油田注水机组节能优化的指标及数学模型

油田注水是采油生产的重要手段。然而,油田注水系统的耗电量巨大,因此,开发注水系统节能技术是油田节能工作的重点,其中注水机组的节能优化是注水系统节能的基础。文章阐述了油田注水机组节能优化的指标,建立了注水机组节能优化的数学模型。     

注水站机组智能机器状态趋势预测方法

针对油田注水站机组现有机械设备维护方式经济性差、不能完全避免事故发生的问题,提出用具有遗传功能的神经网络对油田注水站机组运行状态进行预测,给出了具有反馈功能的预测神经网络结构图,采用一种新型的全局优化搜索算法的遗传算法来训练前向神经网络。根据从大庆油田采回的现场数据建立的神经网络模型所做预测结果表明,遗传算法是一种启发式搜索,易收敛于全局最优,收敛速度方面遗传算法明显优于BP算法,预测精度明显优于常规预测方法,遗传算法能较好地反映机组运行状态的变化趋势。     

注水站机组智能化机器状态趋势预测方法

针对油田注水站机组现有机械设备维护方式经济性差、不能完全避免事故发生的问题 ,提出用具有遗传功能的神经网络对油田注水站机组运行状态进行预测 ,给出了具有反馈功能的预测神经网络结构图 ,采用一种新型的全局随机优化搜索算法的遗传算法来训练前向神经网络。根据从大庆油田采回的现场数据建立的神经网络模型所做预测结果表明 ,遗传算法是一种启发式搜索 ,易收敛于全局最优 ;收敛速度方面遗传算法明显优于BP算法 ,预测精度明显优于常规预测方法 ,遗传算法能较好地反映机组运行状态的变化趋势。     

基于SVM的注水机组状态预示技术研究

油田大型注水机组在连续运转过程中,由于其自身的因素以及受外界条件的干扰,其运行常处于非线性非平稳状态。在充分研究和比较多种设备状态预示方法的基础上,提出一种基于支持向量机(Support Vector Machine,SVM)的状态预测新方法。该方法应用最终预报误差(FinalPrediction Error,FPE)准则确定样本的嵌入维数。通过比较SVM预测模型与自回归预测模型的单步和多步预测结果,证明基于SVM的预测方法在较长区间内具有良好的预测效果。用SVM预测大庆油田旋转注水机组时域的振动烈度,取得了较好预测效果,证明该算法能有效提高预测精度。     

大型注水系统应用调速技术的研究

对注水泵变频调速机组的节能效果进行了估算,提出了油田大型注水系统的优化运行及仿真策略,并用初期开发的计算机软件对杏南油田注水系统进行了仿真计算,计算结果表明,通过对变频调速机组的调节和控制,可以优化调度整个注水管网的运行,从而使整个注水系统用能最优。如果按照提出的策略进行变频这和运行控制,杏南油田注水系统可约１０００ＫＷ,效益显著,２至３年内即可收回加装变频调束装置的全部投资。     

油田区域注水自动化监控系统设计

介绍了油田区域注水自动化监控系统设置的必要性和可行性,提出了系统的结构,并对注水系统需要测量的“注水工艺参数”和“机组参数”进行了阐述,对仪表的选型原则及系统中所采用的测控仪表特点进行了着重描述,简述了油田注水自动化的应用前景和发展方向。     

面向油田注水设备的振动信号分析和诊断系统

以油田大型注水设备的振动信号为研究对象,在深入油田生产实际调研的基础上,开发了面向油田注水设备的振动信号分析和诊断系统。在介绍系统的整体设计后,详细说了系统的信号分析设计、传感器的选择与布置,以及数据分析软件的设计。最后以某泵站3#、4#、5#注水泵机组为现场应用对象,对机组进行实际监测与分析,得出一系列状态监测结果,其中5#机组的轴承振动信号与机组轴承内圈偏磨相符合。     

降低注水单耗的节能研究与应用

注水系统是高能耗系统,提高注水效率,降低注水用电单耗是油田节能工作的一个重要课题。通过对注水工艺,注水设备及管网的全面调查研究及改造,揭示了提高注水泵机组效率及管网效率的节能途径,取得了显著的经济效益。     

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。     

延长油田注水站实时远程分析系统的研制与应用

延长油田注水系统一直以来凭经验进行操作,使得系统运行很难保持在最优状态,注水效率低、能耗高。因此,注水系统实时在线分析系统的研究对提高注水系统效率及实现注水站设备的优化运行具有重要意义。研制的注水站实时远程分析系统数据采集部分采用单片机作为压力、流量、电参数的采集电路,采集单元与上位机的数据传输利用Zigbee短程无线通信技术。上位机检测软件具有图形仿真、效率计算、工况诊断、优化设计等功能。该系统2017年在蒙一联、宝一站、赵一联、泉241等10座注水站安装运行,已为油田节省人工成本123.6万元,取得了良好的效果,达到了节能降耗的目的。     

油田注水泵机组智能故障诊断系统

针对油田注水泵机组运行状况缺乏诊断手段 ,以及常规分析系统诊断工作量大的问题 ,研制了一种多功能、智能化的注水泵机组故障诊断系统。硬件系统由传感器、诊断仪主机和便携式计算机组成 ;软件系统由数据系统软件和故障诊断软件组成 ,而智能诊断知识库是本系统的核心部分 ,可预先将泵的各种故障以一定的数据结构存储在库中 ,诊断时可根据库中的故障模型自动调入所需的分析数据 ,对各种指标进行提取 ,并将提取的特征值存储在知识库中。通过对4台注水泵的诊断表明 ,其测试结果与现场实际情况相吻合 ,极大地降低了诊断工作量。     

