鄭亞文

摘 要：注水工作是集輸注水站的基礎(chǔ)管理內(nèi)容，注足水、注好水、保持原油開(kāi)采所需的地層能量，是注水工作的主要目標(biāo)。通過(guò)對(duì)集輸系統(tǒng)中污水的產(chǎn)生與去向，以及各注水站污水調(diào)節(jié)原理與機(jī)制等的探討，改變了傳統(tǒng)的思維模式，將以往粗放式回注多余污水的生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)變?yōu)槠椒€(wěn)注水、精細(xì)注水管理模式，并在此基礎(chǔ)上對(duì)多余污水進(jìn)行回注，減少了日常注水調(diào)節(jié)的肓目性，使基層生產(chǎn)單位的日常管理水平得到切實(shí)有效的提升。

關(guān)鍵詞：集輸注水站;污水調(diào)節(jié);流程控制;模式探討

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.01.073

1 前言

某油氣集輸生產(chǎn)單位，下轄污水站、聯(lián)合站、注水站，是集輸、注水、污水處理為一體的綜合管理泵站，“點(diǎn)多、面廣、線長(zhǎng)”是該站的顯著特點(diǎn)。其中某注水站是其中一個(gè)下轄班組，擔(dān)負(fù)著區(qū)塊注水任務(wù)。結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，探尋注水異常波動(dòng)影響因素，以節(jié)點(diǎn)控制為手段、以平穩(wěn)注水為目標(biāo)，實(shí)施積極的找水、注水策略，以期在時(shí)間和空間上確保注水生產(chǎn)的平穩(wěn)。

2 影響注水站調(diào)控因素分析

對(duì)污水站污水來(lái)源、去向及其關(guān)系進(jìn)行剖析，掌握系統(tǒng)調(diào)控方式，對(duì)污水站污水控制模式、調(diào)控目標(biāo)有正確的理解和判斷，避免判斷失誤導(dǎo)致的方向性錯(cuò)誤。

2.1 污水系統(tǒng)現(xiàn)狀

2.1.1 污水來(lái)源

某站污水站污水流程工藝如下圖1所示：

該站的污水工藝流程分可為3個(gè)節(jié)點(diǎn)：節(jié)點(diǎn)一是三相分離器分離出的污水進(jìn)入一次除油罐，通過(guò)信息化數(shù)據(jù)可實(shí)時(shí)監(jiān)控水量;節(jié)點(diǎn)二是由分離器分離出的污水與一次除油罐的污水混合后進(jìn)入二次除油罐再分離，目前暫無(wú)法進(jìn)行監(jiān)控;節(jié)點(diǎn)三是經(jīng)過(guò)三相分離器、一次、二次除油罐三級(jí)處理后進(jìn)入污水外輸罐，可通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。其中只有節(jié)點(diǎn)二水量不可直接采集，為了有效計(jì)量污水量，對(duì)節(jié)點(diǎn)二進(jìn)行流程改造，變不可控為可控，改造思路如下圖2所示：

改造后，變被動(dòng)管理為主動(dòng)管理，通過(guò)已有網(wǎng)絡(luò)對(duì)所有污水來(lái)源進(jìn)行監(jiān)控，實(shí)時(shí)掌握水量，為下步準(zhǔn)確把握污水去向打下基礎(chǔ)。

2.1.2污水去向

經(jīng)過(guò)三次處理的污水通過(guò)污水泵打壓，輸送到5個(gè)用水基層站，工藝流程見(jiàn)圖3：

上述流程可分為三個(gè)節(jié)點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)一是通過(guò)觀察污水外輸泵房外輸干壓的變化，實(shí)現(xiàn)對(duì)污水外輸量的間接控制;節(jié)點(diǎn)二是各注水站的外輸污水量，由流量計(jì)和各站計(jì)量的實(shí)際情況進(jìn)行監(jiān)控;節(jié)點(diǎn)三是經(jīng)注水泵增壓后的精細(xì)注水，并對(duì)其流量進(jìn)行瞬時(shí)計(jì)量。

2.1.3 污水調(diào)控情況

污水控制的總體原則是：污水來(lái)液量等于污水外供量。但由于污水在時(shí)間、空間上的不均勻性，決定了不可能完全實(shí)現(xiàn)污水控制原則，因此通過(guò)系統(tǒng)調(diào)節(jié)，盡可能做到污水外供平穩(wěn)，避免末端注水站頻繁調(diào)頻或啟、停泵操作。主要是運(yùn)用各注水站污水罐液位高低進(jìn)行外輸液量空間調(diào)節(jié)，以及運(yùn)用站內(nèi)事故罐進(jìn)行緩沖調(diào)節(jié)這兩種方法。

