油田注水节能技术浅析

提供参考借鉴。关键词:油田注水 油田稳产 注水工艺 节能降耗0引言自1859年，美国人在宾夕法尼亚洲打下第一口油

井开始，人类对油气资源的需求就在持续上升。目前,

1.73 x 109kW • h,占油气生产年耗电的20. 7% ,占油气

生产年能耗的5.23%。开展提高油田注水系统效率技

术研究，对于节能降耗和降低生产运行成本具有十分 重要的意义。石油的使用已经普及到生活的方方面面，但是使用者

基本都不知道石油资源在进入市场之前要经过多重工

艺处理，才能被使用。在油井开采过程中，随着开采油

1概述目前的注水系统工艺流程主要分为以下4种：（1） 单干管多井配水流程;（2）单干管单井配水流程;（3）双

气量的累积，油井的地层压力也在不断的下降，这样就

会导致油井的日产量不断下降，最严重时甚至会停产。 但向油井中注水,就可以解决地层压力不足导致油井

干管多井配水流程;（4）小站直接配水流程。注水系统

选择哪种注水工艺流程，是根据地层液量、压力分布情

日产量下降的问题。油田注水是指利用注水设备及注

水井把水注入油层，以补充和保持油层压力的措施。

况，由开发需要决定的，最终目的都是为了保证油藏压 力，提高采收率，实现持续、高效开发。但是不论采用

何种工艺流程，系统均由电动机、泵、阀组、管网、井口

但注水也是油田开发的耗能大户，据统计耗电量约占

油田总电量30%左右，如华北油田共有注水站107座，

等设备组成。注水井2298 口，年注水量3347 xl04m3,年耗电量约为

图1注水系统流程图注水系统能量流向一般是从电动机、泵、阀组、管 网到井口，其传递过程如图1。能量在传递过程中损耗作者简介:党延辉（1981-）,男，陕西澄城人,2005年毕业于石河子大学电气工程及其自动化专业，机电工程

师职称，主要从事油田自动化、智能输配电等技术研究工作，任华隆油田科技股份有限公司自

动化事业部总经理。纪 萍（1971-），女,塔城市人，毕业于厦门大学工商管理专业，工程师职称，主要从事油气田 开发研究，现任中石油油田公司采油一厂。许 鹏（1979 -），男，甘肃省酒泉市人,2006年7月毕业于中国石油大学（华东）计算机科学与技术

专业,助理工程师职称,主要从事油田自动化技术研究工作,现任华隆油田科技股份有限公司

自动化事业部总经理助理。陆艳斌（1978 -）,男,江苏省金坛市,机电助理工程师职称，主要从事油田自动化技术研究工作,现

任华隆油田科技股份有限公司自动化事业部助理工程师。2019年6月油田注水节能技术浅析207是无法避免的，按照损耗位置区分，可以大致将耗能环

节分为以下几种：（1）电动机损失的能量，由电动机的 不变损耗和可变损耗组成，取决于电机的本体效率和

率，减小管网消耗的能量;（4）系统优化调整，主要采用

离心泵与柱塞泵配套使用节能技术、注水系统仿真优

化技术、注水站微机巡控技术、水力自动调压泵技术、 分压注水技术、间歇注水技术和分层配注技术以降低

泵管压差，提高系统负荷率，实现系统匹配运行，提高

运行时的负载率;（2）注水泵损失的能量，主要是泵工

作时动力部分各部件之间摩擦发热而损失的能量，其

随着泵输出流量变化而变化，目前常用注水离心的平

均运行效率约为77%，往复泵平均运行效率为85%以

系统运行效率。如华北油田于2011 -2015年间，采用

了机泵控制提效、管网分压、防腐清垢等技术，对32座 注水站注水系统实施改造,将注水效率从2011年的

上;（3）站内回流、节流损失能量,指泵出口回流或者节 流阀节流带来的能量损失；（4）管网损失的能量，指由

50.2%提高到2015年的53.3%，注水单耗由2011年的 6.31kW .h/n?下降到 2015 年的 5. 09kW -h/m3,累积节 电了 7325.0 xl04kW • ho于注水泵的排量、压力以正弦曲线波动,带动泵体即管

网振动而损失的能量，以及由于管网弯头、材质等造成

的管线延程损失；（5）配水间阀节流损失能量,指为满

3总结综上所述，想要实现对油田注水的节能降耗，必须

足注水井不同的注水压力、流量要求，需在配水间内通

过调压阀对注水干线进行调节，从而造成的能量损失； 采取多管多控的措施，也就是不能单一的减少某一环 节的耗能损失，而要同时对多个环节进行优化,才能得

（6）注入系统的有效能量，指注入目的层消耗的能量。2注水系统节能技术体系由于储油地层的压力及油气水分布不断发生变 化，其数值很难准确预测和控制,考虑到油田开发的需

到较好的节能效果。同时我们对油田注水的节能降耗

过程中，也不能单一的追求降能,而是要将成本和节能

统一，努力做到效益最大化。*基金项目：克拉玛依市科技计划项目

要,在工艺和机电设备的配置上都按照油田最大可能

需求来设计。油田注水设备多采用高压离心泵或柱塞

（2018HM003B）。参考文献泵，大功率系统运行常是“大马拉小车”，效率低下。匹

配不合理,调节方式落后等造成泵、电机匹配难以达到

在泵的最佳工况点运行，管网效率低，电能损失大，因

[1]罗国强.浅谈油田注水工艺技术[J].科技致富向

导,2012（02）.此,需要从影响系统效率的各环节分析,采取针对性的

节能技术措施。目前注水系统节能技术方向大致分为以下四种：[2 ]鲁峰.浅谈油田注水的节能降耗分析[J ].化学工程

与装备,2017（06） ： 122-123.（1）电机提效,采用高效率节能电机技术或调速节能技 术以降低电机能量损失；（2）泵提效，可以采用离心泵 换柱塞泵、离心泵减速技术、离心泵切削叶轮技术、泵

涂膜技术、柱塞泵换柱塞技术或带载启动技术以提高

[3 ]刘铁军.浅谈油田注水[J].中国石油和化工标准与

质量,2012（04）.[4]余刚,张继彬，徐立东,万金华.油田注水系统节能

降耗潜力及措施分析[J]-河北企业,2016 （01）：116

泵运转效率;（3）管网提效，采用管道清除垢技术和非 -117.金属管道技术以降低管网运行摩阻，提高管网系统效

Analysis on Energy Saving Technology of Oilfield Water InjectionDang Yan - hui1 Jing dan2 Shi Hai - qing1 Jing Xing - long1(1. Xinjiang Hualong Oilfield Technology Co. Ltd. , Xinjiang Karamay 834000 ；2. CNPC Xinjiang Oilfield Technology,Xinjiang Karamay, 834000)Abstract: With the rapid increase in people' s material needs, human demand for oil has reached an unprecedented height.

However, the development stage of oil and gas resources often faces a large amount of energy consumption, resulting in high­

er costs. This paper discusses the water injection process and energy consumption methods in the oilfield development

process. In addition, some water injection and energy saving measures are introduced to provide reference for oilfield water injection and energy saving.Key Words: Oilfield water injection ； stable production ； water injection technology; energy saving