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[摘 要]进入21世纪以来，我国石油行业取得了较大的进步，在很大程度上 促进了我国经济社会的发展。油田注水系统是现阶段石油开采过程中必不可少的一个环节之一，据不完全的统计，注水系统的能耗占整个石油开采能耗的百分之四十 左右，全面的做好石油注水系统的能耗分析有着非常重要的理论和工程实际的意义。
[关键词]注水系统；节能降耗
中图分类号：TE934 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）11-0107-01
前言
注水系统是油田开发的重要环节，随着油田开发的不断深入，注水量大幅度增加，注水耗能也随之增加，采油成本日趋上升；同时，新形势下降低采油成本、加强成本控制提出了更高的要求。所以，如何优化注水系统，实现节能降耗就显得十分重要。本文针对注水站地面注水系统的现状，分析注水系统的能量损失，提出油田注水系统节能降耗的对策。主要从提高效率、节约能源的两个角度，对注水系统能量的损失进行阐述。从选择注水泵、提高注水水质和降低管网沿程摩阻损失等方面降低整个地面注水系统能量损耗，达到节约能源的目的。
1 注水系统结构
油田注水系统主要由电机、注水泵、管网、配水间、增注泵、配水阀组、注水井等组成。大家都知道，注水系统是一个整体性极强的系统，系统节能降耗，必须以整体能耗最低建立目标值，通过系统配套优化措施达到系统总能耗最低的目的。整体优化和各注水站的优化是全局与局部的关系。各注水站的优化应在系统优化的统一目标下进行。这样不但能使本站取得良好的效果，而且还可以保证整个系统实现能耗最低。系统运行优化只能最大限度地挖掘现有系统的节能潜力，要想达到理想的节能效果，在进行系统优化时，必须对现有高能耗部位进行技术改造。
2 油田注水系统存在的技术问题与解决措施
2.1 注水系统能耗原因分析
2.1.1 泵站投产设计方面
由于工程资料不准确，对管路阻力计算不准确，选用过大的安全裕量，而选用设备时担心计算压力流量不能满足工艺需要，造成选用设备的额定流量超过工作时实际所需流量，多台泵联合工作时，不能实现高效工矿区运行。选用拖动设备功率过大，存在“不能满负荷运行”现象，导致电机功率和功率因数降低，无功损耗较大。
2.1.2 工艺要求变更方面
随着油田开发需要而变更注水量，现场生产操作人员为满足生产需要，只有利用阀门增加管路阻力，满足流量，管网压力的工艺要求造成无功消耗增加，设备使用效率降低。
2.1.3 现场生产调节
由于长期的各种原因，造成设备“只要转就是好泵”的认识的存在，加之注水泵的工作状态，受许多因素的影响，本质上是一个多变量，不易形成一套节能调节模式。
2.1.4 管理方面
由于现场生产操作人员理论、实践水平所限，现场调节控制不熟练，导致设备在调整过程中的磨损不同程度影响设备的运行寿命，维护保养上也因工艺技术条件所限，业务技术掌握不够，修保质量不过关，不能保障设备处于优良的技术性能，不能最大限度地发挥注水泵的效率，管理上也因认识上的不到位，日常管理过程中监测手段不齐全、不完善，不少测试内容只能靠经验判断，管理上缺乏的精度和深度。
2.1.5 设备维护保养
资金不到位，设备评估不完善，缺乏预防性修理及日常性强制保养措施；冷却系统流程、换热设备结垢严重，降温效果差，注水电机超温运行；机泵连轴器弹性减震胶圈磨损严重，机组震动大，监控计量误差大；造成机组达不到高效工矿区安全运行条件。
2.2 优化的注水措施
（1）要降低注水能耗就一定要降低泵压，要提高注水泵的运行效率就要对电机进行合理配备，最有效的途径之一就是选择大排量泵。大排量离心泵密封可靠、无泄漏、功率大、容积和水利损失小，同时大排量离心泵的阻力小，过流面积大，不仅整体泵效高，还可以在很大程度上降低能耗。因此，要降低注水系统能耗一定要根据实际工作需要，科学选泵，优化设备。研制高效新型注水泵及节能元件也是提高注水系统效率的重要措施。在电机的使用上也应注意选择新型高效的电机产品，尽量杜绝使用能耗大、效率低的电机，提高电机运行效率。
（2）油田注水系统的节能重点，应立足于降低乃至消除泵管压差和井管压差产生的能耗。在应用分压注水技术方面，应按照不同水井的注水压力情况，合理有效地进行分配，在保证各个系统压力稳定的同时，达到电能损耗最少。比如第五采油厂根据实际情况，在油井中把吸水强的层段归拢在一起统一注水，把吸水弱的层段放在一起统一注水的做法，不仅改善了注水状况，还提高了注水质量，使每口井和每个注水层都能发挥各自的威力。运用这种注水方法，可以更有效地把躲在岩层下的油赶出来，进一步降低了能耗，提高了采收率，实现了精细注采。
