单井增注系统优化(只上变频)

单井增注系统优化--智能恒压变频注水技术应用沈阳采油厂2007年7月一、建设项目提出的必要性和依据沈阳油田目前共有单井多柱塞增压注水3DS泵48台，主要分布在中低渗区块，装机功率2433KW，每小时理论排量3-8m3，实际注水压力20-29MPa。增压注水泵在中低渗油藏注水开发现场应用过程中存在两个突出问题：1、现状分析随着开发时间的推移，中低渗油藏注水井平均注入压力逐年上升，吸水能力显著下降。查阅相关资料表明：有135口注水井平均注水压力和吸水指数发生了变化1、现状分析⑴压力扩散减缓，注水压力上升快，不能连续平稳注水。一、建设项目提出的必要性和依据目前在运泵30台，平均泵效只有31.13%，单耗平均约为9.7kWh/m3。日耗电约1.46×104kWh，其中泵开回流做无用功日耗电约0.8×104kWh，占总耗电量的54.8%。1、现状分析⑵与实际需要不匹配，设备使用效率低，能耗高。一、建设项目提出的必要性和依据中低渗油藏渗透率低，随着注水开发时间的延长，大部分储层由于粘土和微粒的迁移、聚集以及注入水水质的超标，出现喉道或微裂缝堵塞、孔喉减小、物性变差的趋势。地层注入压力逐渐升高，压力传导减缓，水井憋压严重，泵在运行过程中的排量远大于注水井地层当前的吸收量，从而导致注水压力在短时间内超过泵本身允许的额定压力范围而停机，注水时率及注入水量大大降低。2、技术改造思路分析油藏开发是个动态过程，增压注水系统必须具有较好的匹配性，以满足动态变化的需要一、建设项目提出的必要性和依据2、技术改造思路分析现场与泵配套应用的三相异步鼠笼式电机是以恒定的转速进行运转的，在出口保持一个基本恒定的排量值，无法适应油藏动态的要求。注水量是压力和时间的函数，只要压力和时间选择控制恰当，水井就能够连续平稳注水。因此，在保持注水压力不变的前提下，通过改变注水泵电机的转速，使之提供连续可调的排量，做到与地层瞬间吸水量相匹配。一、建设项目提出的必要性和依据2、技术改造思路分析通过延长开泵时间，提高注水时率，使地层缓慢持久的按需吸水，满足配注要求。同时，由于电机转速降低，机泵的特性曲线相应改变，泵在工况点工作，泵干压差降低，耗电量大大降低。一、建设项目提出的必要性和依据3、技术原理在增压注水泵上引用变频恒压控制柜，通过对电机进行调速，改变泵的实际排量。通过调节器自动跟踪瞬时情况，采取相应动作，当排量大于配注时，调节器通过比较运算，控制变频器降低转速，降低排量;反之亦然。在保持压力恒定的前提下，使实际排量与地层吸水量保持匹配。一、建设项目提出的必要性和依据3、技术原理变频器主回路拓扑结构◆变频调速装置主回路主要包括整流电路、滤波电路、逆变电路三大部分。一、项目实施背景和依据二、项目资源情况、建设规模和建设地点的初步设想实施地点以沈95块、边台潜山为主，还包括沈625潜山、沈253潜山、沈179块、沈24块、沈161块、沈67块等区块注水困难井。安装恒压变频注水调速装置40套。区块井数区块井数边台潜山9沈2571沈95块12沈1793沈6114沈1612沈6253沈671前3-沈122沈253、沈243三、投资估算总投资200万元37kW注水电机恒压变频控制装置14套，单价3.8万元，45kW7套，单价4.3万元，50kW2套单价4.6万元，55kW2套，单价4.8万元，75kW15套，单价6.5万元。恒压变频控制装置平均单价5万元/套，40套需200万元。五、效益、效果预测•随机测试表中可以看出平均每口井的回流量为31.69m3/h，回流量占理论日注入量的比例为36.49%，当使用变频调速装置进行控制时，可基本达到无回流，则回流所消耗的电能就可节省下来。有回流时，平均有功功率为17.51kW，所以用变频调速装置后可节省有功为•17.51×36.49%=6.39kW，•一天可节电6.39×24=153kWh，•一年可节电153×365=55845kWh，即安装变频调速装置后平均每口井有功节电率为36.5%，可节电55845kWh⑴有功节电五、效益分析•各电机的功率因数（cosΦ1）的平均值为0.63，当安装变频调速装置后，可提高功率因（cosΦ2）数到0.98。则在视在功率相同的条件下，节省无功功率可按下式计算：•（S×sinΦ1-S×sinΦ2）/S×sinΦ1=74%•即安装变频调速装置后平均每口井无功节电率为74%，19.58×74%=14.5kVar，•一天可节电14.5×24=348kVar，•一年可节电348×365=127020kVar,无功当量按0.02来取，•每口井每年综合节电量为55845+127020×0.02=58385KWh，40口井年节电230万度，相当于929.2万吨标准煤,一度电按0.58元计，则单井一年可节电费58835×0.58=33863元，每年共可节约电费3.38×40＝135.2万元，•该项投资回收期为：200/135.2＝1.5年⑵无功节电井号电机功率（kW）运行电流（A）有功功率（kW）无功功率（kVar）视在功率（kVA）功率因数实际运行时间（h）实际日注量（m3/h）理论排量（m3/h）理论日注量（m3）回流量（m3/h）回流量占理论日注量比例（%）每小时有功节电（kW）一区15号站边32-22559554.9728.7462.030.886247561446947.926.33一区16号站边29-25453012.3515.0719.480.63420433601727.673.42一区14号站边34-24453515.398.517.580.87524293724359.679.18一区15号站边31-025754410.5826.428.440.372919327830.673.24一区17号站边327-24373218.777.1519.970.941022330827.675.19一区14号站边32-23374311.923.3927.170.5091540345511.001.31四区30号站边14-2837286.417.7919.070.3624293724360.003.84四区30号站边12-24756018.0525.0836.120.7224136614485.500.99四区31号站沈22975429.1724.1426.090.38246061448458.335.35平均值53.4445.4417.5119.5828.440.6319.3350.314.0082.0031.6936.496.54请各位专家提出宝贵意见！