在外供污水量不足情況下，要求每2小時(shí)人工錄入一次數(shù)據(jù)，按照注水站規(guī)定控制液位，對(duì)液位異常的注水站進(jìn)行控制，避免因空間分布不均而產(chǎn)生的缺水或余水，保持正常的來(lái)水與外輸平穩(wěn)，此為空間上的污水液量調(diào)節(jié)。

當(dāng)用水水量飽和、污水供水量較大時(shí)，需要對(duì)污水進(jìn)行內(nèi)部調(diào)節(jié)。通過(guò)污水站的增壓污水流程回流至事故罐，將多余污水暫時(shí)儲(chǔ)存;反之，當(dāng)系統(tǒng)中污水量不足時(shí)，可將事故罐中的存量污水向系統(tǒng)中供給，從而在時(shí)間上維持污水外輸?shù)钠椒€(wěn)運(yùn)行。

2.2 影響注水調(diào)控因素

目前，除XX注水站和XXX注水站外，其余注水站、摻水泵均實(shí)現(xiàn)了每2小時(shí)一次的人工網(wǎng)上數(shù)據(jù)錄入，為集輸注水站污水調(diào)配、變化趨勢(shì)分析提供了數(shù)據(jù)支持。

2.2.1 單線注水系統(tǒng)對(duì)污水系統(tǒng)的影響

由于地理位置和投產(chǎn)成本等方面的原因，各站供水外輸狀況各異。其中1#、2#、7#站都是單管外輸（單線），配注、摻水量固定，已實(shí)施精細(xì)化注水、摻水。如果按規(guī)范保持罐液位平穩(wěn)，則XXX污水站對(duì)此類泵站外輸液量較為平穩(wěn)。因此，只要了解其日常注水、摻水參數(shù)變化，便能判斷罐液位變化趨勢(shì)。具體流程如下圖4、5、6所示：

另外，整個(gè)系統(tǒng)受1#、2#、3#、4#、7#注水站關(guān)聯(lián)性較大，容易對(duì)整個(gè)污水系統(tǒng)及處在污水外輸線末端的注水站造成一定的影響。

2.2.2 污水外輸共線對(duì)末端注水站的影響

5#注水站與6#注水站共用一條污水管線（共線），相互之間存在較大影響。特別是5#站注水罐進(jìn)水量大或不進(jìn)水的情況下，致使末端注水站無(wú)法保證正常來(lái)水或來(lái)水過(guò)多，導(dǎo)致末端6#站注水罐液位波動(dòng)過(guò)大，如果6#注水站僅依據(jù)本站罐液位變化分析，容易產(chǎn)生判斷和對(duì)策失誤，如下圖7所示：

經(jīng)過(guò)分析查找，影響末端6#注水站注水罐液位變化的因素主要有以下幾個(gè)方面：一是污水站來(lái)水變化大;二是5#注水站進(jìn)水量變化大;三是污水外輸泵泵壓變化。

其中，引起末端6#站液位增加的原因主要是：（1）污水站來(lái)水增大;（2）5#注水站進(jìn)水量減少;（3）外輸泵泵壓升高。同理，引起末端站液位減少的原因與上述相反。

在日常運(yùn)行時(shí)，如果同時(shí)出現(xiàn)幾種異常情況疊加，末端6#注水站液位波動(dòng)更加明顯，必須由專業(yè)人員及時(shí)采取對(duì)策;當(dāng)出現(xiàn)一種或兩種情況時(shí)，影響可能相互抵消，因此需要再觀察積累，提高判斷能力。

3 6#注水站污水調(diào)控模式的建立

3.1 優(yōu)化前污水調(diào)控管理現(xiàn)狀

注水模式調(diào)整前，調(diào)水模式是以注水罐液位平穩(wěn)為原則，其中，末端注水站站內(nèi)注水流程如下圖8所示：

在6#注水站，基本流程是污水站來(lái)水進(jìn)入注水罐，經(jīng)喂水泵、注水泵、配水間后注入地層?？刂乒?jié)點(diǎn)包括：控制來(lái)水量，保持進(jìn)站水量平穩(wěn);調(diào)控注水量，保持注水罐液位平穩(wěn);調(diào)控注水泵壓力，進(jìn)一步調(diào)節(jié)水量，如下圖9所示：

