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西峰油田稳流配水技术应用效果分析

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西峰 油田 流配 技术 应用 效果 分析
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西峰油田稳流配水技术应用效果分析西峰油田稳流配水技术应用效果分析编写:李 涛 张金娥王宏庆第二采油厂技术监督中心二○○五年元月西峰油田稳流配水技术应用效果分析目 录摘要概述一、稳流配水器发展与应用(一)稳流配水器的发展1、地面恒流量配水器2、50 型稳流调节阀3、稳流控制阀4、进型稳流控制阀5、能型稳流阀(二)稳流配水器的应用1、现场应用情况2、稳流效果分析(1)数据采集对比及稳流效果分析方法(2)稳流效果分析二、认识与建议 (一)认识(二)建议西峰油田稳流配水技术应用效果分析西峰油田稳流配水技术应用效果分析摘 要:本文介绍了西峰油田稳流配水技术,通过该技术的推广应用可实现二级布站,减少注水支线、地面建设投资,降低员工劳动强度,提高综合效益,达到持续稳定注水的目的。本文着重从稳流配水技术的发展、结构原理及现场应用情况进行了阐述,重点分析了稳流配水技术的实际稳流效果,为陇东油田精细注水提供了技术依据。关键词:稳流配水 应用效果 概 述随着油田生产规模的不断扩大,油田管理范围的大幅度增加,注水工作在油田的高效开发和稳产中发挥着越来越重要的作用。同时随着油田开发的不断深入,在注水工艺流程建设中,为了贯彻从简、从快、从新应用新技术的原则,采用“单干管树枝状西峰油田树枝状注水流程示意图50型稳流调节阀现场安装示意图西峰油田树枝状稳流注水流程示意图注水井注水井主干线稳流配水阀组主干线主干线支干线注水站稳流配水阀组支干线稳流配水阀组稳流配水阀组注水井注水井注水井注水井稳流配水阀组注水井注水井注水井注水井注水井注水井注水井注水井注水井西峰油田稳流配水技术应用效果分析稳流配水,活动洗井车流程”,取消了配水间,通过稳流量配水器自动调节装置的作用,实现了注水量稳定或稳流,达到注水井连续平稳注水的目的。一、稳流配水器发展与应用 (一)稳流配水器的发展为了确保西峰油田优质、高效开发,在注水系统建设时充分利用丛式井多的特点,注水站来水经支干线供至稳流配水阀组,由稳流配水阀组直接对各单井实现控制、计量后由小口径单井管线配注到井口工艺流程。实现二级布站,减少了注水支线和地面建设投资,满足环境保护要求,达到提高综合效益的目的。工艺特点:(1)稳流配水工艺技术克服了串管配注流程中单井注水量相互干扰的问题,解决了因注水压力波动而产生的注水量超、欠注的问题。(2)稳流配水阀组无需随时进行现场调节,实现了无人值守,生产岗位较少,生产管理费用较低。(3)稳流配水阀组控制 j 小(平均单井注水支线长度小于 1000m) ,与单干管多井西峰油田稳流配水技术应用效果分析配水流程比,注水支线较少,地面建设工程投资较低,平均每万吨产能节约投资 4)稳流配水阀组可在工厂生产、组配,现场工作量小、建设工期短。1、地面恒流量配水器2002 年 11 月在西峰油田白马区西 2802口水井上试验了由勘探局工程院设计的地面恒流量配水器。现场使用中发现:一是由于参数设计不合理,当注水压差减小时,瞬时流量变化较大,达不到恒流量注水的目的;二是该恒流量配水器所用弹簧、芯杆等材质较差,短期内出现腐蚀、磨损等问题,达不到恒流量配水的目的。2、50 型稳流调节阀2003 年设计院委托山东荣城闸门总厂对地面恒流量配水器进行改进,研制开发出50 型稳流调节阀,现安装在西 25井式)阀组。稳流方式:由人工调节挡板孔径度,改变瞬时流量,每隔两小时需人工调整一次。图 1 50 型稳流调节阀结构及现场安装示意图西峰油田稳流配水技术应用效果分析截止阀手轮截止阀阀座截止阀丝杆稳流控制通道注水通道截止阀阀芯出口弹簧稳流阀阀芯总成弹簧调节顶杆稳流阀外壳体进口滑阀体总成密封圈优点:瞬时流量易于调整,维护周期长(6 个月以上) ,维修工作量小。缺点: (1)50 型稳流量配水器缺乏能量补充装置,在压力稳定时,注水量稳定;当压力波动时注水量变化大,流量易波动。(2)岗位员工需每隔两小时根据配注量调整瞬时流量,劳动强度大;且流量控制阀在承压状态下调整困难。(3)自动跟踪稳流效果难以实现。3、稳流控制阀稳流控制阀是由江苏淮海石油机械厂生产,目前在西峰油田使用了 82套,安装在西 24 30 个阀组间。