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采油注水技术现状及发展浅析发布时间：2021-06-10T11:21:19.073Z 来源：《中国科技信息》2021年7月作者：董鹏、张帆、苟枫凯[导读] 注水开发油田生产管理过程中，需要提高注水工艺的效果，才能实现水驱的开发效率。
合理解决油田注水工艺技术存在的问题，针对油田开发后期的特点，实施稳油控水的管理模式。
降低高渗透储层的注水，提高低渗透储层的注水，通过水驱的作用，开采出更多的剩余油，提高油田的采收率。
山东东营中石化胜利油田分公司东胜公司董鹏、张帆、苟枫凯 257000摘要：注水开发油田生产管理过程中，需要提高注水工艺的效果，才能实现水驱的开发效率。
合理解决油田注水工艺技术存在的问题，针对油田开发后期的特点，实施稳油控水的管理模式。
降低高渗透储层的注水，提高低渗透储层的注水，通过水驱的作用，开采出更多的剩余油，提高油田的采收率。
关键词：采油；注水；技术发展引言油田注水模式不同，达到的注水效果也存在差异性。
针对油田注水过程中存在的问题进行分析，及时调整注水剖面。
促使油水井之间形成水驱的流动路径，保证注入水给油层补充能量，提高油井的产量，保持油田长期持续的稳定生产能力，达到油田生产企业管理的目标。
一、油田注水概述油田注水的通过对水源的来水进行净化处理，达到注入水的水质标准后，注入到油层中，通过高压注入的方式，从油管或者油套管环形空间向油层部位注水，在井下的油层部位形成均匀的水线，将油层中的油流驱替进入油井中，依靠抽汲的方式，将其开采到地面上来。
油田注水的水源随着油田开发时期的不同，而进行了改善。
油田开发初期的水源选择的地面水源，需要对水质进行沉淀、过滤、杀菌、脱氧、暴晒等程序，才能使其达到注水的标准，通过注水泵加压输送到注水干线，经过配水间调节控制，通过注水井注入到油层中。
而油田开发进入后期，随着油田综合含水率的增加，越来越多的油田含油污水作为注水的水源处理，提高污水的回收利用率，节约其他水源的用量。
采油注水技术问题现状及完善措施分析摘要：采油注水工艺技术是一种有效的石油开采方法，已经在全球范围内得到广泛应用。
通过合理的工艺布局和优化调整，可以提高油井产能和采收率，为油田的稳定生产和经济效益做出贡献。
本文主要结合采油注水工艺技术概念内容，对当前采油注水工艺技术现状问题进行研究分析。
并在此基础上，提出针对性的优化措施，以供参考。
关键词：采油注水；油田生产；工艺技术；问题分析引言1 采油注水工艺技术概念内容分析采油注水工艺技术是一种常用的石油开采方法，旨在提高原油采收率并延长油田的生产寿命。
采油工艺是指利用各种工程手段和技术来开采地下油田中的原油。
采油工艺包括常规采油、增产技术和辅助开采技术等，旨在提高油井产能和采收率。
注水工艺是一种通过向油藏注入水来增加油田压力，推动原油流向井眼的技术。
注水可以降低油井的采出压力，改善油藏物理性质，提高油井的产油能力。
采油注水工艺技术结合了采油和注水两种工艺，旨在通过注入水来维持油田的压力，促进原油的向井眼流动，提高采收率。
该技术利用注水井向油井注入水，以补充油井周围原油的剩余能量，推动原油向井筒聚集并提高油井产能。
采油注水工艺技术的主要工艺包括注水井和采油井的布置、注水水质的选择和处理、注水井与采油井的压力管理、注入速率和压力控制、水驱机理的研究等。
这些工艺通过量化的运营和优化，能够提高采油效果，延长油井的生产寿命。
采油注水工艺技术需要持续进行监测、调整和优化。
通过实时监测生产数据、地下油田情况和水井注水参数等，可以对工艺进行优化调整，提高油田的产能和经济效益。
2 采油注水工艺技术问题现状及相关分析2.1高能耗和环境影响采油注水工艺需要大量的能源和水资源，因此存在能耗较高的问题。
