一控二泵控泵注水泵站系统的研究与应用

国内陆上油田进入了高含水开发阶段,注水电耗已占原油生产总用电的33%~56%,注水节能成为油田降低生产成本的重要途径。基于泵控泵(PCP)技术的一控二泵控泵注水泵站系统,综合应用摘段调节、变速调节和泵的串联改变注水系统的特性曲线,使大功率多级高压离心泵始终在高效区工作,并实现注水泵输出压力和流量可调,能达到节能降耗的目的。实际应用表明,该一控二PCP系统通过调节前置增压泵转速来调节注水泵输出压力和流量,降低了泵管压差和注水电耗,提高了注水效率,有效地解决了油田注水电耗大的问题。     

压流双控自动注水泵站系统研究

为了实现注水泵站的优化运行,降低注水单耗,实现系统节能,研发了PCP技术设备,在PCP的基础上进一步研发了SPCP压流双控自动注水泵站系统。该系统采用增加前置泵低压变频调节,利用离心泵串联的特性变化以及仪表检测、自动化控制等技术手段,由双置增压泵,通过变频调速器和控制柜,分别控制增压泵流量和压力,从而控制注水泵出口流量和压力,达到压力、流量双控的目的,实现了油田的自动化注水,提高了注水效率,降低了电能消耗。实践证明,该系统与采用高压变频器相比,可以提高泵效,每天节约用电5959kW·h。     

PCP在新疆油田702注水站的应用

基于泵控泵(PCP)技术的注水泵站系统,采用摘段调节、变速调节和泵的串联改变注水系统的特性曲线,使大功率多级高压离心泵始终在高效区工作,能实现注水泵输出压力和流量可调,多种工况组合备用及节能降耗的目的.新疆油田702注水泵站应用该技术后解决了小马拉大车的问题,实现压流可调,降低了泵管压差和注水电耗,提高了注水效率,节省了投资,有效地解决了油田注水电耗大的问题.     

高压变频在杏南注水系统的应用

对高压变频工作原理进行了简要阐述.根据杏南开发区注水系统的实际能耗状况,提出在杏五注水站采用高压变频器拖动注水机泵,实现注水量的无节流调节,减小泵管压差,以降低本站泵水单耗;在保证油田配注要求前提下,利用高压变频器,依据注水管网需要的压力或流量进行参数设定,降低杏南开发区注水系统的能耗.     

自动化监控技术在油田注水泵站的应用

注水泵站依靠人工调节来控制注水量和注水压力，难以实现注水机泵的经济运行；同时机泵保护系统水平低，可靠性差，从而增加了生产成本和管理难度。MCS型高压注水站自动监控系统实现了注水机泵及注水泵站辅助设备的自动监控。介绍了监控系统的工作原理、功能及应用效果。     

油田注水目标函数大闭环优化控制系统的构建

在中国石化2015年油田注水大调查中,分析了大量注水测试数据,发现了目前油田注水系统存在的主要问题,提出前置宽频高效增压泵的PCP技术,研究PCP系统特性并建立其数学模型,实现管网数值模拟,并在此基础上构建注水目标函数大闭环优化控制系统。该系统通过注水系统动态优化软件实时采集注水系统状态,通过分析计算,建立优化控制目标函数,向PCP泵站系统发出控制调节信号,实现压力和流量调节,并通过大系统反馈不断修正,最终使注水系统达到优化运行。应用该系统可显著提升泵效,降低注水单耗,实时掌握管网运行情况,正确地判别整个管网系统配置是否合理,评价改造方案及效果。     

基于PCP技术的塔中高压注水泵节能改造

塔中作业区10 kV高压注水泵只能在工频状态下运行,造成注水标准单耗高,能量损失严重。提高注水效率、降低注水能耗已十分必要。通过结合塔中高压注水泵站的实际情况对几种注水泵节能方向进行比较,提出了用泵控泵(PCP)技术进行节能改造的构想。PCP技术在塔中高压注水泵站的应用,可以解决注水泵泵效低、泵管压差大、注水单耗高等问题,为注水泵的节能运行提供参考。     