阀芯截流柱塞水流通道阀芯截流滑套水流通道阀芯正截面弹簧阀芯侧截面阀芯截流柱塞阀芯截流滑套水流通道注水通道出口弹簧滑阀体总成稳流阀阀芯总成弹簧调节顶杆出口进口滑阀体柱塞滑阀体滑套密封圈稳流阀阀芯出水孔稳流阀阀芯出水孔密封圈西峰油田稳流配水技术应用效果分析图 2 稳流控制阀结构及实体分解示意图工作原理:利用进出口端瞬时压差,使作用于滑阀体两端推力产生不平衡,滑阀体在压差作用下自然移动,以保持进出口端压差不变,瞬时流量基本保持平稳,并通过截止阀辅助调节,达到稳流效果。稳流方式:靠阀体内弹簧与注水压差推动滑阀体位移,改变过流间隙,自动调节瞬时流量。优点:流量稳定范围宽(0) ,稳流控制误差小( ±5%) ,每天只需人工观察或调节一次。缺点:(1)调节阀微调手轮小,调整水量困难;(2)对水质机杂比较敏感,阀芯和滑阀体易卡,清洗周期短(15 天) ;(3)稳流阀阀芯和截止阀丝杠易腐蚀;(4)弹簧弹性系数与注水压力不匹配。4、进型稳流阀针对 稳流阀在使用过程中存在的诸多问题,经过多次研究讨论,对 稳流阀的阀体结构进行了改造(通过截止阀的进口端来辅助控制和调节水量),并对关键部件进行了抛光处理。同时安装了 31 套过滤器,要求每半个月清洗一次阀体,进型稳流阀现安装在西 33井上进行试验。 西峰油田稳流配水技术应用效果分析弹簧 稳流阀阀芯总成 进口出口截止阀调节杆 锁紧螺丝稳流阀阀芯外套密封圈导流孔稳流阀阀芯内套图 4 进型稳流阀实体分解图稳流阀阀芯总成滑阀体导流孔截止阀丝杆稳流控制通道注水通道截止阀阀芯密封圈弹簧弹簧调节顶杆稳流阀外壳体进口出口截止阀手轮出口 注水通道出口稳流通道西峰油田稳流配水技术应用效果分析图 5 进型稳流阀结构示意图5、能型稳流阀针对前期使用的稳流配水阀在现场应用中存在结构、材质、调整困难以及稳流效果不佳等问题,于 2004 年 11 月底引进了 能型稳流阀。该阀电控部分采用单片机控制脉宽调制技术,闭环控制,面板人为设定注水启动压力,自动控制安全可靠,能够实现 24 小时自动稳流控制。工作原理:能型稳流阀利用 注水智能控制装置预先设定开阀的最低压力、瞬时流量、开关阀开合度、管压等参数,运行过程中 注水智能控制装置接收流西峰油田稳流配水技术应用效果分析量计的瞬时流量和反馈管压值,并与设定值对比,当接收值与设定值产生偏差时,智能控制装置自动开启稳流阀体内旋转电机,带动旋转通道圆板旋转,与固定通道圆板过流空隙发生变化,以调节阀体双过流通道的开合度,达到稳流配水目的。稳流方式:通过 注水智能控制装置接收流量计瞬时流量、压力信号,与预先设定的瞬时流量和压力值对比,自动调节阀体过流开合度,从而实现稳流控制。优点:1、当闸门通道遇卡、遇堵时双过流板自动打开,并在短时间内自动冲洗排除故障;2、当管压大于分压时,智能控制装置自动关闭" 双流阀 ";3、采用以注水井智能控制调节阀为注水井网络化自动调节和计量执行终端,并通过 行通讯方式与装在值班室内的注水井集中巡检显示收发控制器联机,西峰油田稳流配水技术应用效果分析再以无线传输的方式与采油区基站联网的计算机通过多信道收发控制器联机,由一套联网的多媒体注水自动监测控制系统软件实现对注水井远程无线监测和自动调节,确保系统内注水井的平稳注水;4、通过对流量、压力数据的自动巡检、数据汇总入库,快速实现数据信息共享。(二)稳流配水器的应用1、现场应用情况目前,西峰油田共安装各类稳流阀 92 套,其中 50 型稳流阀 4 套、稳流阀 82 套、进型稳流阀 1 套、能型 5 套。具体分布情况见下表:规格型号 数量(套)隶属阀组 隶属单位 备注50 4 西 25 ) 采油二区35西 24) 、西 30) 、西 22) 、西 30) 、西 32) 、西 34) 、西 30) 、西26) 、西 24) 、西 32) 、西 26)采油一区1) 、西 35) 、西 33) 、西 25) 、西 25) 、西 21) 、西 29) 、西31) 、西 33) 、西 33) 、西 18(4) 、西29) 、西 29) 、西 187(3) 、西 27) 、西29) 、西 37) 、西 25) 、西 29)采油二区进型 1 西 31 33能型 5 西 27) 采油二区合 计 922、稳流效果分析(1)数据采集对比及稳流效果分析方法①数据采集方法西峰油田稳流配水技术应用效果分析根据水井配注量将瞬时流量调整到瞬时配注流量,稳定后开始进行累计读数、瞬时流量、分压、管压数据的采集,在数据采集过程中不再进行水量调整,根据情况在采集过程中降低系统压力,造成系统压力波动,并采集压力波动过程中的各类数据。