XX注水站及站外管网改造可研Word文件下载.docx
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《油气田及管道仪表控制系统设计规范》SY/T0090-2006
《仪表配管配线设计规定》HG/T20512-2000
《信号报警、安全联锁系统设计规定》HG/T20511-2000
《控制室设计规定》HG/T20508－2000；
《仪表供电设计规定》HG/T20509－2000；
《建筑设计防火规范》GB50016-2006
《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002
《建筑结构荷载规范》GB50009-2001（2006年版）
《混凝土结构设计规范》GB50010-2002
《建筑抗震设计规范》GB50011-2001
《钢结构设计规范》GB50017-2003
《砌体结构设计规范》GB50003-2001
《建筑抗震设防分类标准》GB50223-2004
2.编制原则
2.1严格执行国家及行业有关法规、标准及规范。
2.2在满足生产、方便管理、方便施工的条件下尽量利用现有设施，减少工程投资，降低运行费用。
2.3采用成熟的技术方案，提高工程的可靠性、安全性及经济性。
2.4从实际出发，合理布局，满足生产需要，方便操作管理。
2.5积极慎重地采用新工艺、新设备、新材料，提高工艺水平，提高设备的节能效率。
3.开发现状及存在问题
3.1地质概况
XX油田位于山东省东营市利津县汀罗乡境内，构造位置处于XX东部凸起中部，主要含油层系为下馆陶组油层。
含油面积29.99km2，地质储量2193x104t，注水储量1690x104t，标定采收率18.0%，油藏类型为一具继承性发育的受基岩古地形控制的披覆构造稠油油藏，油藏埋深1260～1320m。
储层为河流相沉积，油层岩性以中、细砂岩为主，局部含砾，平均粒度中值0.24mm，非均质性严重，分选较差，分选系数1.03-1.9，油层埋藏浅，压实作用低，泥质胶结。
油层物性好，孔隙度29～34%，渗透率1713～2500x10-3um2。
流体性质差，XX南区北区流体性质差异大。
XX注水开发区地下原油密度0.94mg/l，地下原油粘度144-205.3mpa.s，地面原油密度0.9989g/cm3，地面原油粘度平均6990mpa.s，凝固点-12～20℃，地层水水型为NaHCO3，总矿6266～11400mg/l，平均总矿化度8819PPM，氯离子含量3938mg/l。
目前常规注水开发。
3.2注水开发区现状
XX油田注水开发区含油面积11.7Km2，地质储量1973x104t，注水储量1798x104t，井网密度13.0口/Km2，单井控制地质储量17.4x104t，平均井距225米，注采井网比较完善，注采对应率77.9%。
XX注入水是来自本油田产的污水，地层水水型为NaHCO3，总矿化度6266～11400mg/l，氯离子含量3938mg/l。
由于XX油田为中高渗透稠油油藏，按照1995年中国石油天然气总公司发布的《中华人民共和国石油天然气行业标准》SY/T5329～94号文件对注入水水质指标的要求，XX油田油层的渗透率〉0.6um2，应执行C3级水质标准。
目前XX注水站离心注水泵泵压13.2MPa，掺水泵泵压6.5MP，视吸水指数23.4m3/MPa。
目前注入水水质指标不达标，主要是含油量超过标准，含油量高将会造成注入水注入油层后堵塞渗流孔道，导致近井地带油层渗透率下降，注水压力上升。
从XX目前注水情况分析，注入水质达到C3级标准就基本能满足注入要求。
河口采油厂注水水质06年12月报表
油田
注入层渗透率（K）
标准范围
检测点
悬浮
固体
mg/l
颗粒
直径
um
含油量
总铁
溶解氧
腐生菌
TGB
个/ml
硫酸盐还原菌SRB
XX
>
0.6um2
三级标准
10.0
4.0
30
0.05
0.50
n*104
25
XX污水站外输
9.60
78.38
0.01
6.0
600
XX注
11.20
69.50
根据2007年《XX污水及注水系统改造工程可行性研究报告》，将对XX污水处理站进行改造，改造以后本站的注水水质将达到标准，详见表3.2-1。
表3.2-1XX注水水质标准
悬浮固体
颗粒直径
硫酸盐还原菌SRB个/ml
平均
腐蚀率
mm/a
0.076
3.3XX注水系统概况
XX注水系统，主要有XX油田（包括注水开发区块及陈南块）、罗801块、罗家新区804-1等，区内主要有XX注水站，除注水外，还负责回灌和掺水。
目前注水泵压13.2MPa。
注水站位置见下图.
