恒压注水技术在韦 2油田应用

李福荣 张晓红

江苏油田采油二厂 225118

摘要：韦2油田目前采用的是传统的注水模式开发油田，注水量调节困难、工作量大、成本高，已不能满足当今快节奏、低成本、高效益的发展要求。恒压注水技术自动化程度高，经济效益好，实现了稳压注水、减少人工调节变频、降低注水泵压、提高配注符合率，对油田降本、提质、增效具有重大意义。

关键词：韦2油田 恒压注水 配注符合率 节能降耗

注水压力的高低，是决定油田合理开发和地面管线及设备的重要参数。考虑到后期开发注水井的增多，注水工艺设计和机电设备配置都比实际宽裕，加之地质情况的变化．开关井数的增减、洗井及供水不足的影响，经常引起注水压力的波动，注水量不均匀、不稳定。依靠手动调节注水变频频，难以达到注水泵的最佳运行状态。注水压力低，注水量满足不了油田开发的需要，必然造成水井欠注;注水压力过高，浪费动力，也造成超注，导致水淹、水窜。注水压力控制难度太，也给油田生产和管理带来诸多不便。所以注水系统实现恒压自动控制，保持压力稳定、均匀注水，势在必行。

1、韦2注水系统现状

韦2断块位于高邮凹陷北斜坡西南部、是一个南抬北倾的狭长断鼻构造，主要含油层系为下第三系阜宁组阜二段和阜一段，由上至下划分为E₁f₂²、E₁f₂³、E₁f₁¹、E₁f₁²、E₁f₁³、E₁f₁⁴ 6个含油砂层组，其中E₁f₂²灰岩储量39×10⁴t。韦2断块含油面积2.6km²，地质储量619×10⁴t，具有统一油水界面，油底埋深1530m，含油高度150m，属于浅层、中丰度、低～中产能、低渗～特低渗型小断块油田。

1.1韦2注水系统

韦2注水系统由一座注水站及两条注水干线组成，注水系统由三台注水泵，注水型号分别为5S175A-33.3/20、5S175A-33.3/20和5S125A-24/20，额定排量分别为33m³/h、33m³/h和27m3/h，两台变频器型号分别为FRN220G11S-4CX和ACS800-01-0060-3+P901。

韦2注水系统由东西两条注水干线组成，其中东干线包括韦2-14配水间、韦2-43配水间和韦2-17配水间，共配注1020m³/d，实注940m³/d。西干线包括韦2-7配水间和韦2-120A干线，配注495m³/d，实际注459m³/d。

1.2韦2注水系统存在问题

随着油田开发进入高含水期，注水量增加，注水压力也增加，韦2注水泵压已经达到18MPa以上，注水泵接近注水泵额定压力。为了满足各井配注要求，主要采用人工频繁手动控制注水泵旁通阀或者变频柜来控制注水泵的排量。

存在以下问题：

一是:注水泵压波动大，易发生超压停泵

依靠手动调节注水泵变频，泵压随着井上调配随机变化，超压停泵现场频繁发生。韦2注水泵额定泵压20MPa，保护压力19.5MPa，井上调配注水，注水频率未及时变化，易导致注水泵压上升或者下降，下降造成注水井注水量减少;上升达到注水泵保护压力，就造注水泵停运，需重新启动注水，同时造成注水井注水量减少，经常超压，导致注水泵寿命减短。

二是: 注水井串葫芦多，在井口调配20口，压力不稳，增加调配难度。

韦2注水站管线注水井37口，因注水泵压波动大，造成9口井配注不能达到要求，共欠注195m³。

表1韦2注水情况

三是:员工劳动强度大。

该注水系统需要人工频繁去调整注水泵频率，工作量。

2、恒压注水系统设计及原理

恒压注水系统由变频器、PID等其他控制设备构成的控制系统，控制单台注水泵实现全自动稳压注水。

恒压系统设计原理: 检测泵出口总管线上的压力信号，并送至调节器与压力设定值进行比较，调节器的输出送至变颉器的控制输入端用来改变变频器的输出率，变频器的动力输出端与泵的驱动电机相连构成压力闭环系统。当检测信号小于调节器的设定值时，调节器的输出增加，相应的变频器的输出频率也增加。从而使泵的转速升高，排量增加，最终总管汇压力上升，达到期望值，当检测信号大于词节器的设定值时，调节器的输出减小，相应的变频嚣的输出频率也降低，从而使泵的转速也降低，排量下降，最终总管线压力下降，回到设定值。

恒压系统控制要求，通过调节泵变频运行转速及停止相配合，控制干线注水压力保持一恒定值（18.2MPa），达到闭环恒压注水节能运行的目的。系统要求：全自动恒压注水，压力稳定在18.2MPa(满足注水需求的最低压力)，当注水压力高于18.2 MPa注水变频降至到设定的最小压力值时，系统将会发出报警，若超过设定停泵压力，注水泵将自动停运；值班人可以根据注水情况，调整注水泵运行；当注水压力低于18.2 MPa注水变频升至到设定的最大压力值时，系统将会发出报警，值班人再根据注水情况，调整注水泵运行。

3、恒压注水系统应用效果分析

经过恒压控制系统之后，注水泵压保持平稳，避免了注水泵超压停泵，改造前后注水泵压稳定。

3.1泵压保持稳定，满足注水需求。

使用恒压控制系统后，注水达到了1443m³/d，满足注水要求。改造后，注水井均可以满足配注要求。

3.2劳动强度降低，安全性提高

改造后注水泵可以自动根据设定压力调节变频器的变频，减少人工调整注水泵频率的工作量，注水压力稳定，保证注水调配的准确性，大幅度提高了工作效率，降低了调配水工作量。

3.3维修成本降低，机器使用寿命延长

由于注水泵根据出口压力自动调频率，有效的避免了注水超压停泵，减少超压对注水泵的伤害，同时避免超压造成的事故，大大降低维修成本,延长了注水泵使用寿命。使用恒压控制系统以后，注水泵超压停泵事故降为0，注水检修周期延长1个月。

3.4优化注水泵压，降低注水单耗

由于传统手动调节变频，注水泵压变化大,为满足配注要求，注水泵压设定较实际要求泵压高0.5MPa。应用恒压控制系统后，只需将压力设定满足注水要求的压力，注水泵压从18.8MPa下降至18.2MPa，平均注水单耗从6.59kwh/m³下降至5.9kwh，有效提高注水效率。

4结论

(1)恒压注水系统在韦2注水成功应用，优化了注水工艺，最大限度发挥注水生产能力，节能效果显著，社会效益巨大，值得推广。

(2)进一步提高注水系统智能化的研究，运用信息自动化技术带动油田健康发展，是油田实现降本、提质、增效的重要手段。

(3)现场运行表明，系统运行可靠，稳定性好，减轻了工人的劳动强度，取得了明显的节电效果，与老式系统相比，节电达10.5%，注水单耗下降0.69kwh/m³，在韦9、码头庄等注水成功推广应用。

参考文献

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[2] 黄学锋，刘李强.低成本下油田地面数字化实现方法探索.中国油气田地面工程技术论文集[J].2017（下）：1384-1385.