如何提高注水系统效率的途径

摘 要：本文针对影响注水系统效率的因素以及提高注水系统的方法两个方面的内容进行了详细的分析和探析，从而详细的分析了油田开发中提高注水系统效率的方法和对策。

关键词：注水系统效率；注水泵；电动机；管网；提高方法

中图分类号：TM921.41

前 言

胜坨油田是逆牵引背斜构造油藏，有东西两个高点，发育主要断层12条。储层非均质性严重，属中高渗、多层整装砂岩油田。经过四十年的高速开发，目前已进入特高含水开发期，稳油控水难度越来越大，注水利用率低，地层压力差异大，部分井区大孔道窜流现象严重，剩余油分布零散，产量递减幅度快，稳产难度大。注水泵在耗电设备中其耗电量所占比重较大，具有较大节能潜力。通过对注水泵耗能的分析，找出了导致注水效率偏低、能耗偏高的主要原因，深入浅出的论述了影响注水系统效率的因素，提出了提高注水泵效率，降低注水泵用电单耗的有效途径。

1 影响注水系统效率的因素

1.1 注水泵效率

计算注水泵效率的公式我们一般采用， 在此公式中，q 代表注水泵的流量，单位为m3/h，P1 和P2 则分别为注水泵的进口压力和出口压力，单位为MPa，Pp 则为注水泵的轴功率，单位为kW，那么这样我们通过某一台注水泵的输入功率和注水效率，在平均值计算公式的指导下，就是很容易得到注水泵的平均效率的。在进行注水的施工作业的过程中，通常我们都是采用离心泵作业的，而由于注水泵的效率不高而导致的能量损失可能

会占到注水系统整体能量的一半以上，因此，提高注水泵的效率对提高整个注水系统效率有非常重要的意义。

1.2 电动机效率。

计算注水泵效率的公式我们一般采用 ，其中 在这两个公式中，I为电动机线的电流，单位为A，R 代表电动机定子的直流电阻，单位是kΩ，U 为电动机先的电压，单位为kV，Pc 和Po 分别代表电动机的输入功率和空载功率，单位为kW，K 为损耗系数，其取值一般我们取0.01。同样的，通过某一台电动机的输入功率，可以得到电动机的平均效率。而实际上电动机效率的变化幅度是比较小的，因此此因素对于整个注

水系统效率的影响并不大。

1.3 注水管网效率。

通过某一口注水井的注水量以及井口压力值，以及某一口注水泵的流量和出口压力值，我们就是可以通过计算得到注水管网的效率的。而通过以上三点，我们可知整个注水系统的效率是等于注水泵效率、电动机效率以及注水管网效率这三个值的乘积的。

2 提高注水系统的途径

2.1 提高注水泵效率的方法。

（1）确保注水泵工作在高效的区域。由于可以供油田选择的泵的类型本身就是比较少的，这主要是由于通常泵的排量都是要大于其所需的注水量，因此泵的排量与注水量就是无法匹配的，这样就导致了注水泵是无法在高效区域施工作业的，那么注水泵的工作效率就会很低。在注水的施工作业中，通常都是多台注水泵并联作业的，而所需的注水量是固定的值时，那

么如果开的注水泵越多，每一台注水泵的排量就会越小，那么每一台注水泵在高效区域工作的概率就越低，因此应根据所需注水量的大小合理的选择注水泵的数量，从而确保每一台注水泵都尽量的在高效的区域作业。（2）对老的注水泵进行技术改造或是直接淘汰。如果想要对老泵进行技术改造，通常有以下三种方法：首先是减少摩擦损失。而实现的方法有将泵的流道进行打光处理，这样就会大大提高导叶流到和叶轮的表面光滑度，从而减少其摩擦损失；另外也可以降低泵压，而实现的方法则为降低车削叶轮的外径或是降低注水泵的级数，从而降低注水泵的压力；最后一种方法就是在其施工作业时尽量采取耐腐蚀材料，一般在油田开发时，经常会出现采油伴随污水共同进行回注的情况，通常油田中的污水都是有很强的腐蚀性的，因此为了保证注水泵的容积效率，从而保证注水泵的工作效率，在为注水泵的

泵体进行材料选择时应尽量的选择抗腐蚀性能好的材料。

2.2 提高电动机效率的方法。

（1）对于电动机的运行负荷和功率应进行合理的分配；（2）在选择电动机的类型时，应充分的考虑油田的实际情况和实际特点，选择合理的电动机类型；（3）在满足施工经济性和实用性的前提下，选择更加节能并且更加高效的电动机。

2.3 提高注水管网效率的方法

降低注水管网的工作消耗，从而提高注水管网的工作效率，措施主要有以下三个：（1）对注水管网进行优化设计主要包括以下两个方面：第一，对地面注水管网的布局进行优化设计。对布局进行优化设计的主要目的就是确定注水井的最优的隶属关系，同时还能确定地面管网系统中的配水间、注水井以及注水站之间的最佳的连接形式，这样在充分保证注水功

能要求的前提下，尽量的做到较粗管线以及最粗管线的长度最短，从而获得最佳的地面管网的布局设计。第二，对管网的参数进行优化设计的工作。在保证注水方法顺利实施的前提下，尽量的对注水管网各个管段的壁厚以及管径等参数进行优化设计，同时还要保证合理性和经济性。（2）充分的考虑注水井的压力、来水的压力以及所要要的注水量等参数的值来选择最为合理的注水泵，保证注水管网的运行特性与注水泵的实际性能是相互匹配的，可以使用变频调速技术，保证注水泵泵管的压力差是小于0.5MPa 的。而如果某个注水井的区块压力是要高于干线的压力时，那么就应采取对这个区块进行单井增注的施工作业。（3）尽量减小管道内的摩擦阻力，实现方法有以下几种：a. 对注水水体的水质进行改善，从而减少水体中结垢和泥沙的出现，防止管网被腐蚀现象的发生；b. 应合理的选择注水管的直径，当选择注水管的直径不符合要求时，水流的速度就会过大，那么能量的消耗情况也会随之提

升，从而增加了管道内的摩擦阻力；c. 在满足注水压力和注水量的前提下，应减量的减少管线的长度，因为管线的长度越长，能量消耗的就会越多；d. 提高管道内壁的光滑度，通常实现的措施为在管道内壁使用些涂料，这样光滑度就会上升，就不会导致管网磨损以及能量消耗过大现象的出现；e. 尽可能的减少局部阻力的损失，如果管网中存在着较多的部件，那么局部阻力的损失就会很大，因此应尽量的减少这些部件的出现。

3 结 语

在油田注水开发的过程中，提高注水系统的整体效率，对于增加油田的整体效率以及降低能耗都是有着重要的作用的。注水系统的效率是由注水泵效率、电动机效率以及注水管网效率三部分组成的，应探索通过研究攻关，技术进步完善。形成地面注水系统机泵工况诊断、地面注水系统管网分压优化、地面系统效率综合评价技术等主导技术，通过深化注水系统井筒、储层效率技术研究，加快成果的应用，形成一整套具有推广价值的诊断、分析、评价集成技术，为提高注水系统系统效率，实现高效运行提供必要的技术保障。

参考文献

[1] 邱继英. 油田注水管网的优化设计[J].油气田地面工程，2000.

[2] 檀松涛. 浅谈提高油田注水系统效率的方法研究[J]. 中国石油质量，2012.

[3] 彭自学. 浅析提高注水系统效率的专家诊断系统[J]. 断块油气田，2001.