提高注水系统效率的理论与方法研究

论文摘要

向地层注水是我国陆上油田的主要采油措施之一,但是国内油田的注水系统效率普遍较低,能源浪费非常严重,因此,提高注水系统效率、实现节能降耗具有重要的经济意义和应用价值。从分析注水系统的构成入手,确立了油田注水地面系统效率测试和单耗计算方法。从电动机、注水泵和管网运行效率等3个方面,分析了影响注水系统效率的因素,进一步提出了优化注水工艺,提高注水泵效率,合理匹配增压泵和调整注水管网,增加油田注水系统效率的方法。针对注水工艺以及注水系统各个环节的实际特点,提出了系统实际的能流模型和各注水单元的计算数学模型,分析了离心泵注水站、柱塞泵注水站、管网的能耗及配水系统的效率。结合各种注水系统效率统计计算方法的特点,制定了各注水单元效率的评判标准;分析注水管网的构成,从流动能量方程入手确立计算方法计算了等截面管中的流动摩擦损失以及各种管道和阀的阻力。编制了适用于油田现场生产需要的注水系统效率统计软件,实例计算表明本方法的有效性。通过分析现阶段油田注水系统的实际情况,提出了提高我国油田注水系统效率的建议,以减少投资、提高系统运行效率,为油田开发建设经济效益提供可靠保证。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.1 问题的提出
• 1.2 油田注水工程概述
• 1.3 注水系统能耗分析
• 1.4 国内油田注水系统现状
• 1.4.1 多级离心注水泵
• 1.4.2 柱塞泵运行
• 1.4.3 增压注水泵
• 1.4.4 注水用电单耗
• 1.4.5 注水工艺流程
• 1.5 优化技术
• 1.5.1 工程用最优化方法分类
• 1.5.2 相关优化技术进展
• 1.6 国内外技术水平比较
• 1.7 主要研究内容
• 第二章 注水系统的构成与测算
• 2.1 系统的构成
• 2.2 系统的测试
• 2.3 本章小结
• 第三章 注水系统效率分析计算模型的建立
• 3.1 能流模型
• 3.2 数学模型的建立
• 3.2.1 离心注水泵站能耗分析
• 3.2.2 柱塞注水泵站能耗分析
• 3.2.3 管网能耗分析
• 3.2.4 配水系统效率分析
• 3.3 注水系统效率判断标准
• 3.3.1 注水泵站
• 3.3.2 注水干（支）线
• 3.3.3 配水系统
• 3.3.4 注水井口管线
• 3.4 本章小结
• 第四章 注水管网计算
• 4.1 系统的构成
• 4.1.1 流动能量方程式
• 4.1.2 计算方法
• 4.2 等截面管道中的流动摩擦损失
• 4.2.1 圆管中的流动和损失
• 4.2.2 圆管中的层流
• 4.2.3 圆管中的湍流
• 4.3 各种管道元件和阀的阻力
• 4.3.1 阀
• 4.3.2 弯头
• 4.3.3 分流与合流
• 4.3.4 管道进口―出口部分
• 4.3.5 迷宫式流道
• 4.3.6 管群
• 4.3.7 管道网
• 4.4 本章小结
• 第五章 注水系统效率统计程序的编制实例及分析
• 5.1 软件简介
• 5.1.1 注水系统参数计算机数据库管理
• 5.1.2 图形化显示
• 5.1.3 注水管网压力温度场分布计算
• 5.1.4 注水系统效率和能耗分析计算
• 5.1.5 管网及工艺参数优化设计
• 5.1.6 以最小单耗为目标的注水机组运行工艺参数优化设计
• 5.1.7 结果输出
• 5.2 软件计算实例
• 5.2.1 现场测试数据
• 5.2.2 软件分析计算结果
• 5.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的学术成果
• 致谢