论文部分内容阅读
【摘要】在油田的生产过程中，为了保证原有的高产和稳产，通常会采取注水的方式。因此，注水系统在对油田生产来说有着非常重要的作用。由于开发时间的原因，青海油田逐渐进入高含水开发时期，注水量不断增多，相应的能耗也越来越大。本文系统地总结了青海油田注水过程中的能耗情况，并以此为根据提出了相应的解决措施。
【关键词】青海油田 注水系统 能耗 解决措施
通常为了保持地层压力、提高原油采收率和采油速度会采取注水的方式。然而，随着开发的不断进行，会出现一系列新的问题。一方面，随着含水率的升高，为了保证产量，注水量也是必要增加；另一方面，注水量的增加极大地增加了能量的消耗。对于青海油田而言，由于其已经进入高含水开发期，注水能耗巨大。为了降低能耗同时维持油田的正常生产，有必要对青海油田注水能耗进行系统的分析并提出相应的解决措施。
1 注水系统概况
注水系统是油田生产过程当中不可缺少的组成部分，然而在油田的开采过程中，注水系统也是能耗最大的部分。在实际生产当中，注水系统主要包括注水站的分布格局、注水管网的布置情况、配水间的位置、注水阀门和井口。
2 青海油田注水系统能耗分析
注水系统的能耗由有用能耗和无用能耗两部分组成。其中，有用能耗是系统补充地层能量所必需的能耗；而无用能耗则是消耗在各个环节的能量。降低注水系统的操作空间在于保证有效能耗正常转化的前提下，来尽量减小无用能耗。
根据青海油田的特点，总结出了青海油田的总能耗（图1）。
为：W总=D1+D2+D3+D4+W4
其中，W总为注水系统的总能耗，D1、D2、D3、D4为能量损失。
显然，要想降低总能耗必须降低D或者W4，而W4就是前文指出的有用能耗，不能因节能而改变。因此，只有降低各级能量损失才能够降低总能耗。
3 降低注水系统能耗的措施
在油田开发过程中，注水系统消耗了很大一部分的能量。其中，有一部分转化为有用功，保持了地层的压力，使得油田能够维持高产稳产，这一部分能耗即为有用能耗。在考虑降低注水系统的能耗时，也要尽可能地提高注水系统的效率，即使有用能耗在总能耗中所占的比例提高。3.1 提高注水系统效率
通常，注水设备主要包括注水泵、电机、注水管网等设备。上述三部分的效率决定了注水系统的效率。因此，要想提高注水系统的效率，主要得从以上三个方面入手。
电机效率 根据油田的实际情况，合理地配置使用电机，尽可能选择那些高效节能的电机。
注水泵效率 当注水量较小时，优先选择柱塞泵；当然，在条件许可的情况下，要淘汰那些老泵，或者对其进行改造。
注水管网效率 注水泵到注水井之间压力损耗的大小和井口实际注水量的比值决定了注水管网效率的高低。提高注水管网的效率，要合理地布置注水站的位置，注水时要遵循合理搭配的原则。
3.2 降低注水系统能耗的措施
从前文的分析中可以看出，要想降低注水系统的能耗，只有从降低各级能耗入手。下面就一些在实际应用中取得良好效果的措施进行讨论。
3.2.1 注水站节能措施
在油田开发过程中，注水站所起的作用主要是把由供水系统送来的水加压至油田生产所需的高压水，然后通过高压阀组送到各个注水干线中，再由配水间送到注水井，然后根据实际情况注入井中。在这一过程中能够达到降低能耗作用的措施有：
事前定期进行维护 对于出现异常的注水泵及时进行维修。这一措施在青海油田取得了良好的效果，以花土沟注水站北泵房为例：通过对设备的及时维护，提高了泵效，不仅降低了机械设备的消耗，而且大大降低了用电量。
及时地更新更设备 出于成本的考虑，注水系统中的设备大多为有一定工作年限的，因此在实际生产过程中就要及时地发现老化的设备，迅速进行更换。青海油田原来使用的是5ZB10-42型和5ZB20-43型注水泵，在进行工作时消耗巨大的电量，设备更新后消耗的电量为原来的一半左右。