此外，注水中可能含有化学物质和油藏中的污染物，注水过程可能产生污水和废水，对环境造成一定的影响。
2.2注水效果受限注水工艺的效果取决于油田地质特征、储层性质和原油类型等因素，因此在不同的油田和油藏环境中，注水效果可能存在不确定性。
分层注水工艺现状及发展趋势注水工艺研究所：李世文（胜利油田）一、国外分层注水工艺现状二、国内分层注水工艺现状三、胜利油田分层注水工艺现状及技术进展四、分层注水工艺技术下步攻关方向注水作为油田稳产增产的重要措施之一，在油田开发中的地位越来越重要。
胜利油田分公司目前投入开发油田59个，其中注水开发油田54个（657个开发单元），水驱动用地质储量27.93×108吨，占分公司动用储量的84.4%，胜利油田总注水井数6528口，配注水量67.34×104m3/d，开井4923口，配注水量58.68×104m3/d，开井率75.4%，日注水量55×104m3/d，。
方案分注井2743口（其中792口井因套管原因不能分注），配注32.93×104m3/d，在油田注水开发的过程中，为了缓解层间、层内和平面矛盾，提高注水效率和波及体积，提高原油采收率和采出程度，国内外许多油田采用了分层注水的开发方式，分层注水技术的研究开发和应用越来越受到重视。
一、国外分层注水工艺现状国外的注入水水质处理工艺较为先进，注入水基本上不堵塞地层，洗井解堵周期比较长，注水过程中没有不动管柱洗井的要求，因此注水封隔器没有洗井通道，结构简单，减少了烦琐的定期洗井工序，大大延长了管柱的使用寿命。
分层注水工艺相对简单，主要是分层注水完井工艺，配水主要采用井口流量调节器和井下流量调节器进行定量配水，一般不需要进行井下流量测试，不配套专门的井下流量测试技术，管柱寿命可达3年以上。
1、分层注水管柱按照井下管柱数量与，国外分层注水工艺管柱可分为单管注水工艺管柱和多管注水工艺管柱。
1)单管注水工艺管柱单管注水工艺管柱多为支撑式结构，管柱主要由卡瓦式封隔器、流量调节器和伸缩短节组成。
封隔器用于分层和锚定管柱，能有效克服管柱的蠕动对封隔器密封性能的影响，密封压力较高，工作寿命较长。
伸缩短节一般装在第一级封隔器的上方，用于补偿注水过程中温度和压力效应引起的管柱长度变化，改善封隔器的受力条件，因而管柱的寿命较长。
分层注水工艺现状及发展趋势注水工艺研究所：李世文（胜利油田）一、国外分层注水工艺现状二、国内分层注水工艺现状三、胜利油田分层注水工艺现状及技术进展四、分层注水工艺技术下步攻关方向注水作为油田稳产增产的重要措施之一，在油田开发中的地位越来越重要。
胜利油田分公司目前投入开发油田59个，其中注水开发油田54个（657个开发单元），水驱动用地质储量27.93×108吨，占分公司动用储量的84.4%，胜利油田总注水井数6528口，配注水量67.34×104m3/d，开井4923口，配注水量58.68×104m3/d，开井率75.4%，日注水量55×104m3/d，。
方案分注井2743口（其中792口井因套管原因不能分注），配注32.93×104m3/d，在油田注水开发的过程中，为了缓解层间、层内和平面矛盾，提高注水效率和波及体积，提高原油采收率和采出程度，国内外许多油田采用了分层注水的开发方式，分层注水技术的研究开发和应用越来越受到重视。
一、国外分层注水工艺现状国外的注入水水质处理工艺较为先进，注入水基本上不堵塞地层，洗井解堵周期比较长，注水过程中没有不动管柱洗井的要求，因此注水封隔器没有洗井通道，结构简单，减少了烦琐的定期洗井工序，大大延长了管柱的使用寿命。
分层注水工艺相对简单，主要是分层注水完井工艺，配水主要采用井口流量调节器和井下流量调节器进行定量配水，一般不需要进行井下流量测试，不配套专门的井下流量测试技术，管柱寿命可达3年以上。
1、分层注水管柱按照井下管柱数量与，国外分层注水工艺管柱可分为单管注水工艺管柱和多管注水工艺管柱。
