控系統(tǒng)軟件，并進(jìn)行系統(tǒng)升級，確保注水泵以最大效率運(yùn)行。

4.4 加強(qiáng)對注水泵的管理

加大新技術(shù)資金、科研和高效注水機(jī)械設(shè)備的應(yīng)用力度，分析注水泵站注水機(jī)械設(shè)備運(yùn)行狀況，確保離心水泵發(fā)電機(jī)組處于高效運(yùn)行區(qū)域，減少離心水泵設(shè)備故障率，給注水系統(tǒng)提供可靠的注水工作壓力。開展注水泵站進(jìn)水水質(zhì)檢查，確保進(jìn)口油田水質(zhì)更加規(guī)范，跟蹤含油污水處理生產(chǎn)過程，將污水深度處理階段提升為確保含油廢水經(jīng)過油處理[5]。只有在比例、懸浮物組成合格的情況下，才能防止白邊充填液的孔隙被堵塞，才能實(shí)現(xiàn)油井與深水井的合理銜接，達(dá)到水驅(qū)油的應(yīng)用效果。

5 結(jié)語

注水泵在油氣田開采項(xiàng)目中逐漸應(yīng)用，已經(jīng)取得了較好的效果。注水泵的應(yīng)用合理降低了注水泵設(shè)備的采購成本，擺脫了國外長期的壟斷市場。隨著維修中后期本土文化的跟蹤，注水泵未來將有巨大的發(fā)展空間，能在我國未來油田開采過程中繼續(xù)發(fā)揮其降本增效的能力。