沈阳油田沈二区注水系统节能降耗技术研究

针对沈阳油田二区注水系统水单耗较高的现状,研究了注水系统优化运行节能降耗的方法,建立了注水系统基本单元和注水管网的数学模型。以注水系统耗电量最小为目标函数,以井口压力、配注水量、注水站和注水泵排量为约束条件模型,依据模型的特点,提出了提出了两层优化方法。采用优化运行方案,二区注水系统得到明显改善,泵水单耗降低了0.51kWh/m3。     

并联注水泵群优化运行的建模与控制

油田注水站内使用变频驱动往复式柱塞泵和恒速多级离心泵并联运行，讨论了并联注水泵群的特性。在满足外界流量变化的需求和优化运行的约束条件下，建立了以注水效率最大为目标函数的优化调度数学模型；给出并证明了获得目标函数最优值的外界流量范围，为提高优化模型的求解速度、合理设计注水泵群的流量分配提供了理论依据。提出减少注水泵的切换次数和实时跟踪泵组性能特性的自适应控制策略，以满足工程的实际需求。编制软件对某油田注水泵站进行优化调度，其中采用混合遗传算法求解数学模型，证实了此方法的有效性。     

基于人工鱼群算法的油田注水系统运行优化研究

以注水站能耗最小为目标函数,以系统水力平衡、注水量和注水压力为约束条件,建立油田注水系统运行方案优化数学模型。采用人工鱼群算法求解该模型,将鱼群的觅食行为、聚群行为和追尾行为等应用到优化算法中,取得了较好的优化结果。     

多站注水系统柱塞泵运行方案优化研究

通过研究柱塞泵组成的多水源注水管网，提出一种优化开泵方法，并经实践证明是正确的，有利于油田注水系统节能降耗。     

地面离心泵式注水系统工况诊断分析

针对华北油田地面注水系统大多数属于多泵单站系统,在满足地质配注方案要求的前提下,站内机泵系统如何与一定工艺流程下的管网系统协调优化、对注水系统运行状况如何评价、如何提高油田注水系统效率、有效降低注水单耗等问题,通过对注水系统管网、离心泵运行特性规律研究,建立了适合华北油田注水开发需要的离心泵注水系统工况诊断分析模型.采用该工况诊断分析方法,能够确定注水系统工作点,界定其工作区域,给出诊断分析结果,为制定调整改造方案,提高注水系统效率提供决策依据.该技术在别古庄油田古一站注水系统调整改造中应用,有效地提高了注水系统生产运行效率,降低了注水单耗,为进一步扩大现场应用规模奠定了基础.     

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。     

基于前置增压泵压力和流量可调性注水技术的应用

据统计,注水开发油田的注水电耗占原油生产总用电的33%~56%,注水节能成为一个迫切需要解决的问题.基于双泵串联的泵控泵技术,利用前置小功率增压泵来调节系统压力和流量,使高压大功率注水泵高效工作.对大型注水泵站的串接泵叠加特性进行了分析,建立了控制系统的数学模型,介绍了系统节能和自动控制原理.以注水泵站的输出压力和流量为目标函数,实现了高压注水泵站的稳定、高效节能和优化运行.     

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。     

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。     

玉门老君庙油田注水系统优化简化

针对玉门老君庙油田原注水系统存在的问题,确定了注水系统优化简化改造方案：采用单干管稳流配水工艺,减少注水管网;优化总体布局;注水泵全部选用高效柱塞泵,降低能耗;非金属管道的大面积应用减少了注水管道腐蚀的维修工作量。注水系统的优化简化解决了油田注水长期欠产的情况,提高了注水井的开井率;降低了工程投资,减少了后期维护工作量。     

安装变频调速装置的复杂注水系统运行优化研究

以轴功率最小为目标函数,以限制水量平衡、注水压力、调速泵转速、泵排量为约束条件,建立了安装变频调速装置的复杂注水系统运行参数优化数学模型。针对复杂注水系统的运行特点,采用改进遗传算法对运行优化模型进行了求解,同时优化了变频泵的位置和运行参数。改进遗传算法采用实数编码,并对适应函数进行了调整,采用随机多父辈适应函数值加权交叉法,改进了变异操作。在操作过程中,给出了泵排量和变频调速的处理方法,大大减少了不可行解的产生,使该算法的优化性能得到了提高。用算例说明了该优化方法的有效性。     

