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摘 要：2014年，对文北油田全部注水系统进行了系统效率测试。文10-101断块平均系统效率仅47.9%，低于标准规定的合格指标（≥49%）。随着油田开发的动态变化，注水工艺条件较投产时已发生很大变化，部分注水站甚至整个注水系统都存在着明显的系统工艺不合理，能源浪费大，效率低的问题。
关键词：文10-101断块；系统效率；注水系统；改造
中图分类号：TE357.6 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）15-0327-01
前 言
文北油田已进入开发后期，注水系统的用能量占整个油田的总用能量的比重越来越高。注水系统工艺的合理性对系统用能效率的影响非常大。文北油田随着原油产量的日益递减，注水系统工艺条件与系统设计条件相比发生了很大变化，系统效率不高。在对油田注水系统进行系统测试的同时，根据各系统注水工艺的实际情况，开展了不同的工艺优化研究，提出的优化措施不同程度地得到了应用。
1 文10-101断块现状调查分析
（1）单体泵注水工艺一般适用于注水井偏远的单井，当注水泵机组和注水井的配注量和注水压力匹配时，注水泵机组效率和系统效率较高。在实际注水当中由于注水井配注量和注水压力的变化以及注水泵机组选型不合理等原因，单泵单井注水工艺多存在以下缺点：
①注水泵额定排量高于注水井配注量，且注水井吸水性能良好时，常采用间开注水，不能实现平稳注水。
②注水泵额定排量高于注水井配注量，且注水井吸水性能差时，易出现注水泵憋高压造成停泵、停井，不能实现平稳注水，另外也使配注任务得不到完成。为了避免注水泵憋高压，部分注水泵采取了打回流的措施，这不但造成能量的浪費，而且对系统压力造成冲击，引起压力波动。
（2）注水站规模较小时，也普遍存在调节困难、节流严重、无法实现平稳注水等缺点，因此对注水井或注水站较为集中的地方采取集中注水工艺进行注水。对于部分注水井注水压力差别较大，符合分压注水条件的，采取分压力等级进行注水的工艺优化措施，减少阀组节流损失。对于已采取分压注水的注水系统，由于部分注水井注水压力发生变化，利用现有注水压力不能完成配注或注不动，或者与系统压力相差较大，采取更加严重的节流控制注水，这时应该及时将这些井调整到系统注水压力等级与注水井目前工况相匹配的注水系统，满足注水需要，减少节流损失。在条件允许的情况下，不同压力等级注水系统有一台注水泵带变频控制，方便注水量的调节，稳定注水压力，实现平稳注水。
2 文10-101断块改造方案
2014年，对文10、文101注水系统进行整体优化改造，提高注水系统效率，节能降耗，降低生产成本，取得较好的经济效益和社会效益。具体情况如下：
2.1 文10-101注水工艺现状
改造前，文10、文101共有增注站8座，注水增注泵26台，开泵24台，地质配注2870m3/d，实注2739m3/d。平均泵效60.5%，平均新度系数0.289，10台泵新度系数为0，每台泵平均累计运行时间52317h。其中，2001年前投产泵11台，2001年后投产15台。
注水工艺采用高进高出的单井增压工艺。流程为文一联16MPa的常压水供给压力小于或等于16MPa常压井经计量后直接注水。注水压力大于16MPa小于35MPa高压井经站内增压泵二次增压后注入注水井。
2.2 文10-101注水系统工艺优化方案
（1）思路：针对文10-101注水系统、管网及注水泵老化严重、能耗高、效率低问题，采用经济可靠的节能技术，对注水系统的主要耗能环节进行改造，提高注水系统效率；完善增注系统，满足注水开发需要；更新改造老化流程和注水设备，优化注水管网，促进注水系统安全、平稳运行。重点是在满足注水开发的基础上，提高注水系统效率，节能降耗，提高文10、文101注水系统所辖区块整体开发效益，提高系统效率主要从以下三个方面入手：
提高注水泵机组效率：①采用高效节能离心注水泵，采取技术措施，使排量与注水量的匹配，尽量使注水泵运行在高效区。②选择高效增注泵及节能型电机，配变频器，使增注泵与注水量匹配。
提高注水站（增注站）效率：合理布局增注站，调整增注站点设置，合并增注站，根据注水井压力进行分压增注，提高设备效率，满足注水开发需要。
优化注水管网，提高管网效率：优化管网布局，减小能量损失。
（2）优化方案：沿用目前的二次增压注水流程，在文10块、文101块中心新建1座增压注水站，由文一联离心泵站供水，更换原文10块、文101块注水干线。注水压力小于16MPa的注水井通过常压注水干线注水；注水压力大于16MPa的高压井由新建增注站增压后注水。
3 文10-101断块优化改造效果
由改造前后系统效率测试表看出改造后注水系统效率由改造前的52.6%提高到改造后的54.7%，提高了2.1个百分点；平均泵机组效率由改造前的75.6%提高到改造后的79.8%，提高了4.2个百分点；注水单耗由改造前的8.898kWh/m3降低到改造后的8.154kWh/m3，降低了0.744kWh/m3。
4 结束语
从以上改造情况来看，文10-101断块的改造方案是十分成功的。不仅提高了注水系统效率，而且泵机组效率、注水单耗、干线效率、管线效率及阀组效率都有不同程度上得改善。通过这次改造基本上解决了文10-101断块注水效率低下的问题。
参考文献
[1]林 木.提高注水系统效率的理论与方法研究[M].北京：石油工业出版社，2008.4.
[2]檀松涛.提高油田注水系统效率的方法研究.中国石油和化工标准与质量，2012（2）.
[3]杨 芫，余 洪，汪锋军，王 彬.提高注水系统效率的方法研究[M].北京：石油工业出版社，2013，10.