②稳流效果分析方法主要从两个方面进行效果分析,一是在系统压力稳定的情况下,根据录取的数据进行对比分析,判定稳流效果;二是在系统压力波动的情况下,根据采集的数据判定稳流效果。(2)稳流效果分析①地面恒流量配水器由于存在问题较多,在西峰油田后期建设中再未使用。②50 型稳流调节阀实际上是一种 “配水间水表下游闸门 ”,只是将原来的单孔闸板阀或单孔截止阀改为多孔截止阀。由于用量少且不能满足西峰油田注水要求,在稳流效果上不宜作太多说明。③从 2004 年 6 月份开始,工艺所、技术监督中心和采油作业区技术人员对 稳流阀在不同阀组的使用效果进行了长时间的数据监测和跟踪分析。◆稳流配水阀工作压差大于 4,能较好地起到稳流作用。西 09:5010:0010:1010:2010:3010:4010:5011:0011:1011:2011:3011:4011:5012:0012:1012:2012:3012:4012:5013:0013:1013:2013:3013:4013:5014: ( 管 压 ( 瞬 时 流 量 (m3/h)西峰油田稳流配水技术应用效果分析◆稳流配水阀的工作压差在 2内,其调节作用变差,主要受地层吸水能力控制。西 817:1817:2817:3817:4817:5818:0818:1818:2818:3818:4818:5819:0819:1819:2819:3819:4819:5820:0820: ( 压 ( 时 流 量 (m3/h)西 016:2016:4017:0017:2017:4018:0018:2018:4019:0019:2019:4020: ( 压 ( 时 流 量 (m3/h)西 0 9:40 10:00 10:20 10:40 11:00 11:20 11:40 12:00 12:20 12:40 13:00 13:20 13:40 14: ( 压 ( 时 流 量 (m3/h)西峰油田稳流配水技术应用效果分析④进型稳流阀在使用初期稳流效果显著,后期由于受水质腐蚀、杂质的卡堵和弹簧弹性系数与注水压力不匹配等问题导致稳流效果下降。 说明:在管压基本稳定情况下,瞬时流量随分压波动而波动。⑤2004 年 11 月 28 日在西 27组试验的 能型稳流阀,经过近一个月的跟踪监测,稳流效果显著。既保证了日注水量,也保证了瞬时流量平稳,达到了稳流效果。下图是西 27西 29口井 12 月份使用 能型稳流阀的注水监测曲线:注:12 月 16 日水表卡日注仅 21 立方米, 12 月 6 日和 8 日日注 25 立方米,波动 20%。总体波动在 西 3 4 5 6 7 8 9 1011121314151617181920212223 日 ( m3/d) 日 注 ( m3/d) 分 压 ( 设 定 ( m3/h) 实 注 ( m3/h)西 29 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23日 ( m3/d) 日 注 ( m3/d) 分 压 ( 设 定 ( m3/h) 实 注 ( m3/h)西 517:0017:1017:2017:3017:4017:5018:0018:1018:2018:3018:4018:5019:0019:1019:2019:3019:4019:5020:0020:1020: 分 压 瞬 时 流 量西峰油田稳流配水技术应用效果分析注:2 月 5 日在西 29进行降分压观察瞬时流量试验,通过停开一台注水泵分压降至 , 瞬时流量随之降低 ,但在 5 分钟内瞬时流量又自动恢复到 h。二、认识与建议(一)认识1、稳流配水技术是西峰油田在注水系统和地面建设中的一项创新,其技术思路新颖,达到了简化地面流程、降低地面建设投资的目的。2、通过对四种稳流阀现场使用效果分析,机械阀在结构设计和选材等方面还不够完善,仍需进一步对其进行改造。3、智能型稳流阀从目前使用情况来看,稳流效果明显,在智能控制、数据采集等方面快捷方便,推广空间大。(二)建议1、针对机械型稳流配水阀存在的问题,进行技术攻关,使其达到稳流注水的目的。2、根据现场使用情况,制定合理的过滤器和阀体清洗制度,避免因机械杂质堵西 29 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 管 压 瞬 时 流 量西峰油田稳流配水技术应用效果分析塞影响稳流效果。3、随时跟踪分析稳流效果,逐步形成甲乙双方技术人员和操作人员齐抓共管、互推互动的良性运作局面。4、继续抓好智能型稳流阀的推广应用,为油田注水系统配套完善提供支撑。
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