图3.3-1XX油田注水站位置关系图
3.4注水站现状
XX注水站建于1992年，平面布置现状见附图1。
目前站内设有注水泵房2座，其中高压离心注水泵房内安装离心注水泵2台：
注水泵型号KGF180-1350/12（Q=180m3/hP=13.5MPa），配电功率1000kW，电压6kV。
另外1座低压注水泵房内安装4台掺水泵为XX老区油井掺水，1台注水泵调节注水。
掺水泵计有：
离心泵DMC80X11（60m3/hH=750m）1台，配电功率220kW，电压380V；
柱塞泵5ZB-12/42（33.1m3/hP=6MPa）3台，配电功率75kW，电压380V；
最大掺水能力2880m3/d。
注水泵型号是5D2-Z12/40（35.9m3/hP=17MPa）1台，配电功率185kW，电压380V。
注水站内配套1000m3注水罐1座，700m3调储罐1座。
喂水泵200m3/hH=32m2台，配电功率30kW，电压380V。
冷却循环水泵100m3/hH=32m2台，配电功率15kW，电压380V。
80m3/h冷却塔1台。
XX注水站担负着整个XX北区、罗801、罗804块的注水，整个陈罗地区富余污水的回灌以及XX北区空心杆系统掺水等任务。
对应注水井39口，污水回灌井7口，空心杆掺水井44口。
目前高压注水系统2台KGF180离心泵全开，日注入量（注水＋回灌）8360m3/d（即349m3/h），其中日注水量5920m3/d，污水回灌量2440m3/d；
低压系统5台泵开3台，总外输水量1350m3/d，其中，掺水量1300m3/d，注水量50m3/d。
该站已运行十多年，管线管壁结垢严重、腐蚀穿孔频繁。
两台高压离心泵上的电动控制阀（阀门型号为966Y、DN150mm、设计压力16MPa）、单流阀（DN200mm、设计压力25MPa）以及2＃泵进口闸门（DN250mm）关不严。
高压离心泵房噪音大，影响操作人员健康。
3.5XX注水站预测
3.5.1注水量预测：
根据地质预测，2012年水量预测情况见表3.5-1。
表3.5-12012年水量预测表（m3/d）
注水站
区块
XX注水站
井数
XX注水开发区（XX注水区、陈40、陈15－7）
7667
53
陈371、陈737
150
1
罗家老区801
760
5
罗家新区804-1
81
合计
8658
60
2012年陈罗油区内开注水井60口，配注量8658m3/d。
3.5.2掺水量及回灌量预测：
低压系统主要负责XX北区注水区块的油井掺水。
掺水量近期可能有所上升，另外还有1口井（16＃站CJC371）的低压注水量50m3/d。
根据地质预测，2012年陈罗油区产污水13407m3/d（考虑罗东区块产出水自行消化，油井注汽残余水回收进XX站干线），减去XX注水站配注量8658m3/d，多余污水4749m3/d，需要由XX注水站回灌。
3.6存在问题
XX注水站外围注水井2012年的配注量为8658m3/d，加上就地回灌水量为13407m3/d，而该站目前的能力只有5760m3/d，差距7647m3/d，所以XX注水站需要扩建。
目前站外部分注水管线输水负荷大，且管线老旧沉砂结垢严重，主要干线不能满足该管线未来的输量需要。
陈罗油田现有的7口污水回灌井，都是报废再利用水井，套管损坏严重，而且注水压力逐年上升，污水回灌量下降严重，2012年时不可能消化多余污水。
需要增加污水回灌井，相应的注水管线需要调整。
4方案设计
4.0总体方案
4.0.1依据2012年XX注水站注水、回灌水及掺水需要确定注水站规模，改建XX注水站及站外注水管网，满足2012年的注水、回灌和掺水需要。
4.0.2注水规模和掺水规模
