注水系統(tǒng)效率研究與應(yīng)用(已修改)
2024-10-28 13:06 本頁面
【正文】 提高油田注水系統(tǒng)效率、實現(xiàn)節(jié)能降耗 目 錄 國內(nèi)外注水系統(tǒng)狀況 油田注水地面工程系統(tǒng) 影響油田注水系統(tǒng)效率和能耗的因素 油田注水系統(tǒng)優(yōu)化運行模型研究 提高油田注水系統(tǒng)效率、實現(xiàn)節(jié)能降耗 提高油田注水系統(tǒng)效率、降低注水能耗的發(fā)展方向 國內(nèi)外注水系統(tǒng)狀況 一般認為注水能延長油田壽命，對油田開發(fā)具有重要意義。 1924年，第一個 “ 五點井網(wǎng)注水 ” 方案在賓夕法尼亞的布拉德福德（ Bradford）油田實施。直到 20世紀 50年代初，注水才得到廣泛應(yīng)用。 我國陸上油田采用常規(guī)的注水方式開發(fā)，平均采收率只有 33％ 左右，大約有 2/3的儲量仍留在地下，而對那些低滲透油田、斷塊油田、稠油油田等來說采收率還要更低些，因而提高原油采收率是一項不容忽視的工作，而如何有效提高注水效果迫在眉睫。 國內(nèi)外注水系統(tǒng)狀況 經(jīng)過 40多年的實踐，我國已經(jīng)形成一套較完整的技術(shù)體系和配套技術(shù)，油田的規(guī)模隨著勘探開發(fā)日益擴大。與此同時，油田含水率也持續(xù)攀升，大部分油田含水率高達70%－ 90%，據(jù)統(tǒng)計，截至至 2021年底，全國各油田平均綜合含水率已達 %，其中含水率超過 80%、已進入高含水后期的油田，可采儲量占全國的 % 。 我國油田絕大部分采用注水開發(fā)，對于低滲透油田尤其重要。陸上油田中，注入水系統(tǒng)是生產(chǎn)系統(tǒng)的重要組成部分，它擔負著穩(wěn)油控水，增產(chǎn)高產(chǎn)，保持地層能量的重要任務(wù)。 同時，注水本身也是能耗大戶，據(jù)統(tǒng)計，注水耗電一般占整個油田總耗電量的 33％ 56％ 。 同國外相比，我國油田注水不僅工藝落后，而且注水系統(tǒng)平均效率也比較低。因此，降低注水用電增長速度、研究節(jié)能降耗措施、提高油田經(jīng)濟效益刻不容緩。 國內(nèi)外注水系統(tǒng)狀況 注水方式 是指注水井在油藏中所處的部位以及注水井和生產(chǎn)井之間的排列關(guān)系，也指注水井在油田的布局和油水井的相對位置。 目前國內(nèi)外油田采用的注水方式主要有 : 邊緣注水 切割（行列）注水 面積注水 國內(nèi)外注水系統(tǒng)狀況 邊緣注水 ：把注水井布置在油水過渡帶附近 緣外注水：注水井布置在外油水邊界 緣上注水：注水井布置在油水過渡帶上 緣內(nèi)注水：注水井布置在內(nèi)油水邊界 國內(nèi)外注水系統(tǒng)狀況 切割注水（行列式注水）： 利用注水井排將油藏切割成面積較小，能成為獨立的開發(fā)區(qū)域的注水方式。 國內(nèi)外注水系統(tǒng)狀況 切割注水（行列式注水）： 利用注水井排將油藏切割成面積較小，能成為獨立的開發(fā)區(qū)域的注水方式。 A、軸線注水 ：注水井沿構(gòu)造軸線布置 B、環(huán)狀切割注水 ：注水井按照環(huán)狀分布，水井布在 。 C、中央注水：沿 R： 200300m周圍上布 46口注水井，中央布 12口油井。 國內(nèi)外注水系統(tǒng)狀況 面積注水： 把注水井按照一定的幾何形狀均勻地布置在整個開發(fā)區(qū)域上。 （ 1）正方形井網(wǎng)系統(tǒng) A、直線系統(tǒng) B、反五點井網(wǎng) C、反九點井網(wǎng) D、反七點井網(wǎng) 國內(nèi)外注水系統(tǒng)狀況 面積注水： 把注水井按照一定的幾何形狀均勻地布置在整個開發(fā)區(qū)域上。 (2) 三角形井網(wǎng)系統(tǒng) A、直線系統(tǒng) B、反七點井網(wǎng) C、反九點菱形井網(wǎng) 國內(nèi)外注水系統(tǒng)狀況 選擇注水方式 主要以油田開發(fā)經(jīng)驗、油田地質(zhì)特征、油藏構(gòu)造特征和油層物性為依據(jù)。 油藏類型 。 油水過渡帶大小 。 地層原油粘度 。 