油田注水系统节能技术应用

赵东升（大庆油田有限责任公司第六采油厂）

油田注水系统节能技术应用

赵东升（大庆油田有限责任公司第六采油厂）

在油田生产中，注水系统年耗电量占生产总耗电的40%以上，是节能工作的重点部位。为降低系统能耗，提高系统效率，应用了注水泵涂膜、减级和前置泵变频等节能技术，对部分设备和管线在实施措施前后进行了监测。经数据检测、对比可知，泵涂膜能有效提高泵效，泵减级可明显降低注水单耗，前置泵变频能有效调节泵管压差，多元复合除垢可消除管网压降。通过分析评价证明，该注水系统节能技术应用效果良好，能有效提高系统的运行效率，降低系统能耗。

油田注水 注水泵涂膜 泵减级 前置泵变频 多元复合除垢

注水是陆上油田的主要开发形式，能有效补充地层能量，提高采收率[1]。喇嘛甸油田开发建设30多年来，经历了基础井网、加密井网、注聚井网等油田建设阶段。地面工程为了满足开发的要求，根据不同井网对水质的要求，形成了普通污水、深度污水及聚驱污水注水系统等3套系统、4套井网。注水系统年耗电量占全厂生产耗电的40%以上，是节能工作的重点。为了分析注水节点能耗，查找重要耗能部位，对注水系统能耗情况进行了分析。油田注水系统的能量损失主要集中在机泵能耗、泵管压差、管网压降、井管压差等几个节点[1]，综合节电潜力约为4 500×104kW·h。

1 节能技术应用

为降低系统能耗，提高注水系统效率，“十一五”期间喇嘛甸油田共实施了四大类节能项目。

1.1 注水泵涂膜

为了提高注水泵效，降低注水泵过水阻力，对注水泵的叶轮等部件进行了涂膜处理。

对于部分涂膜的注水泵进行了跟踪监测。以单台注水泵为例，2008年6月进行了泵涂膜。2008、2010年分别对该泵进行了跟踪检测，测试数据见表1。

由表1可知，该注水泵在涂膜以前检测平均泵效为74.17%，涂膜后检测平均泵效为76.40%，泵效提高了2.23%。经现场统计，注水泵在涂膜后泵效可上升2%～3%左右。

表1 注水泵测试数据

经济效益：以该泵为例，泵效提高了2.23%，年可节约用电35.6×104kW·h，节约资金20.4×104元。

技术建议：据现场调查，注水泵运行10年以上效率开始下降，可将该技术应用于运行10年以上，泵效较同排量泵低3%左右的注水泵。

1.2 注水泵减级

当离心泵平均泵压比注水干线压力高出2.0 MPa以上时，阀门节流造成的能量损失会很大[2]。为了降低泵水单耗，控制泵管压差在合理范围内，对注水泵进行了注水泵减级处理。

对部分减级的注水泵进行了跟踪监测。以单台注水泵为例，2008年6月进行了泵减级。在注水泵减级前后分别对该泵进行了检测，测试结果见表2。

表2 注水泵测试数据

由表2可知，该注水泵在减级前泵管压差为2.6 MPa，泵水单耗为5.81 kW·h；减级后，检测泵管压差为0.4 MPa，泵水单耗为5.61 kW·h，压差下降了2.2 MPa，单耗下降了0.2 kW·h，泵效提高了6.45%。

经现场统计，注水泵在减级后泵管压差可降低到0.5 MPa以内，单耗可降低0.1～0.2 kW·h。

经济效益：以该泵为例，单耗下降了0.2 kW·h，年可节约用电62.19×104kW·h，节约资金35.5×104元。

技术建议：可将该技术应用于泵压与注水管网压力拟合度不合理、泵管压差超过1.5 MPa的注水泵。

1.3 前置泵变频装置

要连续调节注水泵的流量、压力等运行参数,且使泵仍在高效区运行，只能用变频调速的方法来实现[3]。为了降低注水单耗，实现注水泵连续调节，保证泵优化运行，安装了前置泵变频装置。目前已有2套装置安装完毕，投入运行。以1套为例，安装前后检测结果见表3。

表3 前置泵变频装置安装前后数据对比

由表3可知，安装前置泵变频装置后，泵管压差下降了1.53 MPa，泵机组单耗下降了0.2 kW·h。

经济效益：以该泵为例，单耗下降了0.2 kW·h，年可节约用电45.2×104kW·h，节约资金25.8×104元。

技术建议：通过变频调速改变了离心泵的特性曲线，使性能曲线向下平移，降低了泵管压差，并且在一定程度上提高了泵效，从而达到节能的目的[4]。可将该技术应用于泵管压差超过1.5 MPa且来液量不稳定的注水站。

1.4 多元复合除垢

为了解决实际生产中管线、设备结垢严重的问题，降低注水管线的管损值，对17.32 km注水管线进行了多元复合除垢。

对除垢后的注水管线进行了现场检测。以注水管线为例，该配水间于2008年11月进行了管线除垢。在进行多元复合除垢前后分别对管线管损值进行了检测，其结果见表4。

由表4可知，注水管线管损压力由原来最高的3.7 MPa下降到了0.5 MPa，管线内表面光滑，垢厚度为0.2～0.3 mm，管线除垢率为95%。

表4 配水间试验对比

经济效益：以该站为例，平均管损值下降了2.1 MPa，总注水量为20 m3/h，总管线长度为3.45 km，年可节约用电10.1×104kW·h，节约资金5.76×104元。

技术建议：在对管线除垢时，若按管线长度1 km计，可将该技术应用于管损值大于2.32 MPa的管线。

2 结论

（1）通过对注水系统进行潜力分析，表明注水系统节能空间仍然很大，依靠现有的技术手段可有效提高系统的运行效率，降低系统能耗。

（2）节能技术规模应用是降低能耗的必要保证。目前注水系统节能技术已经成熟，需要不断扩大成熟技术的应用规模，以进一步降低注水系统的能耗。

（3）节能技术规范应用是降低能耗的必要手段。可通过现场检测和技术研究等方法，摸索节能技术的使用规律，规范使用行为，使节能技术的应用有的放矢、有据可依。

（4）完善节能技术管理是降低能耗的必要途径。节能技术对工作环境有一定要求，在生产中应针对其技术特点，制定相应管理方法，充分发挥其节能效果；对于互补性强的节能技术，可将其组合使用，保证实现系统节能。

[1]鹿桂华.油田注水节能技术研究与应用[J].油气田地面工程，2002，21(1)：1.

[2]彭刚.胜利油田提高注水系统效率配套技术[J].油气田地面工程，2004，23(6)：2.

[3]王莉.杏南油田注水系统变频调速节能降耗分析[J].油气田地面工程，2000，19(5)：2.

[4]蒋新.注水泵机组的调速技术与节能[J].油气田地面工程，2008，27(6)：1.

10.3969/j.issn.2095-1493.2011.02.014

2011-03-20)

赵东升，2006年毕业于大庆石油学院，助理工程师，现从事节能测试评价工作，E-mail：zhaodongsheng1@petrochina.com.cn，地址：大庆油田第六采油厂规划设计研究所，163114。