根据前述，XX注水站外围注水井2012年的配注量为8577m3/d，加上就地回灌水量为13407m3/d，注水站规模定为15000m3/d。
目前掺水量1300m3/d，未来掺水量可能有一定的增长。
4.1方案一
4.1.1注水站改造
由于站内已经没有扩建的位置，所以考虑在注水站北边围墙外新建高压注水泵房。
平面布置图见附图2。
新建的注水泵房内，设3套Q=300m3/hP=13.5MPa高压离心注水泵，2台工作，1台备用。
将2台现用的KGF180注水泵，调至埕一注，埕一注建于95年，设备老化，注水泵需要更换，埕四注也存在同样情况，根据具体的生产管理安排，也可调至埕四注。
本站设三台型号相同的泵，可以方便管理维护，减少一个值班点，降低管理费用，并比较适合未来的注水规模，运行效率会有一定提高。
换泵后，本站供高压水能力将达到15000m3/d，可满足生产需要。
新泵设强制润滑系统，冷却水系统在现有设备基础上进行改造，将现有的冷却水能力扩建至100m3/h。
现有的低压注水泵房保留，由于新建高压注水规模能够满足水量要求，所以取消现有的一台柱塞泵；
由于泵房中的四台掺水泵型号不统一，有柱塞泵也有离心泵，且柱塞泵及其喂水泵均运行多年，老化严重，所以淘汰3台柱塞掺水泵及其喂水泵，再上一台与现有离心注水泵相同型号的泵，台数减少，且离心泵维护工作量和维护费用小，这样便于生产管理，减少电力装机容量和维修费用，能够满足目前XX北区空心杆井掺水需要，且有一定余量（实际能达到1500m3/d左右），将来掺水量达到一定量时，再上一台离心掺水泵。
注水井CJC371仍在该系统中通过16#站（配水间）的增压泵注水。
2座1000m3水罐做必要的内外防腐，作为该站注水及回灌用缓冲罐。
利用已建700m3，将其加高至1000m3注水罐的高度，容量达到800m3作为注水及回灌缓冲罐，使缓冲时间达到3.7h。
站内新建高低压供水管网，配套建设道路、消防等设施。
改造后的注水工艺流程
注水井口
配水间
高压阀组
注水泵
注水罐
处理后污水
4.1.2站外注水（及回灌水）干线
4.1.2.1外围管网供水量预测：
为完善注采井网，2008---2012年计划分批转注21口井，具体井号根据当时油藏动态会有所偏差。
其井号为：
1#站（1口）：
C17-9
3#站（2口）：
C9-17、C7-1
4#站（2口）：
C9-21、C13-25
5#站（2口）：
C17-X13、C21-9
6#站（1口）：
C21-X29
7#站（2口）：
C13-29、C13-33
9#站（2口）：
C17-33、C21-33
11#站（2口）：
C7-9、C9-9、C9-13
12#站（2口）：
C9-29、C11-33
13#站（2口）：
C11-37、C13-37
14#站（2口）：
C15-37、C17-X37。
根据地质预测：
2012年XX注水开发区总注水量为7817m3/d，水井开井54口，单注145m3/d；
罗801块和罗804-1块总注水量为841m3/d，水井开井6口，单注140m3/d。
现有7口污水回灌井日最大回灌污水按3000m3/d计算，剩余的1749m3/d污水按北片新转污水回灌井分担1000m3/d（57%），南西片分担400m3/d（23%），南东片分担349m3/d（20%）预测，如下图所示：
水量增加后，现有的注水支干线能力均不足。
例如目前北线Φ159x11注水干线在目前供水量3690m3/d的情况下，XX注—3#配水间压力损失已高达3MPa（主要原因：
输水负荷大，管线老旧沉砂结垢严重），远不能满足该管线未来6000-7000m3/d输量需要。
按预测水量计算，基于目前的注水管网，北线从出站到最远配水间5＃站的压降合计为7.2MPa，南线到13＃站为2.25MPa，东线至14＃站为1.63MPa，均不能满足要求，需要扩建。
