宁东油田小型橇装密闭注水系统的开发和应用

张海峰，陈涛，卜开洋

中国石化华北分公司第二采油厂，宁夏盐池751500

宁东油田小型橇装密闭注水系统的开发和应用

张海峰，陈涛，卜开洋

中国石化华北分公司第二采油厂，宁夏盐池751500

在总结常规注水系统设计经验的基础上，针对宁东油田滚动建产中注水井数较少的小区块，设计了小型橇装密闭注水系统。该系统主要由储水罐、清水处理装置、注水泵及配水阀组三大模块组成，用于注水站供水与井场增压。与常规注水站相比，橇装化的建站模式使设计周期缩短30%、施工周期缩短20%、投资费用节省30%，实现了油田注采同步进行。

宁东油田；橇装；注水

0 引言

随着宁东油田滚动勘探开发的不断深入，边水区块油藏在开发后产量递减快、稳产困难的问题日益严峻，补充地层能量、完善注采管网的需求亟需解决。边水区块规模小，由于距已建的注水系统较远，需新建注水系统，且要求建设周期短，因此传统的注水站在建设速度、重复利用率、注水流程上都不能满足油田开发的需要。为此在总结宁东油田常规注水系统设计经验的基础上，结合注水井数较少的小区块的特点，设计出小型橇装密闭注水系统，并进行推广应用，取得了良好的效果。

1 工艺流程

橇装注水系统的工艺流程为：水源井→储水罐→过滤装置→注水及配水装置→井口全密闭注水，如图1所示。

水源井出水经提升泵管输至储水罐内，同时利用加药装置同储水罐中加入缓蚀剂与杀菌剂；储水罐出水经清水处理器中的喂水泵升压后，经过深层过滤器及快开精细过滤器的物理截留和化学吸附双重作用，然后经隔膜注水泵增压，由高压配水阀组配注至注水井。由于注入水从水源井到注水井全程密闭，有效保证了水质指标符合低渗透油田注水水质标准。

图1 橇装注水系统工艺流程示意

2 系统模块组成

橇装注水系统以不同的功能模块为基础，根据需要进行组合，由储水罐、清水处理装置、注水泵及高压配水阀组三大模块组成。储水罐露天（保温）布置，其余部分均安装在彩钢结构简易厂房内。

2.1 储水罐模块

储水罐选用卧式钢罐，设计缓冲时间4 h。顶部设人孔、进水口，下侧设出水口、回流口、排污口，安装液位计、温度计等，采用拉伸成型、圆滑过渡结构。满足注水站反冲洗用水、反冲洗水处理、泵回流、温度及液位显示和事故状态下储水等功能。

2.2 清水处理装置模块

清水处理橇由保温房、进水泵、全自动深层过滤器、快开精细过滤器、布水组件、电暖器、管汇、阀组等组成。主要部件为全自动深层过滤器及快开精细过滤器。

（1）全自动深层过滤器由4个标准过滤罐组合而成，充压以全自动方式运行。过滤及反洗采用水力自动控制阀形式，在不停产情况下能定时依次按时间顺序由3台过滤罐出水、1台过滤罐反洗，使滤料不板结，出水达到回注标准。而且单台过滤罐反冲洗水用的是其他过滤罐过滤后的清洁水，故在整个反冲洗过程中减少了污水排放。

（2）快开精细过滤器选用1 μm级滤芯，滤芯坚固、无磨损、耐腐蚀，过滤管反洗后效果不会变差；过滤器的表面和深层截滤功能具有物理截留和化学吸附双重作用；由于采用侧开式快开法兰，更换滤芯及维修方便、安全，减少了劳动强度。