（3）减少注水设备损坏也是节能降耗的手段之一，在减少管网流量与压力损失方面，由于阀件、接头等元件中过液腐蚀，密封受损和老化引起的泄漏会构成管网流量损失，应通过选择高质量阀件，及时更换易损密封件来提高操作水平，避免损失，也可通过开发高效节能元件来减少压力损失。实际工作中也要考虑防止和减少注水井结垢、出砂和套管损坏，在注水井工艺方面要通过注水井的油压和日注水量大小的变化情况，结合套压情况检测注水井情况是否异常，也可根据注水曲线情况来检测注水井，并通过加深数据资料的汇总和分析来做到防患于未然。
3 优化注水系统的现实意义
油田单位抓好注水系统节能降耗工作，就是为了提高原油采收率，在实际工作中要不断地应用新技术，做好油田注水系统节能降耗研究的基础工作。相关技术人员应利用多种先进的技术手段对注水系統进行技术改造和不断的更新，进一步完善油田注水系统的研究应用平台，不断通过认识、实践把研究的对象深化细化，可以建立一套数据库并模拟计算、对整个过程进行追踪评价，从而达到实时监控注水系统中各种设备的实时运行状态和耗能情况，对全网注水系统运行设备和运行参数进行综合的实时的分析，达到数字化管理程度。这样可以有效掌握注水细节运行参数和系统总体情况，并且能够及时准确地计算分析出注水系统各环节运行概况。对影响注水系统效率的各环节能量损耗进行节能潜力评估，对能耗超标的问题环节进行有针对性的改革和优化调整，保证整个注水系统稳定的在高效区域内运行，只有这样才能达到节能降耗的生产目的。
4 小结
随着油田注水需求的不断增长，注水能耗也将急剧增长。因此，降低注水能耗增长速度、研究节能降耗措施成为当前降低生产成本的主要方面。只有通过对影响注水系统能耗因素及注水系统节能降耗面临的主要问题潜力点进行深入分析，从实际出发提出注水系统节能降耗的技术措施，对注水系统节能技术发展趋势及重点攻关方向有成熟的思路和方法，才能保证注水系统节能降耗工作有一个长远的发展前景。
参考文献
[1] 丰国斌.对油田注水系统节能降耗的探讨[J].油田地面工程，1996.
[2] 韩军伟，罗玲，黄坤，等.油田注水系统节能技术探讨[J].重庆科技学院学报（自然科学版），2011.
[3] 徐秀芬，王艳，侯永强.变频调速技术在油田注水系统中的应用[J].化工进展，2009.
[关键词]注水系统；节能降耗
中图分类号：TE934 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）11-0107-01
前言
注水系统是油田开发的重要环节，随着油田开发的不断深入，注水量大幅度增加，注水耗能也随之增加，采油成本日趋上升；同时，新形势下降低采油成本、加强成本控制提出了更高的要求。所以，如何优化注水系统，实现节能降耗就显得十分重要。本文针对注水站地面注水系统的现状，分析注水系统的能量损失，提出油田注水系统节能降耗的对策。主要从提高效率、节约能源的两个角度，对注水系统能量的损失进行阐述。从选择注水泵、提高注水水质和降低管网沿程摩阻损失等方面降低整个地面注水系统能量损耗，达到节约能源的目的。
1 注水系统结构
油田注水系统主要由电机、注水泵、管网、配水间、增注泵、配水阀组、注水井等组成。大家都知道，注水系统是一个整体性极强的系统，系统节能降耗，必须以整体能耗最低建立目标值，通过系统配套优化措施达到系统总能耗最低的目的。整体优化和各注水站的优化是全局与局部的关系。各注水站的优化应在系统优化的统一目标下进行。这样不但能使本站取得良好的效果，而且还可以保证整个系统实现能耗最低。系统运行优化只能最大限度地挖掘现有系统的节能潜力，要想达到理想的节能效果，在进行系统优化时，必须对现有高能耗部位进行技术改造。
2 油田注水系统存在的技术问题与解决措施
2.1 注水系统能耗原因分析
2.1.1 泵站投产设计方面
由于工程资料不准确，对管路阻力计算不准确，选用过大的安全裕量，而选用设备时担心计算压力流量不能满足工艺需要，造成选用设备的额定流量超过工作时实际所需流量，多台泵联合工作时，不能实现高效工矿区运行。选用拖动设备功率过大，存在“不能满负荷运行”现象，导致电机功率和功率因数降低，无功损耗较大。
2.1.2 工艺要求变更方面
随着油田开发需要而变更注水量，现场生产操作人员为满足生产需要，只有利用阀门增加管路阻力，满足流量，管网压力的工艺要求造成无功消耗增加，设备使用效率降低。
