提高地面运行效率注水部分

提高地面运行效率注水部分 前言 中原油田地面注水系统概况 注水系统现状及存在的问题 地面注水系统效率影响因素分析 提高注水系统效率的技术研究 提高注水系统效率的途径与措施 项目规划的主要工程量 职业安全卫生 环境保护 项目实施计划 实施后节能增效的预计效果及经济分析 前 言 注水是目前陆上油田的主要开发方式 ， 提高注水系统效率对开发油田节能绛耗 、 降低生产成本 、 提高开发效益 、 实施油田可持续发展战略有着十分重要的意义 。 中原油田属于复杂断块油气田，油层埋藏在1500 3700m，大部分油层埋藏在 2500 3700m，地层吸水能力差，注水压力差异大。 第一部分 中原油田注水 系统概况 项 目 标准 目前实际 差距 离心泵效率 (%) 75 线效率 (%) 97 组效率 (%) 92 口效率 (%) 99 复增注泵机组效率 (%) 80 水系统效率 (%) 55 水单耗 (kw.h/水系统效率表 油田 指 标 注水井数(口 ) 开井数 (口 ) 压力等级 系统 效率 (%) 井温 ( ) 井深 (m) 注水 单耗 (25 中原 2011 1336 842 830 339 0130 17003500 利 7616 5227 5170 2230 216 0150 12003000 阳 698 649 600 76 43 53 5080 15002800 北 1500 1100 550 880 70 52 90130 23002800 8 与其它油田比较表 第二部分 中原油田注水 现状及存在问题 名 称 离心泵数目 离心系统效率 采油一厂 6 油二厂 16 油三厂 7 油四厂 5 油五厂 7 油六厂 2 离心效率计算表 离心效率存在问题表 名 称 存 在 问 题 采油一厂 文一联 2#离心泵老化严重，设备无法正常运行。 采油二厂 濮三注水站离心泵老化严重，设备无法正常运行。 采油三厂 马寨、卫城注水站离心泵能力不足，需进行增容节能改造。 采油四厂 离心注水站离心泵能力不足，需进行增容节能改造。 共性 离心注水泵的能力不足且效率低，与实际注水量不匹配 名 称 干线数目 干线效率 采油一厂 8 油二厂 12 油三厂 11 油四厂 7 油五厂 8 油六厂 4 管网效率计算表 名 称 单井管线及阀组效率 采油一厂 油二厂 油三厂 油四厂 油五厂 油六厂 单井管线及阀组效率计算表 管网、阀组存在问题表 名 称 存 在 问 题 采油一厂 文 25注水管线注水管线效率较低，仅为 增加了注水成本 文东 41#、 55#注水站阀组腐蚀、渗漏严重 采油二厂 1985年投产）、北三注水干线投产时间长，内外腐蚀严重，穿孔频繁（近年来穿孔 30 40次 /年），注水管线效率较低，仅为 69口注水井单井注水管线结垢严重，压力损失严重，严重低于标准 7个百分点，需要更新维护。 采油三厂 文明寨油田注三线效率为 需更新维护。 卫城油田的注水一线效率为 需更新维护。 卫二南注水干线效率为 需更新维护。 采油四厂 4条注水干线注水管线效率为 增加了注水成本， 82口注水井单井注水管线、回水管线结垢严重，压力损失严重。 采油五厂 4条注水干线（北一、北二、庆一、庆二）注水管线效率为 增加了注水成本 采油六厂 桥口北注水干线效率为 增加了注水成本 共性 注水支干线、单井管线效率低及配水阀组腐蚀、穿孔、节流严重。 