單井增注系統優化--智能恒壓變頻注水技術應用

沈陽采油廠2007年7月一、建設項目提出的必要性和依據沈陽油田目前共有單井多柱塞增壓注水3DS泵48臺，主要分布在中低滲區塊，裝機功率2433KW，每小時理論排量3-8m3，實際注水壓力20-29MPa。增壓注水泵在中低滲油藏注水開發現場應用過程中存在兩個突出問題：

1、現狀分析

隨著開發時間的推移，中低滲油藏注水井平均注入壓力逐年上升，吸水能力顯著下降。查閱相關資料表明：有135口注水井平均注水壓力和吸水指數發生了變化

1、現狀分析⑴壓力擴散減緩，注水壓力上升快，不能連續平穩注水。一、建設項目提出的必要性和依據

中低滲油藏滲透率低，隨著注水開發時間的延長，大部分儲層由于粘土和微粒的遷移、聚集以及注入水水質的超標，出現喉道或微裂縫堵塞、孔喉減小、物性變差的趨勢。地層注入壓力逐漸升高，壓力傳導減緩，水井憋壓嚴重，泵在運行過程中的排量遠大于注水井地層當前的吸收量，從而導致注水壓力在短時間內超過泵本身允許的額定壓力范圍而停機，注水時率及注入水量大大降低。

2、技術改造思路分析

油藏開發是個動態過程，增壓注水系統必須具有較好的匹配性，以滿足動態變化的需要一、建設項目提出的必要性和依據

2、技術改造思路分析現場與泵配套應用的三相異步鼠籠式電機是以恒定的轉速進行運轉的，在出口保持一個基本恒定的排量值，無法適應油藏動態的要求。

注水量是壓力和時間的函數，只要壓力和時間選擇控制恰當，水井就能夠連續平穩注水。因此，在保持注水壓力不變的前提下，通過改變注水泵電機的轉速，使之提供連續可調的排量，做到與地層瞬間吸水量相匹配。一、建設項目提出的必要性和依據

2、技術改造思路分析通過延長開泵時間，提高注水時率，使地層緩慢持久的按需吸水，滿足配注要求。同時，由于電機轉速降低，機泵的特性曲線相應改變，泵在工況點工作，泵干壓差降低，耗電量大大降低。一、建設項目提出的必要性和依據

3、技術原理變頻器主回路拓撲結構◆變頻調速裝置主回路主要包括整流電路、濾波電路、逆變電路三大部分。一、項目實施背景和依據二、項目資源情況、建設規模和建設地點的初步設想

實施地點以沈95塊、邊臺潛山為主，還包括沈625潛山、沈253潛山、沈179塊、沈24塊、沈161塊、沈67塊等區塊注水困難井。安裝恒壓變頻注水調速裝置40套。區塊井數區塊井數邊臺潛山9沈2571沈95塊12沈1793沈6114沈1612沈6253沈671前3-沈122沈253、沈243三、投資估算

總投資200萬元37kW注水電機恒壓變頻控制裝置14套，單價3.8萬元，45kW7套，單價4.3萬元，50kW2套單價4.6萬元，55kW2套，單價4.8萬元，75kW15套，單價6.5萬元。恒壓變頻控制裝置平均單價5萬元/套，40套需200萬元。五、效益、效果預測

隨機測試表中可以看出平均每口井的回流量為31.69m3/h，回流量占理論日注入量的比例為36.49%，當使用變頻調速裝置進行控制時，可基本達到無回流，則回流所消耗的電能就可節省下來。有回流時，平均有功功率為17.51kW，所以用變頻調速裝置后可節省有功為17.51×36.49%=6.39kW，一天可節電6.39×24=153kWh，一年可節電153×365=55845kWh，即安裝變頻調速裝置后平均每口井有功節電率為36.5%，可節電55845kWh⑴有功節電五、效益分析

各電機的功率因數（cosΦ1）的平均值為0.63，當安裝變頻調速裝置后，可提高功率因（cosΦ2）數到0.98。則在視在功率相同的條件下，節省無功功率可按下式計算：（S×sinΦ1-S×sinΦ2）/S×sinΦ1=74%即安裝變頻調速裝置后平均每口井無功節電率為74%，19.58×74%=14.5kVar，一天可節電14.5×24=348kVar，一年可節電348×365=127020kVar,無功當量按0.02來取，每口井每年綜合節電量為55845+127020×0.02=58385KWh，40口井年節電230萬度，相當于929.2萬噸標準煤,一度電按0.58元計，則單井一年可節電費58835×0.58=33863元，每年共可節約電費3.38×40＝135.2萬元，該項投資回收期為：200/135.2＝1.5年

⑵無功節電

井號電機功率

（kW）運行電流

（A）有功功率

（kW）無功功率

（kVar）視在功率

（kVA）功率因數實際運行時間（h）實際日注量（m3/h）理論排量

（m3/h）理論日注量（m3）回流量

（m3/h）回流量占理論日注量比例（%）每小時有功節電（kW）一區15號站

邊32-22559554.9728.7462.030.886247561446947.926.33一區16號站

邊29-25453012.3515.0719.480.63420433601727.673.42一區14號站

邊34-24453515.398.517.580.87524293724359.679.18一區15號站

邊31-025754410.5826.428.440.372919327830.673.24一區17號站

邊327-24373218.777.1519.970.941022330827.675.19一區14號站

邊32-23374311.923.3927.170.5091540345511.001.31四區30號站

邊14-2837286.417.7919.070.3624293724360.003.84四區30號站

邊12-24756018.0525.0836.120.7224136614485.500.99四區31號站

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