小区块油田近井采注水开发及配套机电系统设计

针对小区块油田的注水开发，采用近井高扬程采注水技术，可简化注水规模和压缩投资。其配套机电系统的设计包括：水源井井下采水系统，地面电力系统和过滤系统．注水井井下注水系统。现场试验表明，应用这种近井高扬程采注水技术及其配套机电系统，可使小区块油田注水开采成本明显降低。     

管道式电动机多级离心泵水平增压注水机组

新型管道式电动机多级离心泵水平增压注水机组由管道式电动机、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自行研制的关键部件 ,主要由定子系统、转子系统、止推轴承、油润滑系统、保护器系统、环形流道系统和上下接头组成。胜利采油厂二矿2 2 2 1井应用该机组注水的实例表明 ,当管道电动机功率选 4 5kW ,机组进口压力为 12 4MPa时 ,机组出口压力可达 2 4 1MPa ,增压效果明显 ,且日常运转无漏失 ,安全可靠 ,不需要维护 ,具有独特的优势 ,但该机组耗电量比柱塞泵大。     

柳28断块聚合物凝胶微球在线调剖技术

柳赞油田柳28断块在2002年试注期间,注水开发特征表明油层连通性好,单层突进现象严重,油井含水上升快。2006年正式全面注水开发,为了控制油井含水上升速度,提高原油采油率,在该断块开展了孔喉尺度聚合物凝胶微球在线调剖技术。通过室内实验的评价分析及矿场施工方案的认真设计实施,表明根据油层特点优选凝胶微球的直径、注入浓度和注入速度是决定最终调剖驱油效果的关键。该措施实施后,断块日产油量由72t上升到132t,有效减缓了油井含水上升速度,提高了区块的采收率,改善了注水开发的效果。该技术能满足油藏深部调剖的要求,为类似非均质油藏提高采收率提供了借鉴作用。     

水力活塞增压注水泵的研究与应用

水力活塞增压注水泵是水力活塞泵技术的发展。这种泵以注水站输出的高压水为动力源 ,高压来水经过增压注水泵后分为两部分 ,一部分作为动力液驱动泵工作 ;另一部分经增压后注入地层。室内和现场试验表明 ,这种泵适合于目前注水压力达不到要求的单井和井群 ,在不增加新动力设备的条件下 ,可使井口注水压力增加几倍 ,具有体积小、质量轻、运输安装和使用维修方便等特点 ,对改善油田局部注 采对应关系 ,提高注水开发效果具有现实意义。     

不稳定注水适应性分析

不稳定注水是提高水驱开发效果的一种有效手段，原有成果主要从油藏特性、注水制度等方面研究。随着水驱程度日益深入、地下注采状况更为复杂，有必要全面研究不稳定注水增效机理。根据现场实践，结合水驱后期剩余油分布特征，提出了主要从井网、注采关联出发的不稳定注水适应性分析。研究认为，应优先选择注采关联相对独立的井组、选择位于油层边部及井网相对不完善区井组、选择层间差异较大的井组实施不稳定注水。实践证明，考虑井网后的不稳定注水，现场实施效果更好。     

牛东火山岩油藏试注分析与注水工艺对策

三塘湖盆地牛东区块上石炭统卡拉岗组（C2k）油藏是吐哈油田首次发现的裂缝一孔隙型火山岩油藏,通过对牛东区块前期试注井的注水指示曲线、压降曲线、吸水剖面等资料的分析,提出了该区块的注水工艺技术对策,优选了注水井口、管柱及地面注入压力系统等级等。在牛东区块注水3-艺设计中．综合运用吸水指数法、地层破裂压力法进行注水量预测,科学准确地预测了注水量与注水压力等级,为吐哈油田火山岩油藏注水开发提供了技术支持。     

The Effects of Properties of Waves on the Recovery of Ultrasonic Stimulated Waterflooding

The authors studied effects of wave frequency and power output on recovery of oil in an ultrasonic stimulated waterflooding process. A series of ultrasonic stimulated waterflooding experiments was conducted on conventional sand pack saturated with vaseline and kerosene (to represent oil). The frequency and power output of waves were varied in each experiment and the effects on oil recovery were studied. Increasing power output (intensity) of waves increased oil recovery. On the other hand, increasing frequency of the waves accelerates recovery of oil; however, the total amount of oil recovered was almost the same for waves of different frequencies. In addition to that effect of increasing power outputs of the waves on increasing the temperature was investigated.     

应用数值模拟技术研究周期注水

在层间、层内渗透率差异较大的情况下,利用周期注水来形成不稳定压力场,可以提高该类油藏的开发效果。应用油藏数值模拟技术,结合室内研究成果,对周期注水机理进行研究分析,结果表明,渗透率和毛管力是影响周期注水效果的主要因素,不同工作制度、合理周期注水、注水量变化幅度对其效果也有一定影响。在此基础上,对黄骅坳陷王官屯油田官80断块开展矿场试验,结果证实:在保持地层能量和注采平衡的基础上,多层均质油藏采用周期注水可以提高注入水的波及体积和最终采收率;应最大限度提高注水量变化幅度,当层间矛盾突出时,可实施分层系周期注水;在弥补水量和保持地层压力方面,不对称型周期注水工作制度优于对称型。图2表4参1(闻国峰摘)     

树枝状注水管网布局优化设计方法研究

以复杂数枝状干线注水管网系统为研究对象,以节约投资、增加经济效益为目的,运用注水管输理论、图论和最优化设计理论,给出了注水管网拓扑结构优化设计的数学模型。并从实际应用的角度出发,针对其计算量大和不易求得精确解的特点,将管网拓扑结构优化设计分解为配水间、注水站、注水干线节点的优化设计,求得该问题的近似解。通过设计实例检验了方法的可行性和正确性。