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摘要：在油田开发过程中，运用注水技术能够使油层压力保持在稳定状态，提高油田产油量。注水系统运行中消耗大量能源，因此运用分压注水的油田注水系统的节能技术，结合生产实际进行改造，有利于减少能源的损耗，提高油田生产效率。重点分析了分压注水的含义，确定了分压注水的基本原则、技术条件及分压注水的三种形式，并以轮南油田为例，分析压力损失的节点，进行改造，降低注水泵出口节流损失，并根据地层压力进行分层注水。
关键词：分压注水；油田；应用
在油田开采的过程中，油田注水指油田开发过程中向地层补充能量、保持地层压力，是目前在提高采油速度和采收率方面应用得最广泛的一项重要措施。注水系统管理技术水平的高低决定着油田开发效果的好坏，注水开发会消耗大量的能源，增加了采油成本。分压注水技术在油田生产中的应用，能够有效地降低单耗和提高效率，对于提高油田开采效率和经济效益具有至关重要的作用。本文对分压注水技术的含义与形式进行了分析，并以轮南油田为例，探析了分压注水技术在油田生产中的应用。
1分压注水技术的概述和形式分类
1.1分压注水技术的概述
分压注水技术，是指组合相近注水压力的注水井，保证所有组合的水井具有相同或者相近的注水压力，并为形成的组合注水井装配相应的配套设施，例如注水泵、注水管等，以实现独立注水。分压注水技术能够将总注水系统拆分成许多独立注水系统，保证泵压和系统注水压力的一致性，在摸清地下情况下，在建设初期就采用分压注水和中压干线单井或区域增压方案，从而提高注水效率。
1.2分压注水技术的分类
关于分压注水技术一般有三种形式，即整体分压、区域分压与单井增压等。（1）整体分压是指在整个油田按注水井压力划分为若干压力等级，每套系统从注水站经管网到注水井口，管辖范围较大，相互之间存在联系，注水量大，适用于大区块，并且每个级别内的压降合理分配，管理难度也相对较大。（2）区域分压注水是指对油田内某一区域分出一套特定压力级别的系统单独注水。此分压注水方式与其他注水的区别在于，注水井、注水管网以及注水站都是独立的系统，高压系统的注水井处在相同区域，低压系统和高压系统之间互不影响。（3）单井增压形式，适用于治理局部高压井，尤其是分布零散的高压井，如果其注水压力超过了系统设计注水压力，应该采用单井增压形式，对该注水井进行单独增压，投资小收益大，能有效改善外围低渗透油田的注水效果。
2分压注水技术在油田中的应用改造
2.1运行概况
以轮南油田为例，通过系统分析，该油田注水系统存在以下问题：①计量间配水间存在较大的控损，配水间平均来水压力控制在14.0MPa左右，但是部分注水井注入压力在12MPa甚至存在自吸井，不需再经计量间的水平注水泵增压至25MPa，导致注水系统运行效率相对较低；②联合站注水泵配置存在问题，该油田联合站采用型号为ZDS120-180的注水泵，由于采用泵出口阀门、回流阀门调节流量、压力，造成其阀门内漏严重等原因，注水泵出口压力达到17MPa，但是站内分水器干线压力为14MPa，存在3MPa的压差。
2.2分压注水技术优化
为了降低注水节流损失，提高注水系统运行效率，于2016年、2017年对注水系统进行分压注水技术改造和优化。轮一联2#水处理站2009年建成投产，处理油田采出水，采用“大罐沉降+聚结除油+两级过滤”工艺，地质注水出站压力要求：13.5~14.5MPa，年度节能监测发现，泵出口泵管压差近4MPa，节流损失率达24%，超过国标要求，泵管压差小于0.5MPa要求，节流损失率小于6%。为降低能耗及压力流量精准调节，2016年3月对1#、3#高压离心注水泵增加一拖二高压变频器（保留1#、3#工频运行，2#工频运行）。2017年作业区排查注水泵出口阀门的节流损失原因，更换3#出口阀，并优化机泵运行方式，泵管压差由4MPa以上降至0.5MPa，管线节流损失率由20%以上降至3.6%，满足国标要求，同时在93%/46.21Hz运行下，即能满足注水压力、流量要求。2#计量间注水系统于2010年3月实施高、低压分注流程改造，低压流程（供水压力为12~14MPa），由轮一联直接供水；高压经过注水泵增压（注水压力为15~25MPa）后注入单井。设计水平注水泵2台，一用一备，单台排量为550m3/d，设计压力为25MPa。主要任务是将轮一联来水（12.5MPa左右）进一步增压后进行注水。2015年充分利用现有的注水工艺及设备，通过尽可能小的改造及流程优化，2#计量间所有单井均具备两个压力等级注水，即12.5MPa与25MPa。当注水井注水压力低于系统压力时，通过切换流程，可实现不增压直接进入流量自控仪计量后注水，即实现分压注水。1#计量间注水系统于2011年投运，利用低压干线（1.6MPa）来水，设计100m3注水罐1座，喂水泵2台，水平注水泵2台（一用一备，单台排量为550m3/d，设计压力25MPa），分水器至单井均为流量自控仪调节流量。将轮一联来水（0.4MPa左右）进罐缓冲，经喂水泵增压至0.4~0.8MPa后进水平注水泵，增压至20MPa左右后注入单井，为轮10井区注水井提供注水。截至目前，1#计量间投运注水井6口，其中3口井油压长期为零，能实现自吸，1口井长期关井，即注水泵实际仅为2口井提供注水，其他3口自吸井经注水泵增压后去井口，增加了注水泵的负荷与能耗，降低了注水系统效率。2017年实施了以下改造：①在100m3注水罐进口连接低压注水流程至配水间，即新建一低压注水阀组。②在100m3注水罐进口同时连接注水流程至喂水泵出口，停运100m3注水罐及喂水泵，降低注水能耗。③更换小排量井口增压泵，提高注水泵的运行效率。
2.3应用效果分析
2.3.1管网效率及泵效提高
注水管网分成高、低两套压力系统后，低压注水井不经增压泵增压直接注水，高压注水井再经计量间注水泵增压后注水。改造后，1#计量间注水泵由流量550m3/d换为流量为200m3/d，通过计算注水泵效率为44.9%，较改造前效率提高12%，整个1#计量间系统注水效率整体提高。2#计量间由运行2台注水泵改为单泵运行，降低了机泵运行的电费和维护修理费。
2.3.2泵管压差下降
根据系统实际注水干线压力选择注水泵扬程，最大限度地降低了泵干压差。联合站泵管压差由4MPa以上降至0.5MPa，管线节流损失率由20%以上降至3.6%，满足《国标》要求，同时在93%/46.21Hz运行下，即能满足注水压力、流量要求。
3结束语
注水是提高油田采收率最重要的手段之一，分压注水是一种节能、稳产、增效的成熟技术，对因地质构造的不同，系统中注水井的吸水压力相差很大，注水压力差别大的油田和区块中采用不同压力等级的分压注水技术，能够有效地降低节流损失和注水单耗，取得较好的增效节能效果。
参考文献
[1]周世刚，张玉平，田秀峰.分压注水节能技术在油田的应用研究[J].资源节约与环保，2008（3）.
[2]程飞，王怀高，张辉，等.分压注水技术的应用研究[J].中国石油和化工标准与质量，2012（16）.
作者:侯永宾 苏杰 陈宇翔 张亚鹏 岳阳 单位:塔里木油田分公司轮南油气开发部桑吉采油作业区 塔里木油田分公司轮南油气开发部轮南采油作业区 塔里木油田分公司轮南油气开发部生产办公室