[4]张战敏.提高油田地面注水系统效率技术研究与应用.中国石油大学，2010.
收稿日期：2018-4-23
关键词：文10-101断块；系统效率；注水系统；改造
中图分类号：TE357.6 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）15-0327-01
前 言
文北油田已进入开发后期，注水系统的用能量占整个油田的总用能量的比重越来越高。注水系统工艺的合理性对系统用能效率的影响非常大。文北油田随着原油产量的日益递减，注水系统工艺条件与系统设计条件相比发生了很大变化，系统效率不高。在对油田注水系统进行系统测试的同时，根据各系统注水工艺的实际情况，开展了不同的工艺优化研究，提出的优化措施不同程度地得到了应用。
1 文10-101断块现状调查分析
（1）单体泵注水工艺一般适用于注水井偏远的单井，当注水泵机组和注水井的配注量和注水压力匹配时，注水泵机组效率和系统效率较高。在实际注水当中由于注水井配注量和注水压力的变化以及注水泵机组选型不合理等原因，单泵单井注水工艺多存在以下缺点：
①注水泵额定排量高于注水井配注量，且注水井吸水性能良好时，常采用间开注水，不能实现平稳注水。
②注水泵额定排量高于注水井配注量，且注水井吸水性能差时，易出现注水泵憋高压造成停泵、停井，不能实现平稳注水，另外也使配注任务得不到完成。为了避免注水泵憋高压，部分注水泵采取了打回流的措施，这不但造成能量的浪費，而且对系统压力造成冲击，引起压力波动。
（2）注水站规模较小时，也普遍存在调节困难、节流严重、无法实现平稳注水等缺点，因此对注水井或注水站较为集中的地方采取集中注水工艺进行注水。对于部分注水井注水压力差别较大，符合分压注水条件的，采取分压力等级进行注水的工艺优化措施，减少阀组节流损失。对于已采取分压注水的注水系统，由于部分注水井注水压力发生变化，利用现有注水压力不能完成配注或注不动，或者与系统压力相差较大，采取更加严重的节流控制注水，这时应该及时将这些井调整到系统注水压力等级与注水井目前工况相匹配的注水系统，满足注水需要，减少节流损失。在条件允许的情况下，不同压力等级注水系统有一台注水泵带变频控制，方便注水量的调节，稳定注水压力，实现平稳注水。
2 文10-101断块改造方案
2014年，对文10、文101注水系统进行整体优化改造，提高注水系统效率，节能降耗，降低生产成本，取得较好的经济效益和社会效益。具体情况如下：
2.1 文10-101注水工艺现状
改造前，文10、文101共有增注站8座，注水增注泵26台，开泵24台，地质配注2870m3/d，实注2739m3/d。平均泵效60.5%，平均新度系数0.289，10台泵新度系数为0，每台泵平均累计运行时间52317h。其中，2001年前投产泵11台，2001年后投产15台。
注水工艺采用高进高出的单井增压工艺。流程为文一联16MPa的常压水供给压力小于或等于16MPa常压井经计量后直接注水。注水压力大于16MPa小于35MPa高压井经站内增压泵二次增压后注入注水井。
2.2 文10-101注水系统工艺优化方案
（1）思路：针对文10-101注水系统、管网及注水泵老化严重、能耗高、效率低问题，采用经济可靠的节能技术，对注水系统的主要耗能环节进行改造，提高注水系统效率；完善增注系统，满足注水开发需要；更新改造老化流程和注水设备，优化注水管网，促进注水系统安全、平稳运行。重点是在满足注水开发的基础上，提高注水系统效率，节能降耗，提高文10、文101注水系统所辖区块整体开发效益，提高系统效率主要从以下三个方面入手：
提高注水泵机组效率：①采用高效节能离心注水泵，采取技术措施，使排量与注水量的匹配，尽量使注水泵运行在高效区。②选择高效增注泵及节能型电机，配变频器，使增注泵与注水量匹配。
提高注水站（增注站）效率：合理布局增注站，调整增注站点设置，合并增注站，根据注水井压力进行分压增注，提高设备效率，满足注水开发需要。
优化注水管网，提高管网效率：优化管网布局，减小能量损失。
（2）优化方案：沿用目前的二次增压注水流程，在文10块、文101块中心新建1座增压注水站，由文一联离心泵站供水，更换原文10块、文101块注水干线。注水压力小于16MPa的注水井通过常压注水干线注水；注水压力大于16MPa的高压井由新建增注站增压后注水。
3 文10-101断块优化改造效果
由改造前后系统效率测试表看出改造后注水系统效率由改造前的52.6%提高到改造后的54.7%，提高了2.1个百分点；平均泵机组效率由改造前的75.6%提高到改造后的79.8%，提高了4.2个百分点；注水单耗由改造前的8.898kWh/m3降低到改造后的8.154kWh/m3，降低了0.744kWh/m3。
4 结束语
从以上改造情况来看，文10-101断块的改造方案是十分成功的。不仅提高了注水系统效率，而且泵机组效率、注水单耗、干线效率、管线效率及阀组效率都有不同程度上得改善。通过这次改造基本上解决了文10-101断块注水效率低下的问题。
参考文献
[1]林 木.提高注水系统效率的理论与方法研究[M].北京：石油工业出版社，2008.4.
[2]檀松涛.提高油田注水系统效率的方法研究.中国石油和化工标准与质量，2012（2）.
[3]杨 芫，余 洪，汪锋军，王 彬.提高注水系统效率的方法研究[M].北京：石油工业出版社，2013，10.
[4]张战敏.提高油田地面注水系统效率技术研究与应用.中国石油大学，2010.
收稿日期：2018-4-23