注水管线采用新材料 注水时对水质的要求较为严格，经过处理加工的水若采用钢管输送，可能导致管线生锈、剥离而污染水质。在注水过程中很容易引起岩层堵塞，使注水压力急剧增加。在青海油田中，采用高压玻璃钢管作为注水管线，有效地解决了上述问题。
3.2.2提高注水管网效率
注水管网在注水系统中所起的作用是对水的传送。从上文可知，注水泵到注水井之间压力损耗的大小和井口实际注水量的比值决定了注水管网效率的高低。所以，注水站的位置选择很重要，尽量选择靠近水源的地方。另外，在注水时要合理地搭配。
定期冲洗注水干线 对结垢、腐蚀严重的注水干线进行冲洗，保证注水通道的畅通，从而使注水干线的压力损失降低。
3.2.3注水井冲洗
要定期对注水井进行洗井，从而把井底的一些杂物带出井口，保证了注水井的稳压注水，可以起到提高注水系统效率的作用，从而降低注水系统的能耗。
3.2.4采用一些新的节能技术
随着科技的进步，一些新的技术在降低注水系统能耗方面发挥着越来越重要的作用。下面列举了一些这方面的新技术：注水系统仿真运行优化技术、注水泵增效涂层技术、前置泵低压变频调参技术以及高压变频调速技术等。
4 结束语
文中通过对青海油田注水系统能耗的系统分析，总结了总能耗所包含的各个方面，并指出只有尽量降低无用能耗，才能在保证高产稳产的前提下降低总能耗。结合青海油田实际生产情况，提出了一些节能降耗的措施，其中一些在油田开发过程中得到应用并取得了良好的效果。随着技术的进步，一些新的技术也将被用来降低注水能耗，届时注水系统能耗将会进一步降低。
参考文献
[1] 徐英.大庆油田杏北试验区注水综合系统效率分析[J].黑龙江科技信息，2008，（32）
[2] 李显明，杨国骏，李爱萍.青海油田注水系统能耗分析及节能措施[J].中国石油和化工标准与质量，2012，（09）
[3] 罗剑，王梦春，青海油田注水系统能耗分析及节能措施[J].内蒙古石油化工，2012，（02）
【关键词】青海油田 注水系统 能耗 解决措施
通常为了保持地层压力、提高原油采收率和采油速度会采取注水的方式。然而，随着开发的不断进行，会出现一系列新的问题。一方面，随着含水率的升高，为了保证产量，注水量也是必要增加；另一方面，注水量的增加极大地增加了能量的消耗。对于青海油田而言，由于其已经进入高含水开发期，注水能耗巨大。为了降低能耗同时维持油田的正常生产，有必要对青海油田注水能耗进行系统的分析并提出相应的解决措施。
1 注水系统概况
注水系统是油田生产过程当中不可缺少的组成部分，然而在油田的开采过程中，注水系统也是能耗最大的部分。在实际生产当中，注水系统主要包括注水站的分布格局、注水管网的布置情况、配水间的位置、注水阀门和井口。
2 青海油田注水系统能耗分析
注水系统的能耗由有用能耗和无用能耗两部分组成。其中，有用能耗是系统补充地层能量所必需的能耗；而无用能耗则是消耗在各个环节的能量。降低注水系统的操作空间在于保证有效能耗正常转化的前提下，来尽量减小无用能耗。
根据青海油田的特点，总结出了青海油田的总能耗（图1）。
为：W总=D1+D2+D3+D4+W4
其中，W总为注水系统的总能耗，D1、D2、D3、D4为能量损失。
显然，要想降低总能耗必须降低D或者W4，而W4就是前文指出的有用能耗，不能因节能而改变。因此，只有降低各级能量损失才能够降低总能耗。
3 降低注水系统能耗的措施
在油田开发过程中，注水系统消耗了很大一部分的能量。其中，有一部分转化为有用功，保持了地层的压力，使得油田能够维持高产稳产，这一部分能耗即为有用能耗。在考虑降低注水系统的能耗时，也要尽可能地提高注水系统的效率，即使有用能耗在总能耗中所占的比例提高。3.1 提高注水系统效率
