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摘 要：注水系统效率测试评价是对油田注水生产过程中能量的损耗或者说能量的利用率进行评价，以达到节能降耗的目的。通过对马寨油田注水系统改造前后的全面调查，并开展综合性系统效率的测试和分析评价研究。结合油田实际，探讨建立该油田注水系统效率测试评价的方法和模式，为老油田节能降耗改造提供了可靠的理论依据。
关键词：注水系统 系统效率 测试评价 节能改造
马寨油田隶属于中原油田分公司采油三厂，位于河南省濮阳市东北柳屯镇境内，区域构造位于东濮凹陷西斜坡北部。马寨油田含油面积6.7km2，地质储量1237×104t，目前标定可采储量401×104t，采收率32.42%。针对马寨油田开发井距小，天然能量不足，针对这种情况及时完善了注采井网。
经过近20年的运行，马寨注水系统单耗上升，注水成本增加。为降低注水成本，对马寨注水系统工艺进行改造。经过改造前后的测试对比，分析评价该油田注水系统的运行状况。
一、马寨油田注水系统状况
1.马寨注水系统改造前状况
经过20年的运行，马寨注水系统改造前由马寨污水站通过高压离心泵进行一次增压后为各注水站点提供常压注水水源，有2条注水干线。正常运行DF140-150×12型高压离心泵1台，往复式增注泵20台，注水井开井52口，地质配注量2830m3/d。涉及高压离心泵站1座，注水站点14座，日平均注水量2861.0m3/d，日平均耗电量3.68×104 kWh。
2.马寨注水系统改造后状况
马寨注水系统改造后由马寨污水站通过低压离心泵为各注水站点提供低压注水水源，有2条注水干线。正常运行DG160-45×6型低压离心泵1台，增注泵21台，注水井开井75口，地质配注量2980m3/d。涉及离心泵站1座，注水站点11座，日平均注水量2959.8 m3/d，日平均耗电量3.48×104kW·h。
3.马寨注水系统重点改造内容
马寨注水系统由原来的高压输水工艺改造为低压输水工艺。
3.1离心泵站的DF140-150×12型高压离心泵更换为DG160-45×6型低压离心泵；
3.2新建1座注水站；
3.3有4个注水站的注水井合并到其他4个注水站。
注水站由原来的14座改造为11座，更换原注水站注水泵33台，更新配水阀组11套；新建注水站和合并到其他站的注水井管线为新铺设管线，其余注水井管线和注水干线为旧管线，对旧管线采用清洗除垢处理。
二、测试结果
1.改造前后主要技术指标对比
马寨注水系统改造后正常运行注水泵22台，比改造前多运行1台；注水井开井75口，比改造前多开21口；总耗电量比改造前降低了5.4%；总水量比改造前增加了3.5%；平均井口压力比改造前提高了1.2MPa。系统效率由改造前的45.8%提高到53.3%；平均泵机组效率比改造前提高了14.6个百分点；阀组损失率比改造前增大了6.5个百分点；管线损失率比改造前增大了2.1个百分点；系统标准单耗从改造前的0.606kW·h/（m3·MPa）降低到目前的0.522kW·h/（m3·MPa）。按标准单耗计算节电率为13.9%。
2.改造后分项指标测试结果
2.1系统效率
SY/T 6275-2007中规定，注水系统效率限定值≥49%，根据测试及汇总计算，目前马寨注水系统效率为53.3%，比限定值高4.3个百分点。
2.2注水站效率
采油三厂马寨注水系统共测试增压注水站11座，增注站平均站率为56.7%。
2.3注水干线效率
马寨注水系统共测试注水干线2条，平均干线效率为73.2%。
2.4注水泵机组效率
马寨注水系统共测试1台离心泵，21台往复泵，泵机组效率达到限定值的有13台，合格率为61.9 %；功率因数达到限定值的有5台，合格率为23.8%。
离心泵运行效率为59.3%，运行效率与额定效率的比值为82.4%；往复泵平均机组效率为75.8 %，比限定值高3.8个百分点；平均泵机组效率为73.9%。
离心泵电动机平均功率因数为0.893，比限定值高0.023；往复泵电动机平均功率因数为0.802，比限定值低0.038；系统注水泵电动机平均功率因数为0.812。
2.5注水管网效率
马寨注水系统管网效率为74.8%，其中干线效率为73.2 %，阀组效率为76.5%，井口管线效率为98.0%。
2.6注水系统损失率
马寨注水系统损失率为46.7%，其中泵机组损失率为26.1%，阀组损失率为17.4%，注水管线损失率为3.2%。
三、测试结果分析
1.马寨注水系统改造后系统效率为53.3%，比改造前提高了7.5个百分点；注水泵机组效率为73.9%，比改造前提高了14.6个百分点；系统单耗为11.755kW·h/m3，比改造前降低了1.103 kW·h/m3；系统标准单耗为0.522kW·h/（m3·MPa），比改造前降低了0.084kW·h/（m3·MPa）。按标准单耗计算节电率为13.9%。
2.改造后影响马寨注水系统效率的主要因素是配水阀组节流大，能量损失大马寨注水系统改造后为低压输水，注水井均为增压注水井，注水站只有一个增压注水系统，阀组节流损失大。
参考文献
[1]GB 50391-2006《油田注水工程设计规范》.