1)单管注水工艺管柱单管注水工艺管柱多为支撑式结构，管柱主要由卡瓦式封隔器、流量调节器和伸缩短节组成。
封隔器用于分层和锚定管柱，能有效克服管柱的蠕动对封隔器密封性能的影响，密封压力较高，工作寿命较长。
伸缩短节一般装在第一级封隔器的上方，用于补偿注水过程中温度和压力效应引起的管柱长度变化，改善封隔器的受力条件，因而管柱的寿命较长。
关于对油田注水技术的研究与探讨油田注水技术是指在石油开采过程中，向油层注入水来增加油藏压力、驱替原油并提高采收率的一种技术手段。
随着石油资源的逐渐枯竭和对油田高效开发利用的需求，对油田注水技术的研究与探讨日益引起人们的关注。
本文将就油田注水技术的原理、发展现状以及未来趋势进行探讨，并对其在石油开采中的应用进行分析。
一、油田注水技术的原理油田注水技术是通过将原生地层水或者处理后的污水注入到油层中，改善油层的物理性质和流体性质，达到提高油藏压力、减缓油藏压降、促进原油开采的目的。
其原理主要包括以下几个方面：（1）增加油藏压力：注水后，水与地下原有的石油一起占据了油层孔隙中的空隙，导致了油层内部的压力上升。
增加油藏压力可以使原油自然流向井口，提高采收率。
（2）改善油藏物理性质：注水可以促进原油的流动，降低原油的黏度，使得原油更容易流动和开采。
（3）驱替原油：注水可以将原油驱替出来，使得原油更容易采收。
（4）改善地层流体性质：注水可以改善地层内部流体的物理性质，减缓地层的压降，延长油田的寿命。
三、油田注水技术的未来趋势随着石油资源的逐渐枯竭和对油田高效开发利用的需求，油田注水技术的未来发展趋势将主要包括以下几个方面：（1）智能化的注水系统：未来，注水系统将向智能化和自动化方向发展。
通过搭载传感器和智能控制系统，可以对油田注水的过程进行实时监控和调节，提高注水效果，减少人为干预。
（2）提高注水效率：未来，注水技术将更加注重对注水效率的提高，包括提高采收率和降低成本。
（3）环保节能：未来的油田注水技术将需要更多地考虑环保节能因素，在注水过程中更加注重地下水环境的保护，推动注水过程中的资源循环利用，促进对油田资源的可持续开发。
（4）多学科融合：未来，对油田注水技术的研究将需要更多地涉及到地质、水文地质、化学工程、油田生产等多个学科的融合。
跨学科的合作将推动注水技术的进步和发展。
油田采出水处理回注的现状及技术发展摘要：随着我国经济的飞速发，结语资源的需求量日益增大与大力度的开采，随之而来的问题也就日趋增多。
如何在既保证了需求满足的情况下，有对资源进行有效的开采是关键。
油田采出水技术的完善与改进值得我们不断前进与探索。
基于此，本文详细探讨了油田采出水处理回注的现状及技术发展，旨在而提高原油的采收质量和效率，避免资源的浪费。
关键词：油田；采出水处理；回注；现状；技术发展在我国，很多油田都采用注水开发的方式，以此来实现高效开采。
随着对油田的不断开发，油井采水液的含水量也在不断提高，实现对采出水的有效处理、回注，对于解决油田污水具有积极意义，并且这种处理方法也更加经济实用。
在一些缺水油区，含油采出水已经成为油田注水的主要水源，要提高油田的高效开采，就必须提高油田采出水的处理工艺水平，从而不断提高注水水质，保证油田开采质量。
1 油田采出水处理回注的问题现状油田采出水的处理技术已经随着工业科学技术的发展得到了有效的改善与发展，但由于日益增大的开采规模与采油含水量的逐渐增大，注水量在大幅度往上增加同时，处理技术要求与注水水质的要求也在提高，问题也就越发的明显。
1.1 注水水质要求油田注水水质要求是水质要稳定，不和油层面产生沉淀，要与油层水相混合；在水注入油层之后，不促使粘土矿物产生水化膨胀；水质不能含有大量的细菌、微生物以及悬浮物，以免导致注水井渗流孔道堵塞；不能含有极强的腐蚀性，以免对管道造成腐蚀。