通常，注水设备主要包括注水泵、电机、注水管网等设备。上述三部分的效率决定了注水系统的效率。因此，要想提高注水系统的效率，主要得从以上三个方面入手。
电机效率 根据油田的实际情况，合理地配置使用电机，尽可能选择那些高效节能的电机。
注水泵效率 当注水量较小时，优先选择柱塞泵；当然，在条件许可的情况下，要淘汰那些老泵，或者对其进行改造。
注水管网效率 注水泵到注水井之间压力损耗的大小和井口实际注水量的比值决定了注水管网效率的高低。提高注水管网的效率，要合理地布置注水站的位置，注水时要遵循合理搭配的原则。
3.2 降低注水系统能耗的措施
从前文的分析中可以看出，要想降低注水系统的能耗，只有从降低各级能耗入手。下面就一些在实际应用中取得良好效果的措施进行讨论。
3.2.1 注水站节能措施
在油田开发过程中，注水站所起的作用主要是把由供水系统送来的水加压至油田生产所需的高压水，然后通过高压阀组送到各个注水干线中，再由配水间送到注水井，然后根据实际情况注入井中。在这一过程中能够达到降低能耗作用的措施有：
事前定期进行维护 对于出现异常的注水泵及时进行维修。这一措施在青海油田取得了良好的效果，以花土沟注水站北泵房为例：通过对设备的及时维护，提高了泵效，不仅降低了机械设备的消耗，而且大大降低了用电量。
及时地更新更设备 出于成本的考虑，注水系统中的设备大多为有一定工作年限的，因此在实际生产过程中就要及时地发现老化的设备，迅速进行更换。青海油田原来使用的是5ZB10-42型和5ZB20-43型注水泵，在进行工作时消耗巨大的电量，设备更新后消耗的电量为原来的一半左右。
注水管线采用新材料 注水时对水质的要求较为严格，经过处理加工的水若采用钢管输送，可能导致管线生锈、剥离而污染水质。在注水过程中很容易引起岩层堵塞，使注水压力急剧增加。在青海油田中，采用高压玻璃钢管作为注水管线，有效地解决了上述问题。
3.2.2提高注水管网效率
注水管网在注水系统中所起的作用是对水的传送。从上文可知，注水泵到注水井之间压力损耗的大小和井口实际注水量的比值决定了注水管网效率的高低。所以，注水站的位置选择很重要，尽量选择靠近水源的地方。另外，在注水时要合理地搭配。
定期冲洗注水干线 对结垢、腐蚀严重的注水干线进行冲洗，保证注水通道的畅通，从而使注水干线的压力损失降低。
3.2.3注水井冲洗
要定期对注水井进行洗井，从而把井底的一些杂物带出井口，保证了注水井的稳压注水，可以起到提高注水系统效率的作用，从而降低注水系统的能耗。
3.2.4采用一些新的节能技术
随着科技的进步，一些新的技术在降低注水系统能耗方面发挥着越来越重要的作用。下面列举了一些这方面的新技术：注水系统仿真运行优化技术、注水泵增效涂层技术、前置泵低压变频调参技术以及高压变频调速技术等。
4 结束语
文中通过对青海油田注水系统能耗的系统分析，总结了总能耗所包含的各个方面，并指出只有尽量降低无用能耗，才能在保证高产稳产的前提下降低总能耗。结合青海油田实际生产情况，提出了一些节能降耗的措施，其中一些在油田开发过程中得到应用并取得了良好的效果。随着技术的进步，一些新的技术也将被用来降低注水能耗，届时注水系统能耗将会进一步降低。
参考文献
[1] 徐英.大庆油田杏北试验区注水综合系统效率分析[J].黑龙江科技信息，2008，（32）
[2] 李显明，杨国骏，李爱萍.青海油田注水系统能耗分析及节能措施[J].中国石油和化工标准与质量，2012，（09）
[3] 罗剑，王梦春，青海油田注水系统能耗分析及节能措施[J].内蒙古石油化工，2012，（02）