單井增注系統(tǒng)優(yōu)化--智能恒壓變頻注水技術(shù)應用

沈陽采油廠2007年7月一、建設(shè)項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(fā)現(xiàn)場應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⑴壓力擴散減緩，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，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(nèi)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(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)場與泵配套應用的三相異步鼠籠式電機是以恒定的轉(zhuǎn)速進行運轉(zhuǎn)的，在出口保持一個基本恒定的排量值，無法適應油藏動態(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，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，由于電機轉(zhuǎn)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(shè)項目提出的必要性和依據(jù)

3、技術(shù)原理變頻器主回路拓撲結(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、項目實施背景和依據(jù)二、項目資源情況、建設(shè)規(guī)模和建設(shè)地點的初步設(shè)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(qū)塊注水困難井。安裝恒壓變頻注水調(diào)速裝置40套。區(qū)塊井數(shù)區(qū)塊井數(shù)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(diào)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(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17.51×36.49%=6.39kW，一天可節(jié)電6.39×24=153kWh，一年可節(jié)電153×365=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55845kWh⑴有功節(jié)電五、效益分析

各電機的功率因數(shù)（cosΦ1）的平均值為0.63，當安裝變頻調(diào)速裝置后，可提高功率因（cosΦ2）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：（S×sinΦ1-S×sinΦ2）/S×sinΦ1=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%，19.58×74%=14.5kVar，一天可節(jié)電14.5×24=348kVar，一年可節(jié)電348×365=127020kVar,無功當量按0.02來取，每口井每年綜合節(jié)電量為55845+127020×0.02=58385KWh，40口井年節(jié)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(jié)電費58835×0.58=33863元，每年共可節(jié)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(jié)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(shù)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(jié)電（kW）一區(qū)15號站

邊32-22559554.9728.7462.030.886247561446947.926.33一區(qū)16號站

邊29-25453012.3515.0719.480.63420433601727.673.42一區(qū)14號站

邊34-24453515.398.517.580.87524293724359.679.18一區(qū)15號站

邊31-025754410.5826.428.440.372919327830.673.24一區(qū)17號站

邊327-24373218.777.1519.970.941022330827.675.19一區(qū)14號站

邊32-23374311.923.3927.170.5091540345511.001.31四區(qū)30號站

邊14-2837286.417.7919.070.3624293724360.003.84四區(qū)30號站

邊12-24756018.0525.0836.120.7224136614485.500.99四區(qū)31號站

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