油田注水是一种经济利益高的油田开发方式，注水水质的要求把控是重要的环节。
1.2 目前油田采出水处理中存在的问题第一就是腐蚀和结垢问题，是油田采出水处理中的突出问题，一些先进的技术，比如电化学预氧化技术、电磁防垢技术等都具有解决效果。
但由于这些技术在投资方面有所限制、运行成本较高，且缺乏科学的后期配套管理，因此在实际运用当中仍然比较困难；第二，在油田采出水处理中还存在二次污染的问题，在经过污水处理站等过滤处理之后，污水中仍然含有一些可被氧化形成沉淀的成分，会使水质出现恶化。
胜利油田注水工艺技术现状与发展胜利油田注水工艺技术在近几十年来取得了显著的发展和进步。
注水工艺技术是指通过向油田注入一定的水来增加油层压力，从而促进原油的产出。
这种技术对于油田的开发和提高原油产量起着重要的作用。
当前胜利油田注水工艺技术主要包括水平井注水、垂直井注水和贯通井注水等几种方式。
水平井注水是指在水平井中注入水来提高油田压力，增加原油的开采率。
这种方式能够有效地改善注水效果，提高油层采集效率。
垂直井注水是指在垂直井中进行水的注入，通过增加油层压力来推动原油的产出。
贯通井注水则是指通过在注水井和油井之间钻通通道，使得水能够更加充分地渗透到油层中，提高注水效果。
胜利油田注水工艺技术的发展还面临着一些挑战。
首先，注水过程中水的透过性不理想，难以达到预期的注水效果。
其次，注水过程中的剧烈压力变化可能会导致地层塌陷和井壁失稳等问题。
此外，注水过程中的地下水污染和钻井环境的恶劣性也是需要解决的问题。
为了解决这些问题，胜利油田注水工艺技术的发展方向主要包括提高注水井的设计和建设质量、优化注水工艺流程、改进注水设备和注水液等。
其中，提高注水井的设计和建设质量可以保证注水井的完好性和稳定性，减少工程事故和漏水现象的发生。
优化注水工艺流程则可以提高注水的效果，增加油层的渗透率。
改进注水设备和注水液可以提高注水工艺的稳定性和可控性，减少水的透过性不良等问题。
总的来说，胜利油田注水工艺技术在近年来取得了显著的进展，能够有效地提高原油产量，促进油田的开发和利用。
然而，该领域仍然面临一些挑战，需要进一步研究和发展。
相信在不久的将来，通过持续的创新和努力，胜利油田注水工艺技术将会取得更加突破性的发展，为油田工业的可持续发展做出更大的贡献。
胜利油田注水工艺技术在过去几十年来取得了显著的发展和进步，对于油田的开发和提高原油产量起到了重要的作用。
然而，在该领域仍然存在一些问题和挑战，需要进一步的研究和发展。
首先，注水过程中水的透过性不理想是一个重要的问题。
油田注水技术现状与发展方向摘要：油田注水技术对石油开采效率有着重要影响，如何提高油田注水技术的经济效益，对整体石油企业发展有着关键作用。
对此，本次文章分析了油田注水技术的现状，并对其发展方向提出一定的建议。
关键词：油田；注水技术；现状；发展方向通过注水技术，提高和稳定石油产量，是油田开采中最广泛、最重要的手段。
从统计数字来看，注水耗电约占油田开采总耗电四成左右。
注水技术的进步对于提高油田开采效果至关重要。
1 当前我国注水技术现状在80年代后，我国石油企业通过开发叶轮、流道，减少泄漏距离和适当装配技术方法，改造了效率低下的离心泵，使注水泵的效率平均提高55%以上。
到80年代末，油田开始更新低效注水泵，高效大排量注水泵DF300-150使效率增加到70%以上，节省的费用可以用于投资，从而产生了可观的成本节约。
2000年以后，变频调速技术应用于柱塞泵的流量控制，改变了柱塞泵完全靠打回流调节注水量的历史。
现如今，油田注水方法主要涉及注水系统的选择，结合油田地质特征，通过应用边界测量、地表注水或切割注水等方法，增加整个油田的驱动力，为油田的高效开采提供可靠的水资源。
在石油生产中，根据油井下的情况实施正注和反注，实施正注的方式是从油管向油层注水；反注是通过将水从油套管的空间注入油层来实现的，采取合注将油管环形空间和油表的水注入油层来提高注水效果。
