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油田注水是保持地层压力,提高原油采收率,确保油田长期高产、稳产的重要措施。但注水系统是油田地面工程中的耗能大户,国内大油田的注水系统普遍效率与国外先进水平差距较大,能源浪费非常严重。因此,提高注水系统效率、实现节能降耗是势在必行的,也是大有潜力可挖的。
长期以来,各油田对油藏注入水的配伍性、水质、水处理技术及驱油效率较为重视,而对地面注水系统研究较少,通常依靠经验和试凑方法进行注水系统的设计和改造,缺乏科学根据。
在前人研究的基础上,运用大系统理论和流体力学的基础理论,以系统基本水力元件数学模型为基础,应用节点方程建立注水系统数学模型,对管网进行水力模拟计算。在水力模拟计算的基础上,详细分析了注水系统能流模型,对注水系统效率进行了科学的评价,找出造成注水系统效率低下的主要原因,并提出合理的改造意见。另外,对给定拓扑结构的注水管网,以管网投资和运行费用最低为目标函数,运用优化理论建立模型并采用遗传算法优选管网中各段管径。结果表明,用优化理论对注水系统进行设计,的确实现了投资运行费用最省的目标。