康 晶吉林油田勘察设计院 松原 138000

油田注水系统改造工程优化设计

康 晶
吉林油田勘察设计院 松原 138000

随着吉林油田的开发发展，某厂最大日注水量将不断增加，其注水系统能力严重不足，需要扩建改造。本文通过对注水系统改造工程的研究，优化了注水系统总体布局及工艺设计，解决了已建注水站扩建改造困难及站外注水管网注水半径大、压力损失严重等难题，为油田地面工程配套技术提供了经验。

注水；总体布局；工艺设计；站外管网

一、前言

某厂油田东区、西区、中区各自建有地面注水系统，三座联合站各自建有注水站及站外注水管网，三座注水站之间建有联络干线以平衡各站之间压力和水量。均以净化污水作为注水水源，不足部分补充清水。

随着油田的开发发展，预测全厂最大日注水量将不断增加，东区、西区注水能力严重不足，而中区注水能力较为富余。站外部分注水管网注水能力不足。

二、设计难点

结合总体规划及某厂油田注水系统现状，在注水系统改造工程中，中区注水站及站外管网能力富余较大，无需改造，而东区及西区改造存在诸多难点。

1.东区

东区联合站注水站建有注水罐2座，建有注水泵房1座，内安装注水泵3台及增压泵3台,清水过滤间内建有注水泵1台。东区联合站注水站已经满负荷运行。随着注水量的增加，东区注水站能力严重不足，注水罐罐容及清水能力亦将不足，需要扩建。经实地考察，站内已建设施布局紧凑，空间狭窄，扩建余地小，征地困难。工程的改造建设既要满足扩建规模的需求，又要满足各建构筑物之间的安全距离以及设备日常维护管理操作空间。这些都给注水站的扩建带来了困难。

东区站外注水管网为枝状管网，建有注水干线4条。1#干线管径φ219x11，注水半径3.8公里，管网末端压力6.5MPa；2#干线管径φ159x8，注水半径3.1公里，管网末端压力7.0 MPa；3#干线管径φ219x11,注水半径4.6公里，管网末端压力6.0 MPa；4#干线首段为φ273x14，后段为φ219x11并设有φ159x8复线，注水半径8.9公里, 管网末端压力5.7 MPa。东区注水管网注水负荷大、注水半径大，投产年限长，管线腐蚀严重，经常漏失，管网压力损失较大，末端管线注水压力低，部分注水井欠注或注不进，其中最为严重的为东4#注水干线，注水能力严重不足。东4#注水干线，全长8.9公里。随着开发需求，注水管线能力明显不足。东2#、东3#注水干线也都存在管线负荷增大，管网压力损失增加，局部管线能力不足的问题，需要扩充其能力。另外东区部分注水管网穿越城区、耕地、道路，或被民房占压。这些都给注水管网的调改带来了困难。

2.西区

西区联合站注水站建有注水罐2座，建有注水泵房1座，内安装注水泵5台。

根据开发预测，西区联合站注水站注水能力不足。经实地考察，西区注水站与污水站和建，地下管线密布、错综复杂，调改困难，而地上建筑设施布局紧凑、空间狭小，已经没有扩建余地。

三、优化设计

在某厂油田注水系统改造工程设计中，针对东区及西区改造存在的诸多难点，经过研究对注水系统改造总体布局和工艺设计进行了优化设计。

1.优化总体布局

针对东区注水能力不足，站外管网压力损失大，东4#注水干线负荷过大、注水半径过长，以及西区注水能力不足这几个主要难题，经过研究和优化，确定了合理的注水系统改造总体布局方案。即：

扩建改造东区联合站注水站，东4#注水干线区块新建注水小站、西区注水能力不足依靠联络干线进行补给，站外管网扩充调整负荷过大的注水支、干线，以减小管线压力损失。

⑴东区注水站扩建改造：为满足未来东区注水量增加需求，对东区注水站进行扩建改造，并改造高压注水阀组，降低注水干线出站压力损失。

⑵东4#注水干线区块新建注水站：东4#注水干线区块距离联合站5公里左右，注水半径较大。根据开发需求，该区块主体开发方式为热水驱油方式。为满足未来该区块热水驱注水量增加要求，解决该区块注水半径过大的问题，同时减小东4#注水干线负荷，降低东4#注水干线压力损失，在该区块新建注水站1座，站外新建注水管网。

⑶西区注水能力补给：受西区注水站场地制约，西区注水站扩建非常困难。而中区注水站在满足自身注水需求前提下，富余能力较大，可以通过中区至西区之间联络干线为西区进行补给，以满足未来西区注水量增加需求。既解决了西区注水能力不足的问题，又避免了西区注水站扩建，减少工程量，节省投资。