分析油田注水处理方法的选择和应用，优化了注水井的评价技术，有效评价了油田开发情况，为油田注水处理方案及时调整奠定了基础。
通过对石油储量进行仔细定性分析，可以确定石油储量是否适合于注水处理，并对注水的方式进行优选，更好地判断水驱的均匀性，解决存储层的非均质性问题。
通过对油藏开发后期的井网的重新布局，提高水驱的开发效率，以便最大限度地开采石油，减少剩余油的储量，并为保持长期高产面积和储量奠定基础。
预测油田注水开发技术发展趋势，促进油田开发进展。
结合数字化油田生产控制，通过计算机程序控制油井生产，及时调整注水区的水压和水流，应用精密注射器，达到油气注水标准，实现水驱，避免排污。
油田注水设备技术现状及发展方向分析发布时间：2022-01-06T08:09:49.255Z 来源：《工程建设标准化》2021年第21期作者：刘婷婷马波[导读] 油田注水是保持油层压力、降低原油递减率的主要措施，注水泵机组是油田注水的关键设备刘婷婷马波冀东油田公司陆上油田作业区;河北唐山 063200摘要：油田注水是保持油层压力、降低原油递减率的主要措施，注水泵机组是油田注水的关键设备。
自20世纪50年代注水开发作为提高油田采油速度和采收率的主要方法以来，科研人员就在注水设备的标准化、系列化、长寿命和高可靠性方面进行了大量的研究，取得了一系列的科研成果。
鉴于此，文章对常见的油田注水技术进行了分析并研究了其未来的发展方向，以供参考。
关键词：注水设备；技术措施；发展方向1油田注水技术运行现状分析我国油田对注水的重要设备低效离心泵进行一定程度的技术改造，让离心泵更加符合我国油田在实际操作过程中的要求。
低效离心泵在进行改造后，注水泵运转速率提升了一半。
对于低效离心泵的技术改造在较短的时间内可以符合我国油田注水技术，在长时间的试用下问题逐渐暴露。
我国技术人员再次对注水泵进行了相关技术改造，让注水泵在进行工作的过程中效率提升了75％左右，对于电能的使用也有着明显改进，为油田创造了更高的经济效益。
在油田注水技术进入到二十一世纪后，由于社会经济快速发展起来，变频调速技术在油田注水技术中使用，这项技术将原有的回流调节注水技术进行了彻底的改变。
目前，变频调速技术在我国的油田注水技术中已经广泛使用，在实践中技术也越加成熟，让注水技术在运行过程中的工作效率进行了大幅度的提升。
2油田注水设备的选择与应用2.1离心泵的选择和使用注水站系统是将处理合格的水，经过注水泵加高压，经过注水干线的输送，然后通过配水间的调节后进入到注水井，注入到油层中，实现水驱开发的状态。
地面的注水设备以离心泵为主。
依据注水压力的需要，选择最佳的注水泵机组。
试论我国油田注水设备技术现状和未来发展之路摘要：本文主要对柱塞泵、油田离心泵等常用的注水设备以及增压注水、变频调速等油田开采中常用到的技术等多了分析，阐述了这些设备和技术在我国的现状，针对现状的分析，指出了我国油田注水设备和技术应当发展的方向，以期取得抛砖引玉之效果。
关键词：注水设备注水技术现状发展方向作为保持油层压力、降低原油递减率的主要措施，注水在油田开采中的作用不言而喻，注水泵机组是油田注水的关键设备。
自20世纪中期注水开发作为提高油田采油速度和采收率的主要方法以来，科研人员就在注水设备的标准化、系列化、长寿命和高可靠性方面进行了大量的研究，取得了一系列的科研成果。
笔者旨在通过对国内外注水设备应用现状的分析，提出发展方向，以促进油田注水设备技术的发展。
一、我国注水设备和技术现状我国油田油藏类型多样，配套的注水系统也各不相同，按注水能力分为：①大站系统，以大排量的离心注水泵为主，压力达到16 MPa以上，是高渗透、整装大油田的首选；②小站系统，以柱塞泵为主，具有扬程高、排量小、效率高、电力配套设施简单等特点，适用于注水量低、注水压力高的中低渗透油田或断块油田。