胜利油田注水系统节能潜力分析

分析了胜利油田注水系统的能耗现状、与国外先进水平的差距以及影响注水系统效率的主要因素，指出大力搞好注水站供水能力与系统负荷匹配、对柱塞泵注水站推广应用变频调速技术、对离心泵注水站继续推广应用自动监控技术、对低效泵实施改型技术改造、继续开展注水泵拆级改造实现压力等级匹配、继续推广增压泵分压注水技术、对运行年限长设备老化的注水泵站继续开展技术改造、加强对注水管网的更新和维护提高注水管网效率、加强水质处理推广应用水质精细过滤装置、加强注水泵站的运行管理和维护是实现系统节能降耗的重要途径。     

注水站最优控制原理

概述了油田注水站计算机最优节能控制理论，认为注水系统能上三部分组成：（１）注水泵驱动电机损耗；（２）注水泵损耗；（３）管网系统损耗，注水站优化节能的目标就是在满足配注方案的前提下，将上述３种损耗降至最小，给出了一种以注水系统效率为目标函数的注水站最优控制的原理和设计方法，采用这种方法来设计注水站的节能控制方案可取得较大的经济效益。     

基于混合遗传算法的油田注水系统运行方案优化模型

分析了油田注水系统效率低、能耗较高的主要原因。以注水能耗最小为目标函数,以系统水力平衡、注水量和注水压力为约束条件,建立了油田注水系统运行方案优化数学模型。该模型是带有离散变量和连续变量的混合优化设计模型。根据模型的结构特点,提出了混合遗传算法的求解策略,给出了染色体选择、交叉和变异方式,编制了相应的计算机软件。运用该方法对某油田高压注水系统运行方案进行了优化计算,取得了良好的经济效益。     

杏北油田注水系统降压运行方案与效果分析

杏北油田普通注水系统存在部分注水站泵水单耗高、注水系统压力损失较大的问题,针对这一问题,对普通网注水井压力进行了分析,制定了注水系统降压运行方案.通过采取优化注水站布局、注水泵减级等多种技术措施实行降压运行,并对比降压前后的单耗、电量、压力等变化来分析降压后取得的节能效果.     

基于双重编码遗传算法的注水系统运行优化

以耗电量最小为目标函数，建立注水系统优化数学模型。根据运行优化要解决最优开泵方案及排量2个问题，遗传算法采用了二进制编码和实数编码相结合的双重编码。针对遗传算法的局限性，对适应函数进行了调整，改进交叉和变异操作，结合模拟退火算法，该算法能够有效地提高收敛速度，避免早熟收敛。同时在遗传算法操作过程中，给出了泵排量的处理方法，使排量约束得到满足，系统水量保持平衡。算例说明了该方法的有效性。     

多源油田注水系统运行调度优化

大庆油田注水系统一般是由多个注水站相互连通共同组成的十分复杂的压力系统,目前该系统普遍存在注水效率较低、能耗较高的问题,进行系统的运行调度优化是解决该问题的一项重要技术途径。以注水能耗最小为目标函数,水力平衡约束、注水量约束、注水压力约束等为条件,建立了注水泵排量优化和开停方案优化2个问题的数学模型,分别采用惩罚函数法和混合遗传算法进行求解,编制成相应的注水系统运行优化调度软件,在实际应用中取得了降低注水单耗0.32 kW.h/m3,节约耗电量2.32×104 kW.h/d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。     

喇嘛甸油田电网实施DSM的技术潜力

喇嘛甸油田主要的耗黾项目有配电系统、注水系统、机采系统和集输系统,DSM技术主要应在这几个系统内实施,对提高其系统效率和负荷率,全面推动油田生产管理水平的提高;对降低企业的生产成本,提高经济效益是十分有益的。从理论上讲,峰时用电量减少,电费支出越少,但油田生产的连续性决定了负荷调整比例很小。在注水系统,首先加强注水系统优化运行管理, 编制出注水系统优化运行方案,严格控制开泵总数,按注水方案及注水泵高效运行区确定供水能力及最佳开泵数量和地点,保证注水系统高效运行,使全厂少开注水泵,既节约了电量,又降低了最大电力需量。     

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。