這種以罐液位平穩(wěn)為落腳點(diǎn)的模式，能夠全面消耗多余來(lái)水量，但實(shí)際過(guò)程中，隨著進(jìn)液量的變化，注水量隨之也發(fā)生變化，注水泵頻繁啟停，注水干壓波動(dòng)幅度大，除回注水量外，其余污水未能得到有效配注，影響水驅(qū)效果。

3.2 改變調(diào)控方法，由粗放向精細(xì)化轉(zhuǎn)變

結(jié)合實(shí)踐，積極調(diào)整思路，轉(zhuǎn)變注水模式，建立了以注水干壓平穩(wěn)為主，兼顧注水罐液位平穩(wěn)的調(diào)節(jié)方式，如下圖10所示。

這種注水模式，優(yōu)先保障有效配注，再結(jié)合實(shí)際情況將多余污水進(jìn)行回注;通過(guò)污水回注井調(diào)節(jié)注水壓力及注水量。有效避免了注水泵頻繁啟停，防止干壓波動(dòng)。結(jié)合注水罐液位變化，微調(diào)注水泵頻率，當(dāng)遇到必須啟停注水泵時(shí)，則依據(jù)預(yù)警機(jī)制，做好回注井調(diào)控，以保證注水干壓平穩(wěn)。

3.3 平穩(wěn)控制單線注水，降低末端6#注水站所受的關(guān)聯(lián)影響

根據(jù)注采平衡關(guān)系，整個(gè)注水系統(tǒng)水總量相對(duì)平穩(wěn)，而污水系統(tǒng)可分為單線及共線運(yùn)行，污水消耗主要用于1#、2#、4#、5#、7#及末端6#注水站注水和3#系統(tǒng)摻水。因此，單線污水系統(tǒng)的不平穩(wěn)，易導(dǎo)致共線污水系統(tǒng)的紊亂，間接的影響到了末端注水站污水調(diào)控。

因此，提出了平穩(wěn)控制單線污水系統(tǒng)的管理思路，主要做法是根據(jù)1#、2#、4#、5#、7#注水站注水井及3#摻水站系統(tǒng)所需污水量，在滿足用水的同時(shí)，平穩(wěn)控制供水量、儲(chǔ)水量，要求單線供水泵站污水儲(chǔ)罐液位，保持液位波動(dòng)在上下1米范圍。確定供需平衡點(diǎn)，降低對(duì)末端注水站污水系統(tǒng)的影響。

3.4 依托網(wǎng)絡(luò)化管理，提高污水調(diào)配質(zhì)量

網(wǎng)絡(luò)信息化建設(shè)為新模式奠定了基礎(chǔ)，提高了工作效率。目前，各基層用水單位的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)覆蓋率達(dá)到80%。通過(guò)分析信息化數(shù)據(jù)，可分析除末端注水站外的總水量、注入量，各注水站進(jìn)水量數(shù)據(jù)，由此提出注水站調(diào)控方案，避免判斷失誤，確保注水干壓平穩(wěn)。

通過(guò)以上工作，建立合理的調(diào)水模式，如：合理確定注水量上下限，減少干壓波動(dòng);依據(jù)注水泵排量區(qū)間來(lái)確定注水泵運(yùn)行組合，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)調(diào)水、精細(xì)注水。

4 結(jié)論

在油氣集輸系統(tǒng)中，必須對(duì)污水進(jìn)行合理分配與調(diào)控，使污水外輸罐、注水罐和事故罐液位保持在合理范圍，確保水驅(qū)效果和摻水伴輸。明確污水來(lái)源、去向及其關(guān)系，建立合理的調(diào)控方式，對(duì)污水站調(diào)控進(jìn)行正確判斷，可以避免污水調(diào)節(jié)失誤。對(duì)各注水站和摻水泵均實(shí)行每2小時(shí)一次的網(wǎng)上數(shù)據(jù)錄入，可為注水站污水調(diào)配方案提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持。在日常運(yùn)行中，建立水罐液位預(yù)警機(jī)制，防止注水站罐液位波動(dòng)過(guò)大，不斷提升注水站的管理水平和運(yùn)行質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)污水系統(tǒng)平穩(wěn)、高效運(yùn)行，從而使基層生產(chǎn)單位的日常管理水平得到切實(shí)有效的提升。