[2]SY/T 5264-2006《油田生产系统能耗测试和计算方法》.
作者简介：陈武宁，工程师。2003年毕业于西安石油大学测控技术及仪器专业，现任中原油田技术监测中心节能监测站技术负责人。
关键词：注水系统 系统效率 测试评价 节能改造
马寨油田隶属于中原油田分公司采油三厂，位于河南省濮阳市东北柳屯镇境内，区域构造位于东濮凹陷西斜坡北部。马寨油田含油面积6.7km2，地质储量1237×104t，目前标定可采储量401×104t，采收率32.42%。针对马寨油田开发井距小，天然能量不足，针对这种情况及时完善了注采井网。
经过近20年的运行，马寨注水系统单耗上升，注水成本增加。为降低注水成本，对马寨注水系统工艺进行改造。经过改造前后的测试对比，分析评价该油田注水系统的运行状况。
一、马寨油田注水系统状况
1.马寨注水系统改造前状况
经过20年的运行，马寨注水系统改造前由马寨污水站通过高压离心泵进行一次增压后为各注水站点提供常压注水水源，有2条注水干线。正常运行DF140-150×12型高压离心泵1台，往复式增注泵20台，注水井开井52口，地质配注量2830m3/d。涉及高压离心泵站1座，注水站点14座，日平均注水量2861.0m3/d，日平均耗电量3.68×104 kWh。
2.马寨注水系统改造后状况
马寨注水系统改造后由马寨污水站通过低压离心泵为各注水站点提供低压注水水源，有2条注水干线。正常运行DG160-45×6型低压离心泵1台，增注泵21台，注水井开井75口，地质配注量2980m3/d。涉及离心泵站1座，注水站点11座，日平均注水量2959.8 m3/d，日平均耗电量3.48×104kW·h。
3.马寨注水系统重点改造内容
马寨注水系统由原来的高压输水工艺改造为低压输水工艺。
3.1离心泵站的DF140-150×12型高压离心泵更换为DG160-45×6型低压离心泵；
3.2新建1座注水站；
3.3有4个注水站的注水井合并到其他4个注水站。
注水站由原来的14座改造为11座，更换原注水站注水泵33台，更新配水阀组11套；新建注水站和合并到其他站的注水井管线为新铺设管线，其余注水井管线和注水干线为旧管线，对旧管线采用清洗除垢处理。
二、测试结果
1.改造前后主要技术指标对比
马寨注水系统改造后正常运行注水泵22台，比改造前多运行1台；注水井开井75口，比改造前多开21口；总耗电量比改造前降低了5.4%；总水量比改造前增加了3.5%；平均井口压力比改造前提高了1.2MPa。系统效率由改造前的45.8%提高到53.3%；平均泵机组效率比改造前提高了14.6个百分点；阀组损失率比改造前增大了6.5个百分点；管线损失率比改造前增大了2.1个百分点；系统标准单耗从改造前的0.606kW·h/（m3·MPa）降低到目前的0.522kW·h/（m3·MPa）。按标准单耗计算节电率为13.9%。
2.改造后分项指标测试结果
2.1系统效率
SY/T 6275-2007中规定，注水系统效率限定值≥49%，根据测试及汇总计算，目前马寨注水系统效率为53.3%，比限定值高4.3个百分点。
2.2注水站效率
采油三厂马寨注水系统共测试增压注水站11座，增注站平均站率为56.7%。
2.3注水干线效率
马寨注水系统共测试注水干线2条，平均干线效率为73.2%。
2.4注水泵机组效率
马寨注水系统共测试1台离心泵，21台往复泵，泵机组效率达到限定值的有13台，合格率为61.9 %；功率因数达到限定值的有5台，合格率为23.8%。
离心泵运行效率为59.3%，运行效率与额定效率的比值为82.4%；往复泵平均机组效率为75.8 %，比限定值高3.8个百分点；平均泵机组效率为73.9%。
离心泵电动机平均功率因数为0.893，比限定值高0.023；往复泵电动机平均功率因数为0.802，比限定值低0.038；系统注水泵电动机平均功率因数为0.812。
2.5注水管网效率
马寨注水系统管网效率为74.8%，其中干线效率为73.2 %，阀组效率为76.5%，井口管线效率为98.0%。
2.6注水系统损失率
马寨注水系统损失率为46.7%，其中泵机组损失率为26.1%，阀组损失率为17.4%，注水管线损失率为3.2%。
三、测试结果分析
1.马寨注水系统改造后系统效率为53.3%，比改造前提高了7.5个百分点；注水泵机组效率为73.9%，比改造前提高了14.6个百分点；系统单耗为11.755kW·h/m3，比改造前降低了1.103 kW·h/m3；系统标准单耗为0.522kW·h/（m3·MPa），比改造前降低了0.084kW·h/（m3·MPa）。按标准单耗计算节电率为13.9%。
2.改造后影响马寨注水系统效率的主要因素是配水阀组节流大，能量损失大马寨注水系统改造后为低压输水，注水井均为增压注水井，注水站只有一个增压注水系统，阀组节流损失大。
参考文献
[1]GB 50391-2006《油田注水工程设计规范》.
[2]SY/T 5264-2006《油田生产系统能耗测试和计算方法》.
作者简介：陈武宁，工程师。2003年毕业于西安石油大学测控技术及仪器专业，现任中原油田技术监测中心节能监测站技术负责人。