名 称 增注泵数目 增注系统效率 采油一厂 88 油二厂 94 油三厂 99 油四厂 156 油五厂 68 油六厂 70 增注系统效率计算表 名 称 存 在 问 题 采油 一厂 增注泵机组平均效率为 造成严重能源浪费，无法满足生产需求 文东 22#注水站 6台 570增注泵运行超过 10年，注水流程摆放不合理 40#注水站、 71#注水站 4台 3H 8/450注水泵 87年投入运行，老化严重 采油 二厂 增注泵机组平均效率为 造成能量严重浪费，无法满足生产需求 109#增注站 6台 38/37增注泵运行超过 10年，能力不足 69#增注站 5台 38/37增注泵运行超过 10年，能力不足 32#增注站 5台 38/37增注泵 92年投入运行，老化严重 采油 三厂 增注泵机组平均效率为 造成无法满足生产需求 3#、 27#、 14#、 11#增注站 4台 38/37增注泵 卫 360块的 34#、 35#、 36#、 37#增注站内注水能量不足 三厂投产使用的增注泵投产使用在 10年以上的有 32台，最长的使用年限已达 15年 增注系统存在问题表 采油四厂 增注泵机组平均效率为 无法满足生产需求。 四厂投产使用的增注泵投产使用在 10年以上的有 82台，最长的使用年限已达 15年，增注泵容积效率低， 采油五厂 增注泵机组平均效率为 无法满足生产需求。 35#、 21#、 46#增注站的 9台 34/37增注泵注水能力不足，与注水量严重不匹配，且注水流程摆放不合理 五厂投产使用的大部分增注泵投产使用在 10年以上，液力端老化严重，增注泵容积效率低 采油六厂 增注泵机组平均效率为 无法满足生产需求。 2#、 7#增注站的 8台 34/37增注泵注水能力不足，与注水量严重不匹配，且注水流程摆放不合理 六厂投产使用的大部分增注泵投产使用在 10年以上，液力端老化严重，增注泵容积效率低 共性 部分注水站内注水井欠注严重，且增注泵投产时间较长，故障频繁，与实际注水量不搭配，泵机组平均效率较低，造成能量严重浪费 增注系统存在问题表 名 称 离心系统 效率 干线、支线 效率 增注系统 效率 井口管线及阀组 效率 注水系统 效率 采油一厂 油二厂 油三厂 油四厂 油五厂 油六厂 油田注水系统效率汇总表 第三部分 地面注水系统效率 影响因素分析 来水 离心注水泵 分水 器 注 水 管 线 配水阀组 单井管线 注水井 增注泵 注水系统工艺流程图 注水系统效率偏低、单耗高 主要原因 ： 地质原因 离心泵站运行效率低 注水管线、配水阀组截流损失大 电机老化 测试仪器仪表配备不齐全 自动化程度低 第四部分 提高注水系统效率的 技术研究 技术研究 设备 离心注水泵 增注泵 电机 配水阀组及分水器 管网及单井管线 工艺技术 离心注水站节能技术研究 增注站节能技术研究 电机节能技术研究 配水系统节能技术研究 管网节能技术研究 提高离心注水泵站效率技术研究 离心注水泵站效率的计算 离心注水系统的能量模型 影响离心注水泵站效率的主要因素 ： 提高电机效率 e， 提高离心注水泵效率 p， 减小泵干压差 P )12(%100%100)(离心系统效率计算 能量模型 提高离心注水泵电机效率 技术研究 常用的电机类型 属于大型二级（快速）三相异步电动机，电动机同步转速为 3000r/ 提高离心注水泵电机效率 技术研究 电机效率和功率因数与负荷系数的关系 提高离心注水泵电机效率 技术研究 电机的节能改造 是否需要进行减容改造： 判别的依据： 大于 不进行减容节能改造 小于 进行减容节能改造 依据的得出： 通过计算电机改造的投资回收期是否大于或小于 3年。 