对配注量变化较大的区块，对注水泵机组采用调速运行；对高于系统压力的注水井采用增压注水泵，是注水井增注和提高系统效率的有效措施之一。
1.注水设备发展现状1.1大功率高压多级离心泵大功率高压多级离心泵是全国各大油田注水主力泵型，压力等级为16 MPa，排量有140、160、250、300、350、400m3/h等。
其特点为：排量大（单泵排量最大可达430m3/h），注水压力适中（可达25MPa），泵效较高（78%以上）；可根据地层压力的变化，方便地增减叶轮的级数来调节泵出口压力，以达到最佳匹配（使泵管压差减小到015MPa以内）。
1.2柱塞泵国内油田对于注水排量小于50m3/h的注水泵，大都选用柱塞泵，型号有3H 型、5ZB型（大港）、3D1型（潍坊）、3125型、3175型（宁波）。
#专题综述!油田注水设备技术现状及发展方向3段礼祥1 张来斌1 王朝晖1 李国柱2(11中国石油大学(北京)机电学院 21辽河石油勘探局经济贸易置业总公司) 摘要 分析了国内油田离心泵、柱塞泵等注水设备的应用以及变频调速、增压注水和监测诊断等相关技术的现状;介绍了国外注水设备的发展状况;指出国内注水设备在产品质量、系列化、泵效、状态监测与故障诊断等方面与国外存在的差距;提出我国的油田注水设备应向长寿命、通用化、自动化、高泵效、高可靠性的方向发展。
为此,提出了3个研究课题:注水设备设计制造理论研究、注水系统效率研究和注水设备运行可靠性及状态监测研究。
关键词 注水设备 离心泵 柱塞泵 技术现状 发展方向 油田注水是保持油层压力、降低原油递减率的主要措施,注水泵机组是油田注水的关键设备。
自20世纪50年代注水开发作为提高油田采油速度和采收率的主要方法以来,科研人员就在注水设备的标准化、系列化、长寿命和高可靠性方面进行了大量的研究,取得了一系列的科研成果[1]。
笔者旨在通过对国内外注水设备应用现状的分析,提出发展方向,以促进油田注水设备技术的发展。
我国注水设备及其技术现状我国油田油藏类型多样,配套的注水系统也各不相同,按注水能力分为:①大站系统,以大排量的离心注水泵为主,压力达到16MPa 以上,是高渗透、整装大油田的首选;②小站系统,以柱塞泵为主,具有扬程高、排量小、效率高、电力配套设施简单等特点,适用于注水量低、注水压力高的中低渗透油田或断块油田[2]。
对配注量变化较大的区块,对注水泵机组采用调速运行;对高于系统压力的注水井采用增压注水泵,是注水井增注和提高系统效率的有效措施之一。
11注水设备发展现状(1)大功率高压多级离心泵 大功率高压多级离心泵是全国各大油田注水主力泵型,压力等级为16MPa,排量有140、160、250、300、350、400m 3/h 等。
其特点为:排量大(单泵排量最大可达430m 3/h ),注水压力适中(可达25MPa ),泵效较高(78%以上);可根据地层压力的变化,方便地增减叶轮的级数来调节泵出口压力,以达到最佳匹配(使泵管压差减小到015MPa 以内)。
该类泵的典型代表有浙江瑞安市科尔泵业有限责任公司生产的DF 系列高压注水离心泵。
其特点是:泵体为多级节段卧式结构,进、出段用穿杠连成一体,转子轴向力由平衡盘承受,整个转子装在泵两端的滑动轴承上。
泵吸入口为水平方向,吐出口为垂直方向。
该泵采用“三元流动理论”进行水力模型设计,材料选用2Cr13、1Cr18N i9Ti 、0Cr18N i12Mo6N (C15)等不锈钢制造,并在摩擦部位采用钴、铬、钨硬质合金堆焊工艺,具有可靠性好、效率高、耐腐蚀性能好、使用寿命长等特点。
该泵最常见的型号有DF400—150、DF300—150、DF280—160、DF250—150等。
