注水系统节能降耗优化数据研究

1、注水系统节能降耗优化数据研究摘要：油田注水系统是油田大户，也是油田投资的 主要领域之一。因此开发高效注水设备，提高现有注水系统 运行效率对于降低油田生产成本具有重要意义。本文主要对 油田注水系统存在的问题进行了分析。关键字：注水系统、降耗、原则、油田前言油田注水是采油生产中重要的工作之一。它可以有效的 补充地层能量，对提高原油采收率、确保油田高产稳产起到 了积极作用。油田注水既关系的原油产量的高产稳产，同时 油田地面注水系统又是高耗能系统。因此，提高地面注水泵 站效率并对注水泵站运行优化进行研究是十分必要的。一、注水系统降耗原则油田注水系统主要是由注水站、注水管网和注水井组 成。在注水系统效率

2、指标的组成因素中，由于电机效率变化 幅度很小，因此影响注水系统效率的主要因素之一是注水泵 效率。一般而言，为降低系统能耗，总是遵循一下两个原则: 一是通过泵站运行的优化调度。二是调整注水管网系统的布 局调整。随着油田生产形式的日益变化，注水范围不断扩大, 注水压力不断升高，进一步增加了地面注水工艺的难度。注 水系统耗电高、成本高的矛盾日益突出。二、油田南二区块注水系统存在的问题(1) 注水系统不能实现优化运行。为适应不同时期、 不同阶段的油田对注水变换的要求，需要经常的调整注水系 统生产方案。多年来注水系统的运行主要是靠注水管理人员 的认识和经验来实施的，因而不能保证注水系统在比较优化 的状态

3、下工作。其结果造成生产运行方案不合理，致使注水 泵可能偏离高效区工作，注水管网效率低。(2) 泵管压差大。由于不同时期油田开发配注量的调 整，日常开井数的增减变化、洗井、供水不足等因素的影响 使注水系统的注水量产生较大的波动。为了适应注水量的变 化，只能凭操作人员的经验调正开泵方案和调节阀门来控制 流量。因此导致注水泵与注水管网之间的匹配不合理而产生 较大的泵管压差，尤其是当注水工况频繁变换使管压发生变 化时，注水管理人员并不能及时的调整泵压来响应管压的变 化，这也是导致泵管压差大的原因之一。泵管压差直接影响注水单耗。由于正常运行的南二区块 每日注水井水量固定，所以需要保证注水管网压力稳定。当

4、 泵压过高时势必引起管压升高，这是就要关小注水泵出口阀 门使管压保持稳定，这样就会造成能源浪费。很显然泵管压 差越大，单耗就越高。如何降低单耗使注水泵在最佳工况点 工作是我们研究的重点。根据经验在离心泵注水系统能量损 耗中，因泵效低而损失的能量最多，占总能量的60%左右。 因此抓住提高注水泵效这一环节，就抓住了提高注水系统效 率的关键。理论和实践均表面，泵的比转数越大、过流面积 越大、阻力越小，泵效越高。在保持泵压的前提下，应尽量 选择较大的排量和较高比转数的注水泵。(3) 注水泵单耗偏高。如何降低单耗？从统计结果可 以看出，单耗值虽然由耗电量除以注水量得出，但由于泵站 泵压控制直接影响注水泵

5、的注水量与耗电量，因而也就影响 了注水单耗的大小。这样就可以从分析泵压变化的原因入 手，找到能够降低注水单耗的方法和途径。引起泵压升高的 原因是运行泵的供水量略大于系统所需要的水量。管压偏高 泵压也随着升高，但通常泵压不会升高太多，所以做好泵站 泵压的控制工作和提高设备维护保养质量是降低注水单耗 的有效途径。离心泵运行效率低的原因分析中，在设备性能参数方面 也至关重要。常用离心注水泵性能参数表参数泵型()(m)(%)n (r/min) (%)df120-150 120 146 70 50. 98 2975 1. 7df140-150 140 150 73 53.41 2975 2. 0df20

6、0-170 2001707358. 5029852.4df250-150 2501597569.0529853.0df300-150a 300 163 76. 5 74.49 2985 2. 9df350-150 3501507978. 3229852.0df400-150 4001568182. 2829853.5表中：注水泵额定流量，；注水泵的单级扬程，m；注水泵额定效率，%;注水泵的比转数；n注水泵的转速，r/min；国内最好的注水泵与国外先进泵效的差值，%;我国油田离心注水泵工作扬程通常为1300-2000m,可 以靠增减叶轮级数来改变泵的总扬程。为了简化对离心注水 泵特性的研究，以油

7、田常用离心泵df250-150 11为例进行 研究。df250-150 11注水泵主要性能参数表q ()290 250 230 210 190 175 155 140 200h (m)1661 1749 1775 1804 1840 1880 1950 2050 1820(%)77. 5 75 73. 5 72 68. 5 65. 1 60. 1 56. 1 70. 0(kw)1694 1586 1512 1432 1390 1376 1369 1359 1416跟据表中的数据作出(q, h)、(q,)、(q,)、(q, q)点，用光滑曲线连接起来就得df250-150 11离心注水泵的 特性曲线。从曲线中可以看出，离心注水泵q越偏离qn,泵 出口压力p2 (p3+ p)越高，泵出口电动阀节流p越严重， 泵效p越低。泵工况点越远离注水泵的高效