（3）辅助设备主要包括进水泵2台、自动控制系统1套和电暖器1台。利用进水泵的富裕能头，过滤加压与隔膜泵喂水同步完成。

2.3 注水泵及高压配水阀组模块

该模块主要由保温房、变频控制柜、注水泵、配水器、管汇、阀组等组成。主要部件为变频控制柜、注水泵及配水器。

（1）变频控制柜是将变频器及其他电气元件置入柜体内集成的一种变频调速控制设备，其通过开环或闭环控制来调节变频器的输出电压、电流和频率，以实现对注入水的压力、流量、速度等的控制。通过对注水泵的智能调节延长填料的使用周期，减少了设备的磨损，提高了系统自动化运行程度；根据注水量调节转速减少了人员的劳动强度，同时减小了电动机无功功率，使注水泵的运行参数持续优化，具备控制精度高、节能、高效等优点。

（2）注水泵为液压隔膜式高压往复泵，其电动机经皮带轮减速，带动曲轴连杆，通过十字头和中间杆，带动柱塞作往复运动。根据液压原理，通过液压油管和液压缸体内的液压油使位于泵头和液压缸体之间的隔膜片产生挠曲变形，在进出口单向阀的作用下，完成连续输送介质的功能。泵头介质腔内装有护膜板，可以起到保护隔膜片、延长隔膜片使用寿命的作用。

（3）配水器为橇装一体化装置，由配水器主体、智能流量计、干式磁传高压水表、来水压力表、压力表阀座、单向阀及开启阀等组成。可及时对4～5口注水井的流量、压力进行远程监测、调节，在实现平稳注水的同时，降低了现场劳动强度及管理费用。

3 综合评价

（1）小型简易橇装注水系统工艺流程简单，工艺装置密闭，注入水主要指标符合SY/T 5329-2012《碎屑岩油藏注水水质推荐标准》要求。

（2）清水处理橇保温房及注水泵房采用彩钢结构简易厂房，整体拆迁方便，重复利用率高。

（3）各单元模块均可在工厂预制，减轻现场施工人员的劳动强度，使设计周期缩短30%、施工周期缩短20%，实现油田注采同步进行。

（4）单台过滤罐反冲洗水用其他过滤罐过滤后的清洁水，可减少90%以上的污水排放。

（5）整套装置结构紧凑，所需建筑面积小，可依托注水井场布置，从而节约土地，节省投资费用30%，综合经济效益较高。

（6）简易橇装注水系统在宁东油田ND26井区的NP6、NP15井组投入使用后，该井区日注采比达到0.98，新增水驱控制面积1.6 km2，新增水驱控制储量118.1万t，注水开发效果显著。

4 结束语

设计的橇装密闭注水系统具有工艺技术成熟、经济实用的优点，为宁东油田稳产增产奠定了坚实的基础，开创了新的布站模式，符合依靠科技实施滚动勘探开发的战略要求，对同类油气田水平井注水开发具有重要的借鉴意义。

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[5]陈兴炳，董巍，巨龙，浙江油田智能橇装注水项目建设与运行情况分析[J].石油工程建设，2012，38（1）：68-69.

Development and Application of Small Type Skid-mounted Closed Water Injection System in Ningdong Oilfield

Zhang Haifeng，Chen Tao，Bu Kaiyang
No.2 OilProduction Plant of Sinopec North China Branch，Yanchi751500，China

Based on the experience summary of traditionalwater injection system design and aimed at the smallblocks of Ningdong Oilfield where there are a little of water injection wells，the small type skid-mounted closed water injection system is designed.This system consists of three modules，i.e.steel tank for water storage，equipment of water treatment，water injection pump and water distributing valve group，and is applied for water supply of water injection station and wellsite pressurization.By comparing it with conventional water injection station，the station construction with skid-mounted modules can shorten design period by 30%and construction period by 20%，save investment by 30%.Also，both the water injection and the oil production are implemented simultaneously.

Ningdong Oilfield；skid-mounted；water injection

10.3969/j.issn.1001-2206.2015.02.010

张海峰（1989-），男，陕西渭南人，助理工程师，2012年毕业于西安石油大学油气储运工程专业，现从事油田地面建设技术管理工作。

2014-07-04