是否需要进行大修： 判别的依据： 效率下降 进行大修 提高离心注水泵电机效率 技术研究 电机的节能改造 提高离心注水泵效率 技术研究 离心注水泵效率计算 )262(212高离心注水泵效率 技术研究 提高离心注水泵运行效率研究 是否需要进行大修： 判别的依据： 泵效率下降 2% 进行大修 是否需要进行更换： 判别的依据： 投资回收期小于 2年 进行更换 投资回收期大于 2年 不进行更换 提高离心注水泵站分水效率 技术研究 离心注水泵站分水效率计算 )343(33高离心注水泵站分水效率 技术研究 提高离心注水泵站分水效率 途径及方法 : 要想提高 f，只得减少 P 因离心注水泵均为多级离心注水泵 可以采取减少叶轮级数 P。 提高离心注水泵站效率 技术方案的研究 主要采用的技术方案有三种： 采用大排量高效的注水泵 大小注水泵搭配并联工作 注水泵采用变频调速技术 当注水泵站的供水量较平稳时，优先 采用高效匹配的离心注水大泵节能改造技术；当注水泵站的供水量变化幅度较大时，优先采用大小注水泵搭配节能改造技术 提高管网运行效率技术研究 水头损失计算 技术经济计算 1. 单位长度建造费用计算 2. 经济流速的确定 3. 界限流量的确定 管线是否应该清洗的研究 判别的依据： 投资回收期小于 3年 进行清洗 投资回收期大于 3年 进行更换 提高管网运行效率技术研究 水头损失的计算 )(沿 + 提高管网运行效率技术研究 单位长度建设费用的计算 C=a+0+(元 /米 ) 提高管网运行效率技术研究 界限流量的确定 管径 D（ m） 76 7 114 10 127 12 159 15 180 18 219 20 245 22 界限流量（ l/s） 7 限流量（ m3/h） 17 173830865 结论 中原注水干线及支干线的实际注水量均小于其界线流量上限，除某些注水干线配带水量较大且可由附近配带水量小的注水干线分流外，不该增建注水干线；干管及支干管线损失较大是由结垢较严重造成的。 提高离心系统配水效率技术研究 离心系统采用的单管单井配水工艺 提高离心系统配水效率技术研究 离心系统配水阀组效率计算 %10 01415j j 高离心系统配水效率技术研究 提高离心系统配水效率研究 提高离心注水系统配水效率的技术措施： 采取分压注水工艺 分压注水目前有两种形式： 1. 局部串联增压 2. 区域并联分压 提高增压泵站效率技术研究 采用的技术方案有三种： 提高增注泵电机效率 提高增压注水泵运行效率 提高增注站配水效率 电机效率和功率因数与负荷系数的关系 提高增注泵电机效率技术研究 提高增注泵电机效率技术研究 提高电机负荷率（电机效率）的方法有二种： 注泵的轴功率 由小柱塞更换为大柱塞 判别的依据： 大于 不进行更换节能改造 小于 进行更换节能改造 提高增注泵运行效率技术研究 提高运行效率的方法： j ： V ： V 90时 对增压泵易漏失处进行检修 S 总之：当增压柱塞泵泵效 P 80%时，应该对机械磨擦处进行检修 提高增注泵配水效率技术研究 配水阀组效率计算 )582(%100)()(114115v j v j 提高配水效率技术措施 提高增注泵配水效率技术研究 采用分压注水工艺 提高注水井口管线效率的技术研究 中原油田注水井口管线采用 76规格的注水管线较为合适；若井口管损较大，应采取清洗的方法提高井口管线效率。 第五部分 提高注水系统效率的 途径及措施 途径及措施 更新改造高能耗、低效率、陈旧老化的离心泵，提高离心注水系统效率 推广应用变频调速技术，最大限度满足注水需要 1. 采用大排量高效的注水泵 2. 大小注水泵搭配并联工作 3. 小泵给大泵供水 4. 