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【摘要】油井开采后期，由于压力降低或石油黏稠带来开采困难，多通过注水理提高地层压库力，提升采油效益。然而许多注水系统设施存在问题，导致注水工作产生的能耗大，效率低，所以分析现阶段油田注水中存在的问题，并采取合理措施改进，优化注水的地面配套工作，挖掘节能增效的潜力成为采油工作者面临的课题。本文就谈谈这个问题。
【关键词】注水 节能增效 潜力
油井开采后期，由于压力降低或石油黏稠带来开采困难，多通过注水理提高地层压库力，提升采油效益。然而许多注水系统设施存在问题，导致注水工作产生的能耗大，效率低，所以分析现阶段油田注水中存在的问题，并采取合理措施改进，优化注水的地面配套工作，挖掘节能增效的潜力成为采油工作者面临的课题。下面就围绕这个问题谈谈笔者的看法。
1 影响油田注水系统效率的因素分析
油田注水系统，结构复杂，系统庞大。受到影响的因素有许多，总体来讲，导致效率降低的原因主要有如下方面：
（1）电动机型号有匹配问题。某些油田所采用的电机型号在电机功率的选择问题上出现偏差，主要是和注水泵型号不相匹配，结果出现了电机出力不足问题，电机损耗过大，俗话叫大马拉小车，导致无功功率的损失过大。
（2）注水泵的效率偏低。根据有关数据的调查分析，现除段注水泵的平均效率并不太完美，主要为总效率的百分之七十二，这一点明显偏低，离总公司要求的百分之七十五再差三个百分点。而相比来言，国外在注水泵运行的效率方面，其效率几乎达到百分之八十。分析其原因发现，导致泵效低的主要问题有：一是注水泵牵扯到多种因素出现泵体本身效率低下，二是在注水泵的型号选择与配套问题上出现事故，比如泵管的压差大，导致出现节流损失，能量损失严重的现象，这些问题不容忽视。
（3）注水系统管网设计较为复杂，造成能耗损失过大。导致能耗损失大注水管网能量损耗主要是管件的沿程阻力损失和局部阻力损失，如阀门三通等，它们都与流量输送距离和流速平方成正比。主要表现在：注水系统是由大量的简单管元部件组成一个复杂大系统。由于各油田注水系统的差异，系统内管件数量是不确定的；且对于同一类管元部件，其参数又是千差万别的，从而导致在计算过程中需要分别研究。
注水站在布局上存在不合理现象，有些注水站的注水半径过长，都能达到十几公里左右，长距离导致由注水站至注水井的压降达到三点五兆帕，甚至还要多，这里面，泵管的压差控制约一兆帕，配水间内控制约一点五兆帕，其余为沿程阻力损失。
（4）注水系统某些环节匹配不合理。一是注水系统效率较低。由于注水泵的管网之间存在匹配不合理现象，比如注水站与管网，以及阀门等配置也有不合理，出现注水泵的运行偏离高效区，注水系统较低。二是为满足不同时期、不同开发阶段的部分油田对于注水量的变化存在不同要求的现状，注水站要频繁地调整注水系统的生产方案。而有些生产方案的调整可能存在问题，比如，多数注水系统的运行要靠注水管理人员的主观认识和主观经验来判断，缺乏严格系统科学的程序或方法，从而导致出现生产方案不够合更，不能及时保证注水系统在比较优化的状态下工作，从而导致系统的效率比较低下。而有时候，注水系统中的系列参数又不能及时围绕油田注水实际的变化而调整，因此导致问题频发。
2 优化注水地面配套，挖掘节能增效潜力的措施
（1）提高注水泵效率，合理匹配电机。要想提高水泵的效率，应该尽量减少机械摩擦和漏水量，并力求改善过流部分的设计和提高制造、装配质量。而在进行注水工艺设计时则应做到合理选用高效大排离心注水泵大排量离心泵的过流面积大，阻力小，容积效率和水力效率也较小排量泵有显著提高。因此，选择大排量泵是提高注水泵效率最有效的途径之一。油田开发早期，由于注水量较小，多选用排量较小的一一注水泵，该泵运行效率一般不大于，注水耗电指标也大大超过总公司要求。随着油田进入开发中后期，注水量大幅度上升小泵很难适应这种变化。因此，应适时根据注水系统的需要，优先选用高效大排量注水泵。笔者单位新民采油厂根据设计规模，在6#站规划设计时进行了两种泵的对比，采用离心泵需用2台，采用柱塞泵则需4台泵。经过计算分析，采用一离心泵注水耗电远远大于采用柱塞泵耗电，后者的耗电明显低于前者，选用柱塞泵，淘汰低效离心泵，使泵效提高了。