2.优化工艺设计

⑴优化东区注水站扩建改造

在东区联合站注水站内新建注水泵房、注水泵、注水罐及水源井，提高注水能力，以适应未来东区开发需求。新建高压注水阀组，改造注水泵进出水汇管，提高东区注水能力，降低注水干线出站压力损失。

设计中对站内平面布局进行了优化：合理利用东区注水站内有限空间，利旧已建厂房和配套设施，节省占地。将已建500m3清水罐和200m3回收水罐拆除并在北侧另建，将已建高压阀组间及仪表值班室拆除，在该位置新建注水泵房1座，泵房内新建注水泵2台，并将清水过滤间内已建1台注水泵移至新建注水泵房内（最终开5台注水泵，备用1台注水泵），新建稀油站1座，新建冷却水泵2台。将已建3台增压泵拆除，将该泵房改建成仪表值班室，并新建DN250高压注水阀组。拆除已建稀油站冷却水泵房，在该处新建高压配电室1座。在已建污水泵房西侧空地新建2000m3注水罐1座。站外新建水源井1口（水量50 m3/h）。

通过以上优化设计，东区联合站注水站扩建后，平面布局紧凑合理，减少占地，节省投资，既满足生产需求，又满足各建构筑物之间的安全距离以及日常维护管理空间。

⑵优化东4#注水干线区块新建注水站

在东4#注水干线区块新建注热水站1座，由于东区联合站净化污水温度为28℃，为节约热能，将东区联合站净化污水作为注水水源。站外新建注热水管网。

东区联合站注水站扩建平面图

结合该区块注水井分布状况、油藏开发所需要的注入参数，设计从降低热损失，优化工艺设备出发，进行了地面工艺技术研究，对注热水系统布局、注水管网保温技术、注热水站工艺流程及加热技术，以及其它配套技术方面进行了优化设计。

该区块热水驱地面工艺优化设计，简化工艺流程，创新加热方式，完善辅助配套技术，降低热量损失，减小运行费用、节约投资，为热水驱地面工程配套提供了经验。

⑶站外管网优化改造

经过现场实地调研，东区注水管网存在负荷大、损失大、局部管网结构不合理、管线腐蚀严重、经常漏失、部分干线支干线能力不足等诸多问题。设计对注水管网进行优化改造，调整布局，通过管线管径及压力损失计算，对问题最突出的4处注水管网敷设复线扩充能力，减轻负荷，降低其压力损失；对腐蚀严重的管线进行更换，对局部管网结构不合理进行了调整。

①东2#注水干线出站至8队18-00注水阀池段φ159x8干线1.5Km，水量超过4700m3/d沿程水力损失1.7MPa，本次工程在该段敷设φ219x11复线1.5Km；

②东4#注水干线18#间至10#间φ159x8注水干线1.5Km，水量超过2400m3/d本次工程在该段敷设φ159x8复线1.5Km，扩充其能力，保证东11队14个水间正常注水；

③3#注水干线老21队附近φ159x8支干线400m能力不足，本次工程将该段支干线向西侧干线延伸并衔接，扩充其能力；

④3#注水干线所辖10队5#间、12#间φ127支干线水量超过1000m3/d末端注水压力较低，本次工程在3#注水干线末端新建φ114x6支干线1.0公里至12#间，减轻10队支干线负荷，降低其压力损失。

通过以上优化设计，东区注水管网能力提高了，管线压力损失降低了，满足未来生产需求。由于在设计中，对管线布局、管径及压力损失进行了合理的计算，管网改造降低了工程投资。

四、结束语

某厂油田注水系统改造工程设计优化了总体布局及工艺设计，合理利用有限空间，节省占地，管网调改经济合理，降低了工程投资。改造后，注水系统能力得到了有效提升，站外管网的能力提高了、压力损失降低了，能够适应未来开发需求，为油田建设做出了贡献。

Optimal Design of Modification Work on Oilfield Flooding System

Kangjing, Jilin Oil Field Survey and Design Institute

Along with the exploitation and development of Jilin oil f eld, one factory’s maximum daily water-injection rate will increase constantly and its waterf ooding system capacity is seriously inadequate, which needs extension and transformation. In this paper, by taking research on waterf ooding system transformation project, we get that result of optimizing waterf ooding system entire allocation and process design,solving the problem of the extension and transformation of built waterf ooding stations and the problem of too big radius and serious pressure loss of off-site pipe network, which provide experience for oil f eld ground engineering matching technology.

waterf ooding；entire allocation；process design；off-site pipe network

T

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作者简介：康晶（1977～），女，长春工程学院，吉林油田勘察设计院工程师，研究方向：工艺研究