2.1.3 现场生产调节
由于长期的各种原因，造成设备“只要转就是好泵”的认识的存在，加之注水泵的工作状态，受许多因素的影响，本质上是一个多变量，不易形成一套节能调节模式。
2.1.4 管理方面
由于现场生产操作人员理论、实践水平所限，现场调节控制不熟练，导致设备在调整过程中的磨损不同程度影响设备的运行寿命，维护保养上也因工艺技术条件所限，业务技术掌握不够，修保质量不过关，不能保障设备处于优良的技术性能，不能最大限度地发挥注水泵的效率，管理上也因认识上的不到位，日常管理过程中监测手段不齐全、不完善，不少测试内容只能靠经验判断，管理上缺乏的精度和深度。
2.1.5 设备维护保养
资金不到位，设备评估不完善，缺乏预防性修理及日常性强制保养措施；冷却系统流程、换热设备结垢严重，降温效果差，注水电机超温运行；机泵连轴器弹性减震胶圈磨损严重，机组震动大，监控计量误差大；造成机组达不到高效工矿区安全运行条件。
2.2 优化的注水措施
（1）要降低注水能耗就一定要降低泵压，要提高注水泵的运行效率就要对电机进行合理配备，最有效的途径之一就是选择大排量泵。大排量离心泵密封可靠、无泄漏、功率大、容积和水利损失小，同时大排量离心泵的阻力小，过流面积大，不仅整体泵效高，还可以在很大程度上降低能耗。因此，要降低注水系统能耗一定要根据实际工作需要，科学选泵，优化设备。研制高效新型注水泵及节能元件也是提高注水系统效率的重要措施。在电机的使用上也应注意选择新型高效的电机产品，尽量杜绝使用能耗大、效率低的电机，提高电机运行效率。
（2）油田注水系统的节能重点，应立足于降低乃至消除泵管压差和井管压差产生的能耗。在应用分压注水技术方面，应按照不同水井的注水压力情况，合理有效地进行分配，在保证各个系统压力稳定的同时，达到电能损耗最少。比如第五采油厂根据实际情况，在油井中把吸水强的层段归拢在一起统一注水，把吸水弱的层段放在一起统一注水的做法，不仅改善了注水状况，还提高了注水质量，使每口井和每个注水层都能发挥各自的威力。运用这种注水方法，可以更有效地把躲在岩层下的油赶出来，进一步降低了能耗，提高了采收率，实现了精细注采。
（3）减少注水设备损坏也是节能降耗的手段之一，在减少管网流量与压力损失方面，由于阀件、接头等元件中过液腐蚀，密封受损和老化引起的泄漏会构成管网流量损失，应通过选择高质量阀件，及时更换易损密封件来提高操作水平，避免损失，也可通过开发高效节能元件来减少压力损失。实际工作中也要考虑防止和减少注水井结垢、出砂和套管损坏，在注水井工艺方面要通过注水井的油压和日注水量大小的变化情况，结合套压情况检测注水井情况是否异常，也可根据注水曲线情况来检测注水井，并通过加深数据资料的汇总和分析来做到防患于未然。
3 优化注水系统的现实意义
油田单位抓好注水系统节能降耗工作，就是为了提高原油采收率，在实际工作中要不断地应用新技术，做好油田注水系统节能降耗研究的基础工作。相关技术人员应利用多种先进的技术手段对注水系統进行技术改造和不断的更新，进一步完善油田注水系统的研究应用平台，不断通过认识、实践把研究的对象深化细化，可以建立一套数据库并模拟计算、对整个过程进行追踪评价，从而达到实时监控注水系统中各种设备的实时运行状态和耗能情况，对全网注水系统运行设备和运行参数进行综合的实时的分析，达到数字化管理程度。这样可以有效掌握注水细节运行参数和系统总体情况，并且能够及时准确地计算分析出注水系统各环节运行概况。对影响注水系统效率的各环节能量损耗进行节能潜力评估，对能耗超标的问题环节进行有针对性的改革和优化调整，保证整个注水系统稳定的在高效区域内运行，只有这样才能达到节能降耗的生产目的。
4 小结
随着油田注水需求的不断增长，注水能耗也将急剧增长。因此，降低注水能耗增长速度、研究节能降耗措施成为当前降低生产成本的主要方面。只有通过对影响注水系统能耗因素及注水系统节能降耗面临的主要问题潜力点进行深入分析，从实际出发提出注水系统节能降耗的技术措施，对注水系统节能技术发展趋势及重点攻关方向有成熟的思路和方法，才能保证注水系统节能降耗工作有一个长远的发展前景。
参考文献
[1] 丰国斌.对油田注水系统节能降耗的探讨[J].油田地面工程，1996.
[2] 韩军伟，罗玲，黄坤，等.油田注水系统节能技术探讨[J].重庆科技学院学报（自然科学版），2011.
[3] 徐秀芬，王艳，侯永强.变频调速技术在油田注水系统中的应用[J].化工进展，2009.