以胜利油田为例,仅DF300—150型泵就有107台,日供水量为4212万m 3,占离心泵总供水量的6017%,平均运行泵效为7618%。
该油田还试验了大排量DF400—1150—9型注水泵,并改造投产1座泵站,注水能力为3184万m 3/d,泵效达81%[2]。
(2)柱塞泵 国内油田对于注水排量小于50m 3/h 的注水泵,大都选用柱塞泵,型号有3H 型、5Z B 型(大港)、3D1型(潍坊)、3125型、3175—86— 石 油 机 械CH I N A PETROLEUM MACH I N ERY 2005年 第33卷 第10期3基金项目:国家自然科学基金资助项目(50375103);北京市科技新星基金资助项目(2003B33)。
型(宁波)。
20世纪90年代以来,柱塞泵的研究已取得了一批新的科研成果和专利,产品的系列化程度有了明显提高,可生产1～100m3/h、10～50 MPa范围内各种高压柱塞泵,基本上可以满足油田的要求。
中原油田经过10年的开发,在一些独立的低渗透断块油田上,因注水量不大、但注水压力要求很高,因此设计该区块的供水、注水、配水自成系统。
由于低渗透断块油田注水配注量在不断变化,而柱塞泵的恒定排量与变化中的配注量很难合理匹配,因此采用变频调速技术,对泵的出口压力和排量进行无级调节,达到了节电的目的,取得了良好的效果[3]。
(3)增压注水泵 对高于系统压力的注水井点采用增压注水泵,是注水井增注和提高系统效率的有效措施之一。
各油田用最多的增压泵是柱塞泵,它有低进高出(进口压力低,小于011MPa)和高进高出(进口压力可达10MPa以上)2种类型,应用技术都已非常成熟。
另外,近几年国内油田还出现了以下几种增压注水泵。
①管道式电动机多级增压离心注水泵(水平电潜泵),该泵由管道式电动机、多级离心泵、电缆、控制屏和变压器组成,其中管道式电动机是关键部件,主要由定子系统、转子系统、止推轴承、润滑系统、保护器系统、环形流道系统和上下接头组成。
胜利油田胜利采油厂二矿2221井应用该机组注水的实例表明,当管道电动机功率选45k W,机组进口压力为1214MPa时,机组出口压力可达2411MPa,且日常运转无漏失,安全可靠,不需要维护[4]。
但其缺点是泵效远低于柱塞泵;而且水平电潜泵由于是一泵对多井,当实际配注量减小时容易形成很高的泵管压差,造成电能浪费,故其平均能耗比柱塞泵高[5]。
②倒置式增压注水电动潜油泵,该泵比柱塞泵更适合于注水系统末端的边远井增压注水。
它与常规电潜泵机组不同的是离心泵是倒置的,应用时配以专用的过电缆高压井口悬挂器,实现井口高压密封。
由于采用潜油沉没式机组安装在注水井中,具有户外安装无需建泵房、无噪声、无介质漏失、不污染环境、运转寿命长和免维护等特点。
在胜利、辽河油田等6口井的应用表明,这种泵具有显著的增压注水效果(可增压10～15MPa)[6]。
③CCDB型磁传动水平注水泵,该泵采用组合推拉磁路设计的小体积、耐高压、高效率磁力驱动器与高扬程多级离心泵匹配,从根本上解决了目前油田增压注水泵高压条件下机械密封存在的介质泄漏、检修频繁、可靠性低等问题,具有结构紧凑、运行平稳、噪声低、使用寿命长、方便管理等优点[7]。
该泵分别在胜利油田的滨南、东辛、孤岛采油厂和辽河油田的锦州采油厂进行了注水井增注试验,取得了较好的效果。
如在胜利滨南采油厂滨三区648-10井进行了增注试验。
该井在原注水管网系统18MPa压力下,因注不进水而一直关井。
自从采用磁传动泵注水以后,注水压力提高到2515MPa(泵入口压力14～16MPa),注水量8013m3/d。
21注水设备运行及管理先进技术随着油田进入高含水开发期,注水量大幅度增加,注水耗电亦大幅度上升。
因此,应用先进的运行管理技术,对于提高系统效率、节约能源,有着重要的作用。