中原油田采油三厂注水系统能耗分析及治理

中原油田采油三厂注水系统能耗大,其中高压离心泵、污水处理及高压增注泵能耗占系统的95.5%,主要原因是高压泵偏离高效区运行、产出水远距离输送处理、配水阀组能耗大、干线结垢等方面。通过采取注水站DF400泵降级使用,增注站分压力系统改造,将污水直接进水处理系统,改造污水外输泵等降低能耗措施,取得了较好的经济和社会效益。     

中原油田采油三厂注水系统能耗分析及治理

中原油田采油三厂注水系统能耗大，其中高压离心泵，污水处理及高压增注泵能耗占系统的95.5%。主要原因是高压泵偏离高效区运行、产出水远距离输送处理、配水阀组能耗大、干线结垢等方面。通过采取注水站DF400泵降级使用，增注站分压力系统改造，将污水直接进水处理系统，改造污水外输泵等降低能耗措施，取得了较好的经济和社会效益。     

注水泵站配灌注泵变频调速控制系统节能研究

为了降低油田注水采油的成本 ,提高生产效率 ,对注水泵站进行了PCP技术改造。PCP系统由 1台注水泵、 1台灌注泵、变频调速系统、计算机控制系统、仪表监测系统、润滑系统及冷却系统组成 ,其中注水泵是整个泵站系统的核心。PCP系统在油田成功应用后 ,完全适应油田注水工艺的要求。应用PCP系统理论注水量由原来的 4 0 0m3/h增加到 4 5 0m3/h ;流量与压力均可调节 ;年节电费用达 94 4万元 ,降低了成本 ,经济效益显著     

高压变频技术在油田注水系统中的应用与节能分析

油田注水系统的耗电量一般占整个油田生产耗电的40％-60％,因此降低注水系统的能耗可显著降低油田的生产成本。常规的通过调节阀门开启度来达到调节注水泵出口压力和流量的作法,会使很大一部分能量造成浪费,要解决这个问题,可以采取对注水泵进行调速的方法。文章论述了通过高压变频技术对注水泵进行调速,从而达到节能效果的基本原理;对一台恒速泵和一台变频调速泵并联运行时的效率进行了分析,并对应用实例进行了计算,注水站的效率比原来提高了9．04％,收到了显著的节能效果。     

注水系统节能优化控制的研究

为有效地减小油田注水系统无用功能耗，需对注水系统实行节能优化控制。简述了注水系统节能优化控制方案的确定。在分析注水站单站优化与注水系统优化关系的基础上，提出了将注水系统优化控制简化成单站局部优化控制的构想。介绍了注水站节能优化的典型应用，选择静态优化控制的方法，利用多层曲线拟合方法对注水站建模，确定了多泵优化控制的步进搜索方案。给出了实用的在线节能优化控制系统，包括优化控制的主要硬件系统和软件系统。     

大型旋转注水机组状态智能优化控制系统研究

大型旋转注水机组是油田采油生产中广泛采用的关键设备 ,耗能很大。为实现对注水机组工作状态的节能优化和机组设备的安全运行 ,研制了智能优化控制系统。节能优化控制的主要目标是 :在满足配注条件的情况下 ,使注水系统总的能耗函数最小。该控制系统由神经网络自适应控制、泵出口阀门调节和进退法最优参数搜寻等部分组成。通过神经网络自适应控制对运行参数进行优化 ,并在神经网络优化的基础上 ,利用进退法在当前运行参数的基础上寻求更优的运行参数。在运行安全区内调节泵出口阀的开度 ,使注水泵排量逼近优化排量 ,以降低注水单耗。工业现场实际运行的结果表明 ,控制系统可以在机组安全区范围内降低注水单耗 ,节能优化效果明显。     

