注水泵的优化

张涛（大庆油田工程有限公司设计院）

注水泵的优化

张涛（大庆油田工程有限公司设计院）

摘要：大庆油田杏四～六面积聚驱注水系统由于区块北部注入水质为清水，南部注入水质为深度污水及区域水量需求与注水泵排量不匹配等原因，造成该区块注水单耗较高。通过注水泵减级、注入同一水质、优化启泵数量及管网改造等优化措施，使泵效提高了17.81%，注水单耗下降了1.49 kWh/m3，区块年节电量达5.0×104kWh。

关键词：注水系统；注水泵；措施

1　注水系统概况

大庆油田杏四～六面积聚驱注水系统建于2001年，区域内建有聚驱注水站1座，即杏二十四注，设计规模1.92×104m3/d，目前实际注水量1.2×104m3/d，负荷为62.5%。区域内建有注入站8座，其中1座注入站已停止注聚，母液注入泵170台，注入井195口。区块北部注入水质为清水，南部注入水质为深度污水。

2　系统能耗

杏四～六面积聚驱注水系统包括注水站和注入站2部分，其注水能耗的主要消耗在注水站部分。

2.1注水能耗分析

1）注水系统总压差较大，造成能耗较高。杏二十四注水站1#泵泵压与杏北1#～4#注入站单井实际最高注入压力之差达到了3.0 MPa[1]；3#注水泵与杏北5#～8#注入站单井实际最高注入压力之差为1.6 MPa。从注水泵到井口的能量，一部分消耗为管网损失，另一部分主要被单井配水阀所消耗。杏四～六面积北块注水单耗达到了6.92 kWh/m3，南块注水单耗达到了6.53 kWh/m3，高于全厂的平均水平5.8 kWh/m3。

2）区块水量与注水泵不匹配，注水泵运行效率低。杏四～六面积北块注入水质为清水；杏四～六面积南块注入水质为深度污水。由于水质差异，杏二十四注水站需启运2台注水泵，才能满足区块2种注入水质的需求。

区块水量与注水泵不匹配，造成注水泵运行效率低。北块所需配注水量为7081 m3/d，实际注水量为4559 m3/d；杏四～六面积南块所需配注水量为6572 m3/d，实际注水量为4764 m3/d。而杏二十四注水站3台注水泵排量均为400 m3/h，注水泵负荷率较低，均不在高效区运行，造成运行效率偏低。其中1#泵和3#泵的运行效率分别为64.22%和69.48%，均低于全厂注水泵平均运行效率的76.6%。

3　注水系统节能措施

1）注水泵减级。将杏二十四注水站1#注水泵从原来的10级减为9级，减级后，该泵运行后平均注水泵效率为64.55%，注水单耗为6.63 kWh/m3。

表1　注水泵减级前后对比数据

与减级前相比，泵出口压力下降了1.05 MPa，耗电量日平均下降了4583 kWh，注水泵泵效上升了0.33%，注水单耗下降了0.29 kWh/m3。但泵效仍然较低，节能的效果不明显。

2）注入同一水质。通过杏四～六面积南块、北块浓黏度等数据对比，发现用深度污水稀释的聚合物溶液，在浓黏度等方面能够满足开发需求。

结合南块污水稀释聚合物现场运行情况，将南块注入的清水改为深度污水。

3）核算注入水量，优化启泵数量。杏四～六面积聚驱整个区块需配注水量为13 653 m3/d，实际注入水量为9323 m3/d，选择1台D400注水泵，其额定排量为9600 m3/d，能够满足该区块实际注水量。

4）管网改造。考虑各站冬季实际注水量将会出现上升现象，而杏二十四注水站1台D400注水泵将无法满足实际注水量需求，若启用2台注水泵后，造成系统压差较大，注水单耗偏高。为此，计划将已经进入后续水驱的杏北8#注入站进行管网改造，由普通水注水干线提供注水，减少注用水站水负荷，使杏二十四注水站在启运1台D400注水泵就能与区块需求水量得到合理的匹配，从而降低注水单耗，节约注水耗电量。

4　节能效果

杏四～六面积聚驱区块，将注水水质统一为深度污水，杏二十四注水站优化为1台D400注水泵。

杏二十四注水站注水泵优化后各项数据与优化前相比，在注水量保持不变的情况下，平均泵压下降了1.08 MPa，平均管压下降了1.2 MPa，平均泵效提高了17.81%，注水单耗下降了1.49 kWh/m3。

杏四～六面积聚驱区块平均注水量按照10 000 m3/d，注水单耗按照下降1.4 kWh/m3计算，优化后的日节电量达1.4×104kWh，年节电量可达5.0× 104kWh，节电效果显著。

5　结论与认识

1）注水系统优化措施，应先整体后局部。先考虑注水泵能力与区块实际需求水量的匹配问题，采取区块启泵优化措施；然后局部调整，泵管压差较大、单耗较高等问题，采取注水泵减级降低泵管压差。

2）在地面工程系统的优化简化过程中，不能只是局限于本系统内考虑问题，应当于开发部门结合，做好与开发系统的优化同步，才能达到优化的最好效果。

参考文献：

[1]住房和城乡建设部.油田注水工程设计规范：GB 50391—2014[S].北京：中国计划出版社，2015：1-10.

（编辑庄景春）

DOI:10.3969/j.issn.2095-1493.2016.01.008

作者简介：张涛，工程师，2005年毕业于大庆石油学院（石油工程专业），从事给排水设计工作，E-mail：93765800@qq.com，地址：黑龙江省大庆油田设计院给排水室，163000。

收稿日期2015-11-09