解析提高注水系统效率的理论与方法
摘要：在石油开采的过程中，实现对注水系统效率的提高，能够使其在能源的
消耗以及使用等方面得到控制。在本文中，将根据注水系统效率提升的相关理论，以及对实际工作中影响注水系统效率主要因素的分析，来探讨在实际工作中应使
用哪些方法提升注水系统的效率，从而实现石油开采过程中的成本控制。
关键词：注水系统；效率提升；实践措施
引言：石油是社会发展过程中必不可少的重要资源。而注水开采技术的应用
虽然实现了采油速度的提升，然而其在应用的过程中，却往往会因多种技术原因，导致注水工作的效率受到影响，产生了资源的浪费。为此，便需要对提高注水系
统效率的相关理论与方法进行深入探究，以此来促进石油事业的可持续发展。
1、注水系统效率提升的相关理论
当前，我国陆上油田采油的主要措施之一，便通过注水的方式，来完成对石
油的采集，然而当前我国大部分油田的注水系统在效率上往往都无法得到保障。
而为了避免石油采集过程中能源的过度消耗，就要从注水系统的构成出发，来保
障其在应用后的经济意义以及实用价值。为此，需要通过对注水系统的合理构成、地面系统效率测试、单耗计算方法等技术的应用，来从注水系统中的电动机、注
水泵、管网运行效率等方面入手，分析影响注水系统效率的因素，从而实现对注
水泵效率的提高以及注水工艺的优化，并对增压泵以及注水管网进行科学的调整
与匹配，令油田注水系统的效率得到提升。同时，在提升注水效率的过程中，也
要根据注水工艺及系统的特点，来完成对系统能流模型以及注水单元的数学技术
模型，对系统内部各个要点的效率进行系统性分析，把握内部设备对注水效率所
产生的影响，并在此基础上，通过对注水单元效率的判断以及各单位基础效率的
判断，对其内部系统的构成、阻力等要素进行计算，完成对效率统计软件的编制。以此来根据油田注水效率存在的实际问题，提出对应的效率优化措施，实现对油
田注水系统成本投资的控制，提升系统运行效率，从而推动油田的建设与发展。2、影响注水系统效率的主要因素
2.1 设备的选择
在使用注水系统进行石油开采时，系统在运行的过程中，需要消耗大量的电
能来满足完成开采的需求，并且一般会占据总体用电量的30%左右[1]。而在此过
程中一旦注水系统的结构以及注水泵的选择出现问题，便会使电机的运行效率无
法保障，产生电能的浪费。此外，相关设备的保养是否到位，也会对系统的整体
运行效率产生影响。
2.2系统压力
因为当前我国尚未出台有关于注水系统中弯头、三通、阀门等原件的具体规
定以及标准，使得其在进行注水系统的构建时，难以对管道中的这些关键原件进
行整合，导致了管网中的压力无法实现合理分配，注水系统的效率也无法得到保障。同时，由于注水系统在实际应用的过程中，其注水量与耗电量必然会受到泵
压的影响，因此想要保障注水系统的效率还需要对泵压进行控制与调整。
3、提高注水系统效率的相关方法
3.1控制能耗
想要控制效率，那么便首先要对整体注水系统的能耗进行控制，而注水系统
在应用的过程中，其能耗主要体现在电机的选择、水泵和管网的应用等方面。在
对注水系统的电机进行选择时，其对应的功率是需要以泵的具体参数为依据进行
控制的，而为了避免电机功率出现过大或是超过额定功率的情况，就要确保电机
的规定功率要大于泵的设计功率[2]。同时，在此过程中，电机的备用系数应当大1，以令水泵能够在高效率的区间中进行运作，并使两者的效率曲线尽可能的保
持平坦，让高效运作的区间得到扩散。在对系统的能耗进行控制时，需要注重于
注水方式的改善，调整注水泵与管道网线的布局，采取一级一泵的方式进行整体
优化。而为了监控水泵的用电状况，应在每一个水泵上都安装对应的电力计量装置，以实现对水泵使用情况的准确把握，并可以为注水系统效率的计算提供对应
的数据基础。此外，为了提升水泵在投入实际工作后的效率，还要采取相应的措
施进行泵口节流量的控制，以通过调节令注水泵的实际排量与理论排量相接近，
避免注水系统的过度能耗。以某石油企业为例，其开采队伍，在应用注水系统进
行石油开采时，为了调节机泵的运转转速，而选用了变频调速技术对机泵进行了
调整，从而实现了对注水量的控制，避免了节流器的使用，并在提升注水系统运
作效率的同时，解决了系统电能消耗的问题，使整体的注水系统能耗得到了优化。
3.2加强保养
在注水系统实际使用的过程中可以发现，如果相关设备出现问题，那么其设
备在使用过程中也会导致系统能耗的增加，影响注水系统的使用效率。这就使得，在提高注水系统效率的过程中，相关设备的保养工作也同样重要。为此，在进行
设备保养的过程中，需要根据不同设备的特点，以及实际使用的具体状态，定期
进行调整与保养。例如，某石油公司的开采部门，会定期组织针对于设备的大规
模检测，并在使用注水系统的过程中，通过对设备运行状态的监视，来及时发现
由设备导致的能耗以及其他方面问题。同时，当注水系统中相关设备出现问题后，应当及时向上级部门进行汇报以进行检查，避免设备的问题恶化导致生产事故的
发生。此外，在对注水系统进行保养的过程中，可以采取对其内部的供电系统进
行调整的措施，利用安装相应的功率补偿装置，在提高电机运行效率的同时，对
电机电源的使用状况进行优化，避免在实际应用的过程中出现线路损坏、设备过热、无功功率过高等问题。
3.3注水控制
在油田开采的过程当中，油井的注水单量会随着工程不断进展而进行调整。
而注水系统的注水能力也需要随之一同发生变化。但在实践中可以发现，注水泵
的容量在使用时，通常会出现大于注水井正常配注所需量的情况。使注水系统的
回流量过大，导致注水过程中注水单量的消耗不断增加，不利于控制注水系统的
效率。而且对于注水系统来说其整体效率往往会受到泵以及泵机组效率的影响而
发生变化，并影响着整体效率的最终计算结果。一般此方面的效率主要由泵、电
动机以及泵机组的运行所决定。其在使用过程中所产生的综合性影响，会使得注
水系统的整体效率也受到相应的影响。为此，便需要采取对应的措施，对此方面
的效率进行优化。而当前，注水系统中主要使用的为柱塞泵，但这种泵在使用时，并不利于对注水流量的调整，使其整体运行效率难以得到提升。因此，为了避免
此类问题的出现，可以采取注入活性剂的方式，以降低储层空隙的毛管阻力，并
抑制矿物的膨胀作用。比如，在将活性剂的压力调整为25*10-6后，能够令石油
开采的油压降低至12MPa左右，使整体注水系统所需要承担的压力得到了降低，并在保证注水效率的同时，维护了水压的平稳，降低了设备的故障率，实现注水
系统在整体上效率的提升。
结论：综上所述，在应用注水系统进行石油开采的过程中，需要从多个方向