（2）改造老式离心泵。注水站大多采用低效小排量注水泵。在注水量增加不大或全部换型不现实的情况下，可结合泵的大修采取技术改造办法，提高泵效，实现节能。调整注水泵的级数。注水泵泵压大多是根据地质部门提供的注水压力这一基础数据计算得出的，但此压力往往高于实际需要的注水压力。尤其是经过一段时间的采油之后再转注时，需要的压力更低。当运行泵压超过注水压力并大于泵的单级叶轮产生的压力时，即可撤级。因为注水耗电与泵压成正比，撤级即是降低泵压，可以收到明显的节电效果。
（3）合理井站布局，采用低压供水。通常情况下，一旦油田面积太大，而又仅安装一台注水泵，就会导致高压管线变长，从而造成管网损失过大，如果区块中的压力不同步，根据能够满足高压区块的设计要求，泵压的损失会尤为明显。这就要经过经济技术之间的比对，进行集中低压供水，当然也可以单独设置注水站的小站加以注水。新民采油厂在井站布局改造设计时，通过一座注水站提供合格水，并经过低压送到三座注水站的小站注水工艺。经过实践探索，发现管网的效率比改造前提高了不少，可见采用低压供水对于节能增效来讲，是完全可行的。如：吉林油田新民采油厂3#注水站、6#注水站采用了单独设置注水站的小站注水流程，减少了管网损失，同时满足了高压区块的注水需求，泵压损失明显减少。
（4）做好注水规划设计减少管网损失。要遵循整体降压、分区分压、局部增压、合理搭配的原则。提高管网效率的一条基本原则是注水站泵压与所辖范围内的注水井井口压力有一个比较经济合理的匹配值，以使其沿线压力损失最小，又能满足注水压力的要求。如个别区块注入压力远超其他临近区块，属于高压注水井，将少数高压井采取局部增压和分区分压的注水工艺，利用增注泵，将原不能满足注入压力需求的低压注入水，分段提高注入压力，解决了个别区块注入压力高过的问题。
（5）选用耐腐蚀材料。大多数油田的注入水腐蚀性都较强，随着泵过流部分的腐蚀，容积效率也大大降低，整体泵效下降很快。因此，选择合适的泵体材料至关重要。另外还要合理匹配电机，选择节能型高效电机。
3 结束语
综上，笔者围绕着四大方面谈了油田注水中存在的问题，并通过五点措施进行优化，通过采取合理措施改进，以实现优化注水的地面配套工作，挖掘节能增效的潜力。希望笔者所谈能为此问题的解决起积极作用。
参考文献
[1] 张黎.油田注水系统节能措施分析[J].中国石油和化工标准与质量，2011，（07）
[2] 江林，窦红梅，吴红伟，傅绍斌.尕斯油田注水系统腐蚀原因和影响因素研究[J].广州化工；2011，（12）
[3] 陈涛.低渗透油田注水系统问题探讨[J].石油工程建设，2011，（04）
[4] 陈涛，陈亮，王英.低渗透油田注水系统问题探讨[J].石油化工腐蚀与防护，2011，（03）
【关键词】注水 节能增效 潜力
油井开采后期，由于压力降低或石油黏稠带来开采困难，多通过注水理提高地层压库力，提升采油效益。然而许多注水系统设施存在问题，导致注水工作产生的能耗大，效率低，所以分析现阶段油田注水中存在的问题，并采取合理措施改进，优化注水的地面配套工作，挖掘节能增效的潜力成为采油工作者面临的课题。下面就围绕这个问题谈谈笔者的看法。
1 影响油田注水系统效率的因素分析
油田注水系统，结构复杂，系统庞大。受到影响的因素有许多，总体来讲，导致效率降低的原因主要有如下方面：
（1）电动机型号有匹配问题。某些油田所采用的电机型号在电机功率的选择问题上出现偏差，主要是和注水泵型号不相匹配，结果出现了电机出力不足问题，电机损耗过大，俗话叫大马拉小车，导致无功功率的损失过大。
（2）注水泵的效率偏低。根据有关数据的调查分析，现除段注水泵的平均效率并不太完美，主要为总效率的百分之七十二，这一点明显偏低，离总公司要求的百分之七十五再差三个百分点。而相比来言，国外在注水泵运行的效率方面，其效率几乎达到百分之八十。分析其原因发现，导致泵效低的主要问题有：一是注水泵牵扯到多种因素出现泵体本身效率低下，二是在注水泵的型号选择与配套问题上出现事故，比如泵管的压差大，导致出现节流损失，能量损失严重的现象，这些问题不容忽视。
（3）注水系统管网设计较为复杂，造成能耗损失过大。导致能耗损失大注水管网能量损耗主要是管件的沿程阻力损失和局部阻力损失，如阀门三通等，它们都与流量输送距离和流速平方成正比。主要表现在：注水系统是由大量的简单管元部件组成一个复杂大系统。由于各油田注水系统的差异，系统内管件数量是不确定的；且对于同一类管元部件，其参数又是千差万别的，从而导致在计算过程中需要分别研究。
注水站在布局上存在不合理现象，有些注水站的注水半径过长，都能达到十几公里左右，长距离导致由注水站至注水井的压降达到三点五兆帕，甚至还要多，这里面，泵管的压差控制约一兆帕，配水间内控制约一点五兆帕，其余为沿程阻力损失。