离心泵与可变频的柱塞泵并联 全面改造混压注水管网，实现分压注水，同时开展注水管网清洗工作，提高注水管网效率 更新改造使用年限长、陈旧老化、效率低的电机，提高机组效率 大力推广应用自动化技术，进一步挖掘提高系统效率潜力，提高管理水平 配备各种生产、测试仪器仪表，取全取准各项能耗、效率资料，全面开展能耗、效率监测工作 第六部分 项目规划的 主要工程量 项目规划的 主要工程量 规划的原则： 在设备和管线本身不存在造成降低注水系统效率的基础上再运用新技术、新方法完善注水系统的工艺要求，使设备和管线都能在高效区工作 项目规划的 主要工程量 离心注水泵站改造 的工程量 注水管网改造的工程量 增注站改造的工程量 序号 项目名称 主要工作量 投资 (万元 ) 1 文一联 2#离心泵改造 将 2#机组更新为 185 11型离心注水泵 60 2 一厂文三联离心泵站改造 更换 2台 11离心泵 120 3 濮三注水站改造工程 拆除 2#、 3#、 4# 11离心注水泵，新安装 3台 11离心注水泵、阀件及管件； 400 4 卫城离心注水站自动化改造 对卫城注水站现有 增 1台变频控制的灌注泵，配套自动化控制系统 130 5 马寨注水站增容改造 在马寨注水站新增 2台 套电机及工艺流程 120 6 文东高压离心泵站节能改造 新上 2台 110m3/ 新上 2台变频器，用于控制柱塞泵电机，同时上配套变压器。 对泵进、出口工艺流程进行改造。 对泵站控制系统进行自动化改造。 550 小计 1380 离心注水站改造的 主要工程量 序号 项目名称 主要工作量 投资 (万元 ) 1 注水管网 更换注水干线 219 17 13 换注水干线 245 20 12 换注水干线 159 16 5.0 换注水干线 168 16 3.0 换单井注水管线 19.5 洗注水干线 219 17 6 洗注水干线 245 20 8 洗注水干线 159 16 4.0 洗注水干线 168 16 3.0 320 2 回水管网 更换回水干线 219 7 5.5 换回水干线 180 6 3.0 换回水干线 159 6 11.0 换单井回水管线 20 小计 2840 管网改造的 主要工程量 序号 项目名称 主要工作量 投资 (万元 ) 1 增注泵 更换五缸泵 88台 更换三缸泵 168台 更换注水泵电机 N=90 32台 N=55 24台 3300 2 自动化监测系 统 系统监测所需的仪器、仪表 设备维修检测的仪器、仪表 400 3 高压配水阀组 10井式 15套 10井式 20套 10井式 18套 605 小计 4305 增注系统改造的 主要工程量 投资估算合计表 1 工程费用合计（万元） 8525 2 固定资产其他费（万元） 514 3 无形资产（万元） 74 4 预备费（万元） 911 建设总投资（万元） 10024 第七部分 职业安全卫生 职业安全卫生 1. 职业安全卫生采用的标准主要为 工业企业设计卫生标准 。 2. 职业安全卫生生产现场配备防毒面具、护目镜、防护服、防护耳罩等安全防护用品。 3. 此外，由站（厂）长兼任安全员，组成安全卫生组，负责与有关安全卫生管理工作，制定本项目的安全卫生管理规章制度。贯彻和落实上级主管部门的安全卫生指令，进行安全监督、教育和考核等工作。不设专职安全卫生管理人员。 第八部分 环境保护 生产过程中的含油污水、工业废水均需用管线收集到计量站内的污油池中，然后用泵打入联合站集中处理。 注水井均回注污水，减少了污水站的外排水量。 洗井水通过回水管线回收至污水系统，减少了环境污染。 环境保护 第九部分 项目实施计划 项目实施计划 年度 实施工作 备注 2004 离心注水泵更换节能改造 离心注水泵电机更换节能改造 管网（支干线、单井管线）清洗及更换改造 2005 增注泵大修、更换节能改造 增注泵电机节能改造 2006 配水阀组分压节能改造 自动化监测系统（仪