1、,單井增注系統(tǒng)優(yōu)化 -智能恒壓變頻注水技術(shù)應(yīng)用,沈陽采油廠,2007年7月,一、建設(shè)項(xiàng)目提出的必要性和依據(jù),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(qū)塊，裝機(jī)功率2433KW，每小時理論排量3-8m3，實(shí)際注水壓力20-29MPa。增壓注水泵在中低滲油藏注水開發(fā)現(xiàn)場應(yīng)用過程中存在兩個突出問題：,1、現(xiàn)狀分析,隨著開發(fā)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(guān)資料表明：有 135口注水井平均注水壓力和吸水指數(shù)發(fā)生了變化,1、現(xiàn)狀分析, 壓力擴(kuò)散減緩，注水壓力上升快，不能連續(xù)平穩(wěn)注水。,一、建設(shè)項(xiàng)目提出的必要性和依據(jù),目前在運(yùn)泵30臺，平

2、均泵效只有31.13%，單耗平均約為9.7kWh/m3。日耗電約1.46104 kWh，其中泵開回流做無用功日耗電約0.8104 kWh，占總耗電量的54.8%。,1、現(xiàn)狀分析,與實(shí)際需要不匹配，設(shè)備使用效率低，能耗高 。,一、建設(shè)項(xiàng)目提出的必要性和依據(jù),中低滲油藏滲透率低，隨著注水開發(fā)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(zhì)的超標(biāo)，出現(xiàn)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(dǎo)減緩，水井憋壓嚴(yán)重，泵在運(yùn)行過程中的排量遠(yuǎn)大于注水井地層當(dāng)前的吸收量，從而導(dǎo)致注水壓力在短時間內(nèi)超過泵本身允許的額定壓力范圍而停機(jī)，注水時率及注入水量大大降低。,2

3、、技術(shù)改造思路分析,油藏開發(fā)是個動態(tài)過程，增壓注水系統(tǒng)必須具有較好的匹配性，以滿足動態(tài)變化的需要,一、建設(shè)項(xiàng)目提出的必要性和依據(jù),2、技術(shù)改造思路分析,現(xiàn)場與泵配套應(yīng)用的三相異步鼠籠式電機(jī)是以恒定的轉(zhuǎn)速進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)的，在出口保持一個基本恒定的排量值，無法適應(yīng)油藏動態(tài)的要求。,注水量是壓力和時間的函數(shù)，只要壓力和時間選擇控制恰當(dāng)， 水井就能夠連續(xù)平穩(wěn)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(jī)的轉(zhuǎn)速，使之提供連續(xù)可調(diào)的排量，做到與地層瞬間吸水量相匹配。,一、建設(shè)項(xiàng)目提出的必要性和依據(jù),2、技術(shù)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

4、，由于電機(jī)轉(zhuǎn)速降低，機(jī)泵的特性曲線相應(yīng)改變，泵在工況點(diǎn)工作，泵干壓差降低，耗電量大大降低。,一、建設(shè)項(xiàng)目提出的必要性和依據(jù),3、技術(shù)原理,在增壓注水泵上引用變頻恒壓控制柜，通過對電機(jī)進(jìn)行調(diào)速，改變泵的實(shí)際排量。通過調(diào)節(jié)器自動跟蹤瞬時情況，采取相應(yīng)動作，當(dāng)排量大于配注時，調(diào)節(jié)器通過比較運(yùn)算，控制變頻器降低轉(zhuǎn)速，降低排量;反之亦然。在保持壓力恒定的前提下，使實(shí)際排量與地層吸水量保持匹配。,一、建設(shè)項(xiàng)目提出的必要性和依據(jù),3、技術(shù)原理,變頻器主回路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),變頻調(diào)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(xiàng)目實(shí)施背景和依據(jù),二、項(xiàng)目資源情況、建設(shè)規(guī)模和建設(shè)地點(diǎn)的初步設(shè)想,實(shí)施地

5、點(diǎn),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(qū)塊注水困難井。,安裝恒壓變頻注水調(diào)速裝置40套。,三、投資估算,總投資200萬元,37kW注水電機(jī)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。,四、項(xiàng)目的進(jìn)度安排,第一階段：2007.72007.8 施工前準(zhǔn)備,第二階段：2007.92007.12 現(xiàn)場施工、投運(yùn),五、效益、效果預(yù)測,隨機(jī)測試表中可以看出平均每口井

6、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(dāng)使用變頻調(diào)速裝置進(jìn)行控制時，可基本達(dá)到無回流，則回流所消耗的電能就可節(jié)省下來。有回流時，平均有功功率為17.51kW，所以用變頻調(diào)速裝置后可節(jié)省有功為 17.5136.49%=6.39 kW， 一天可節(jié)電6.3924=153kWh， 一年可節(jié)電153365=55845kWh，即安裝變頻調(diào)速裝置后平均每口井有功節(jié)電率為36.5%，可節(jié)電55845kWh, 有功節(jié)電,五、效益分析,各電機(jī)的功率因數(shù)（cos1）的平均值為0.63，當(dāng)安裝變頻調(diào)速裝置后，可提高功率因（cos2）數(shù)到0.98。則在視在功率相同的條件下，節(jié)省無功功率可按下式計算： （Ssin1-Ssin2）/ Ssin1=74% 即安裝變頻調(diào)速裝置后平均每口井無功節(jié)電率為74%，19.5874%=14.5kVar， 一天可節(jié)電14.524=348 kVar， 一年可節(jié)電348365=127020kVar,無功當(dāng)量按0.02來取， 每口井每年綜合節(jié)電量為55845+1270200.02=58385KWh，40口井年節(jié)電230萬度，相當(dāng)于929.2萬噸