（4）注水系统某些环节匹配不合理。一是注水系统效率较低。由于注水泵的管网之间存在匹配不合理现象，比如注水站与管网，以及阀门等配置也有不合理，出现注水泵的运行偏离高效区，注水系统较低。二是为满足不同时期、不同开发阶段的部分油田对于注水量的变化存在不同要求的现状，注水站要频繁地调整注水系统的生产方案。而有些生产方案的调整可能存在问题，比如，多数注水系统的运行要靠注水管理人员的主观认识和主观经验来判断，缺乏严格系统科学的程序或方法，从而导致出现生产方案不够合更，不能及时保证注水系统在比较优化的状态下工作，从而导致系统的效率比较低下。而有时候，注水系统中的系列参数又不能及时围绕油田注水实际的变化而调整，因此导致问题频发。
2 优化注水地面配套，挖掘节能增效潜力的措施
（1）提高注水泵效率，合理匹配电机。要想提高水泵的效率，应该尽量减少机械摩擦和漏水量，并力求改善过流部分的设计和提高制造、装配质量。而在进行注水工艺设计时则应做到合理选用高效大排离心注水泵大排量离心泵的过流面积大，阻力小，容积效率和水力效率也较小排量泵有显著提高。因此，选择大排量泵是提高注水泵效率最有效的途径之一。油田开发早期，由于注水量较小，多选用排量较小的一一注水泵，该泵运行效率一般不大于，注水耗电指标也大大超过总公司要求。随着油田进入开发中后期，注水量大幅度上升小泵很难适应这种变化。因此，应适时根据注水系统的需要，优先选用高效大排量注水泵。笔者单位新民采油厂根据设计规模，在6#站规划设计时进行了两种泵的对比，采用离心泵需用2台，采用柱塞泵则需4台泵。经过计算分析，采用一离心泵注水耗电远远大于采用柱塞泵耗电，后者的耗电明显低于前者，选用柱塞泵，淘汰低效离心泵，使泵效提高了。
（2）改造老式离心泵。注水站大多采用低效小排量注水泵。在注水量增加不大或全部换型不现实的情况下，可结合泵的大修采取技术改造办法，提高泵效，实现节能。调整注水泵的级数。注水泵泵压大多是根据地质部门提供的注水压力这一基础数据计算得出的，但此压力往往高于实际需要的注水压力。尤其是经过一段时间的采油之后再转注时，需要的压力更低。当运行泵压超过注水压力并大于泵的单级叶轮产生的压力时，即可撤级。因为注水耗电与泵压成正比，撤级即是降低泵压，可以收到明显的节电效果。
（3）合理井站布局，采用低压供水。通常情况下，一旦油田面积太大，而又仅安装一台注水泵，就会导致高压管线变长，从而造成管网损失过大，如果区块中的压力不同步，根据能够满足高压区块的设计要求，泵压的损失会尤为明显。这就要经过经济技术之间的比对，进行集中低压供水，当然也可以单独设置注水站的小站加以注水。新民采油厂在井站布局改造设计时，通过一座注水站提供合格水，并经过低压送到三座注水站的小站注水工艺。经过实践探索，发现管网的效率比改造前提高了不少，可见采用低压供水对于节能增效来讲，是完全可行的。如：吉林油田新民采油厂3#注水站、6#注水站采用了单独设置注水站的小站注水流程，减少了管网损失，同时满足了高压区块的注水需求，泵压损失明显减少。
（4）做好注水规划设计减少管网损失。要遵循整体降压、分区分压、局部增压、合理搭配的原则。提高管网效率的一条基本原则是注水站泵压与所辖范围内的注水井井口压力有一个比较经济合理的匹配值，以使其沿线压力损失最小，又能满足注水压力的要求。如个别区块注入压力远超其他临近区块，属于高压注水井，将少数高压井采取局部增压和分区分压的注水工艺，利用增注泵，将原不能满足注入压力需求的低压注入水，分段提高注入压力，解决了个别区块注入压力高过的问题。
（5）选用耐腐蚀材料。大多数油田的注入水腐蚀性都较强，随着泵过流部分的腐蚀，容积效率也大大降低，整体泵效下降很快。因此，选择合适的泵体材料至关重要。另外还要合理匹配电机，选择节能型高效电机。
3 结束语
综上，笔者围绕着四大方面谈了油田注水中存在的问题，并通过五点措施进行优化，通过采取合理措施改进，以实现优化注水的地面配套工作，挖掘节能增效的潜力。希望笔者所谈能为此问题的解决起积极作用。
参考文献
[1] 张黎.油田注水系统节能措施分析[J].中国石油和化工标准与质量，2011，（07）
[2] 江林，窦红梅，吴红伟，傅绍斌.尕斯油田注水系统腐蚀原因和影响因素研究[J].广州化工；2011，（12）
[3] 陈涛.低渗透油田注水系统问题探讨[J].石油工程建设，2011，（04）
[4] 陈涛，陈亮，王英.低渗透油田注水系统问题探讨[J].石油化工腐蚀与防护，2011，（03）