地層水粘度 。 儲集層類型 。 儲層物性 。 地層非均質(zhì)性 。 油水過渡帶＆斷層的展布等。 國內(nèi)外注水系統(tǒng)狀況 目 錄 國內(nèi)外注水系統(tǒng)狀況 油田注水地面工程系統(tǒng) 影響油田注水系統(tǒng)效率和能耗的因素 油田注水系統(tǒng)優(yōu)化運行模型研究 提高油田注水系統(tǒng)效率、實現(xiàn)節(jié)能降耗 提高油田注水系統(tǒng)效率、降低注水能耗的發(fā)展方向 油田注水地面工程系統(tǒng) 油田注水地面工程系統(tǒng) 是一個將高壓注水泵提供的能量由地面工程網(wǎng)絡(luò)輸送，分配到各注水井以滿足地層驅(qū)替能量需要的能量分配體系。 一般由 注水站 、 注水管網(wǎng) 、 配水間 、 注水井 等基本單元組成。 其中 注水站中的主要設(shè)備是 注水泵 和驅(qū)動注水泵的 電機 ； 注水管網(wǎng)主要由 管線 、 閥門 、 三通 、 彎頭 等組成。 油田注水地面工程系統(tǒng) 在油田注水系統(tǒng)中，水是由專門的水源供給，在各個供水水源，水經(jīng)過過濾 、 沉淀 等工序處理，使其滿足注水井對水質(zhì)的要求，然后由供水泵將水輸送到注水站的水罐中。 水罐中的水經(jīng)過注水站中注水泵的加壓 ，注入到注水管網(wǎng)中，然后到達各個配水間。 在配水間通過 閥門控制 使來水的 流量 分別達到各個注水井的配注流量之后，由配水間控制流向各個注水井，經(jīng)由各個注水管柱，最后由 配水嘴 噴出，注入到地層中。 注水干線 注水站 注水支線 配水間 管線交點 注水井 油田注水系統(tǒng)示意圖 油田注水地面工程系統(tǒng) 注水站 注水泵 流量計 流量計 水罐 水源來水 配水間 注水井 目前在我國的油田中，主要有以下 五種 典型的注水流程： 單管多井配水流程 油田注水地面工程系統(tǒng) 單管單井配水流程 配水間 注水井 注水站 注水干線 水源來水 油田注水地面工程系統(tǒng) 注水井 注水站 多井配水間 水源來水 雙管多井配水 油田注水地面工程系統(tǒng) 注水干線 增壓泵 泵回流閥 注水井 注水井 注水井 增壓注水 油田注水地面工程系統(tǒng) 低壓配水間 高壓配水間 注水站 水源來水 低壓注水干線 低滲透層注水井 高滲透層注水井 高壓注水干線 分壓注水 油田注水地面工程系統(tǒng) 由于一般油田區(qū)域分布廣泛，注水管網(wǎng)復(fù)雜龐大，注水井的數(shù)目也比較多，因此，一個油田的注水系統(tǒng)往往不只有一個注水站或一個配水間，而是有多個注水站、多個配水間。 在一個 注水站 內(nèi)也不一定只有一臺注水泵，加上備用泵通常有一到兩臺注水泵，甚至有三臺之多。 對于 配水間 ，根據(jù)所處的地理位置和配注方案的要求，配水間又可分為單井配水間、三井配水間、五井配水間和七井配水間等多井配水間。 油田注水地面工程系統(tǒng) 注水泵 離心泵 、 柱塞泵 注水泵在整個注水系統(tǒng)中起著 “ 源 “ 的作用。注水泵的數(shù)學(xué)模型可用其特性曲線來表示。 描述注水泵運行狀況的主要參數(shù)有： 流量 、 揚程 、 實際消耗功率 、 效率 。 泵的特性曲線 描述了這些參數(shù)之間的關(guān)系，它們是： 流量與揚程之間的關(guān)系 。 流量與效率之間的關(guān)系 。 流量與實際消耗功率之間的關(guān)系。 油田注水地面工程系統(tǒng) 注水泵的理論特性曲線一般由生產(chǎn)廠家給出，但是在實際工作中，由于多種因素的影響，致使注水泵的實際工作特性曲線與理論特性曲線之間存在較大差別，通常情況下，注水泵的的實際工作特性曲線很難精確給出。 實際應(yīng)用時可以：用定性分析的辦法，了解各種損失對理論特性的影響，從而確定實際性能曲線的形狀，由現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)用 最小二乘法 進行 曲線擬合 ，求出 擬合系數(shù) 。 油田注水地面工程系統(tǒng) 210 QaaH ??HQ h/m310,aa1） H－ Q（揚程－流量）性能曲線
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