油田注水机组流量调节阀的节能优化控制分析

对注水机组进行优化控制的方法有调速调节控制和节流调节控制。采用闸阀节流调节控制方法简单易行 ,投资少 ,若以泵水单耗最低为优化目标实施优化控制是可行的。具体做法是 :当相邻站注水量增加或注水井需水量减少时 ,可关小阀门 ,使泵出口压力提高 ;当相邻站注水量减少或注水井需水量增加时 ,可开大阀门 ,使泵出口压力降低。现场应用试验表明 ,采用闸阀节流调节控制方法 ,注水机组泵水单耗最高降低 12 %,平均降低 3%,具有明显节能效果。     

变频器在油田注水泵上的节能应用

油田注水系统压力高、水量大,注水电动机大多数是大功率电动机,但油田注水站的额定流量与实际流量常常不相匹配,从而导致电动机长期处于高耗能状态。针对这一问题,提出采用变频调速装置对油田注水泵用电动机进行变速调节,以达到节能降耗的目的。文章介绍了变频系统的原理,对变频系统与原有系统进行了比较。采用变频控制方式后,不仅提高了注水系统的效率,节约了电能,而且延长了电动机的使用寿命,减少了维修工作量及成本。     

油田注水系统生产运行优化

通过建立基本单元和注水管网的数学模型,来描述注水系统的基本特征。以注水泵的排量为设计变量,建立起注水系统生产运行优化的数学模型。依据模型的特点,提出了约束条件转化策略和二层递阶迭代的优化方法,可以给出不同配注条件下注水系统优化的开泵方案和最佳的运行参数。此项技术在大庆杏南油田使用,表明实施注水系统生产运行优化,能够降低注水单耗,提高注水系统的运行效率,从而降低原油生产成本,提高了油田的经济效益。     

泡沫加二元复合体系提高采收率技术试验研究

通过物理模拟试验研究了聚合物驱油体系、泡沫复合驱油体系、二元复合驱油体系及泡沫与二元的复合体系提高采收率的能力、驱替过程中产出液含水变化及注采压差变化。试验证明,泡沫加二元复合驱油体系集合了泡沫及二元驱油体系的特点,具有强调及强洗的双重作用,泡沫的高视粘度及选择性封堵提高了驱油体系的波及面积,二元体系的高界面活性提高了驱油效率,减少了油藏的残余油的存在,使泡沫体系更稳定,多种组份相互作用,使驱油效果最大化;注入0.3PV复合段塞,综合采收率提高33.7%,提高采收率效果明显好于单纯的聚合物驱、二元驱及泡沫复合驱,在注入相同段塞条件下能够增加采收率4%～13%。     

聚合物驱后恢复水驱提高采收率方法平板模型试验研究

通过室内物理模拟试验比较2种聚合物驱后的提高采收率方法,并考虑不同渗透率级差模型对聚合物再利用技术的影响,得到聚合物驱后对地下聚合物溶液再利用技术和效果的认识。研究表明:在聚合物驱-水驱-深部调剖-活性水驱的试验中,聚合物驱后恢复水驱,因水的流度远高于聚合物溶液的流度,会产生严重的指进现象,降低了水的波及系数;同时大量水体又会严重稀释深部调剖剂,使其强度减弱,调剖效果变差。在聚合物驱-水驱-絮凝和固定-深部调剖-活性水驱的试验中,可通过絮凝剂对水驱稀释的聚合物溶液絮凝再利用,形成絮凝体对高渗透层产生封堵,再注入固定剂溶液进入聚合物浓度较高的次高渗透层,通过交联形成交联体起到深部调剖和驱油作用。在3种渗透率级差的平板模型试验中,对絮凝和固定技术进行了对比试验,证实该技术具有一定的有效期,产生的絮凝体和交联体强度较高,为后续深部调剖和活性水驱奠定了良好的基础,同时该技术具有成本低廉、采出程度高、对中低渗透层的伤害程度小及对地下存在聚合物再利用程度高等优点。