(1)大功率高压注水离心泵变频调速技术 注水泵电动机变频调速的目的是在保证配注要求的情况下,使注水系统能耗尽量降低,同时,最大限度地保护电动机及注水设备,并保持注水系统压力稳定。
通过应用优化仿真软件来优化泵和管网的运行参数,并合理匹配注水泵与管网工况点,使所有泵都运行在高效区,可大幅度降低泵管压差,从而达到节能之目的。
大庆杏南油田的杏五注水站引用美国AB公司生产的变频器,经计算,将2台注水泵变频调速到n=2740r/m in,并优化泵的运行参数,可使注水系统节能约613%[8]。
(2)柱塞泵变频调速技术 此项技术在全国各大油田得到了广泛的应用。
如胜利油田高压低渗透断块油田均采用柱塞泵注水,由于油田注水量的波动,柱塞泵难以调节水量,部分高压水打回流,造成能源浪费。
通过变频调速,解决了该问题,降低了能耗。
如桩西采油厂已有4座注水站安装了变频装置,平均每座站年节电4515万k W·h,按01435元/(k W·h)计,年节约电费1918万元,每座站投资30万元,一年半就收回投资[9]。
(3)注水站巡控技术 合理控制注水泵站泵管压差是提高注水系统效率的有效途径,而采用人工调节方式控制泵管压差,缺乏及时性、准确性,造成能量损失较大。
注水站微机巡控系统以低压变频器作为调节回路中执行机构的驱动单元,以泵管压差作为被控参数,以电动机运行电流为安全限制,控制泵出口的电动阀正反向动作及开度,使泵管压差保持最低。
大庆杏南油田杏南二注水站自动巡控系统于1998年10月投运后,满足了泵管压差—96—2005年 第33卷 第10期段礼祥等:油田注水设备技术现状及发展方向 控制在015MPa以内的要求,实施前后平均注水单耗分别为5192k W·h/m3和5170k W·h/m3,下降了0122k W·h/m3[8]。
(4)注水泵叶轮拆级 对于高压注水离心泵,如果泵出口压力与系统所需压力相比较大,则将该泵的叶轮拆级可以大大提高注水系统效率。
如胜利孤岛油田对8座离心泵站进行了技术改造,将9级泵拆掉1～2级叶轮,平均运行泵压由13133MPa 降到11131MPa,系统效率提高6144%[9]。
(5)注水泵状态监测及故障诊断 注水设备一旦发生故障,将会引起链式反应,造成严重的甚至是灾难性的后果。
因此,对其监测诊断,一直是管理及科研人员关心和研究的重点。
国内对离心泵的监测诊断发展较快,如中国石油大学(北京)机电学院开发的注水泵智能故障诊断系统[10],已在新疆、塔里木、大庆、江苏等油田得到了推广应用,取得了较好的经济效益。
柱塞泵因其结构复杂、激励源多以及运行不平稳等特点,使其故障诊断较为困难。
其故障多发部件有泵阀、柱塞、十字头、连杆大小头轴瓦(铜套);关键部件泵阀因工况恶劣极易损坏;柱塞受液体压力和液体中固体颗粒磨砺的双重作用,与缸套之间的磨损比较严重。
目前主要的诊断方法是振动分析法。
如通过测取泵阀端盖上的振动加速度信号,提取泵阀失效的故障信息,结合泵阀关闭位置信号的相位分析,判别泵阀的故障[11]。
国外注水设备发展现状目前国外生产高压注水泵主要有美国、德国、日本、英国、俄罗斯、意大利等国家,其中以美国和德国的产品技术水平和系列化程度为最高。
美国生产的离心注水泵一般为5～8级,最大流量1365 m3/h,最大扬程3600m,最高转速8000r/m in,比转速为110,最高功率6000k W,泵效65%～83%。
美国勃朗杰克逊公司(Byr on1Jaks on1Co)和太平洋公司(Pacific)生产的高压离心注水泵最大功率8000k W,流量5000m3/h,扬程4000m 以上。
美国Worthingt on Pu mp I nco生产的往复式注水泵的最大流量360m3/h,功率3000k W以上,排出压力50MPa以上。
美国英格索尔兰德公司(I ngers ollRandCo)生产的柱塞泵动力最高达到3675k W(5000hp),最高压力达70MPa以上。