4.1.2.2调整方案：
根据以上图示，XX注水站外部注水管网不能适应预测水量，需要对整个注水外网进行扩容改造，根据计算，具体改造内容如下表，示意图如下图：
表4.1－1外部注水管网改造主要工作量
名称
内容
备注
新建配水间
新建陈11#、14#配水间及注水干线，干线选用Φ108x9管线合计1.6km
北片流程
①新建一条注水管线Φ245x18-2.4km至1#站与原Φ159管线并用；
②更换1#站—5#站支线为Φ108x9管线1.4km。
南片流程
①新建XX注---陈7#站注水干线Φ245x18-1.2km，与原Φ127管线并用；
②XX注---陈9#站新铺一条注水干线Φ108x9-2.9km，与原Φ168管线并用；
③更换7#站—12#站支线Φ108x9管线0.5km。
4.1.2.3低压（掺水系统）管网：
低压系统主要负责XX北区注水区块的油井掺水。
掺水量（注水量）今后不会有较大的变化，目前供水管网能满足输量要求，可维持现状，不作调整。
下表为低压系统情况统计表。
表4.1-2XX注低压系统生产情况统计表
队号
序号
站号
日掺水量m3/d
202队掺水井29口，掺水量合计850m3/d
6#
2
7#
3
9#
4
120
12#
9
270
13#
7
210
6
14#
200
209队掺水井15口，掺水量合计450m3/d
15#
8
16#
240
17#
掺水量合计：
1300
注水
CJC371
50
1350
4.2方案二
4.2.1注水站改造
考虑到现有高压离心泵移走后，有空余位置，可将低压注水泵房拆除，新建高压注水及掺水泵房，而将低压注水泵内设施移到现有高压离心泵房内。
平面布置图见附图3。
新建的注水泵房内，设3套Q=300m3/hP=13.5MPa高压离心注水泵，2台工作，1台备用，将2台现用的KGF180注水泵，调至埕一注，埕一注建于95年，设备老化，注水泵需要更换。
本站设三台型号相同的泵，可以方便管理维护，减少一个值班点，降低管理费用，运行效率会有一定提高。
现有的低压注水泵房内的掺水泵，移至原高压离心泵房内。
由于新建高压注水规模能够满足水量要求，所以取消现有的一台柱塞泵；
利用已建700m3，将其加高至1000m3注水罐的高度，容量达到800m3作为注水罐，使注水缓冲时间达到3.7h。
本方案在实施过程中，需设临时掺水泵及临时配电设施，用于施工期间的掺水运行。
4.2.2站外注水及回灌水干线
同方案一。
4.3注水工艺主要工程量
表4.3-3注水工艺主要工程量表
设备型号及规格
单位
数量
备注
方案一
方案二
高压离心泵机组
300m3/h13.5MPa
配套电机2000kW
套
润滑油供油装置
5t单梁起重机
台
玻璃钢冷却塔NBL3-100100m3/h
冷却水泵100m3/hH=32m
掺水泵Q=60m3/hP=6.5MPa
配套电机220kW380V
站内管网改造
1000m3罐重新内、外防腐
座
700m3罐加高，重新内、外防腐
增为800m3
10
无缝钢管Φ245x1820
km
3.6
站外
11
无缝钢管Φ108x920
6.4
12
无缝钢管Φ60x520
10.4
站外单井改造
13
三井式配水间
14
四井式配水间
15
空间吸声体（新建泵房）
m2
574
16
移动式隔音屏（新建离心泵机组）
130
17
4.4配套工程
4.4.1建筑结构
4.4.1.1设计使用条件
（1）工程设计使用年限为50年。
（2）耐火等级均为二级。
（3）屋面防水等级为III级。
（4）建筑的抗震设防类别：
丙类建筑。
（5）地基基础设计等级：
丙级。
（6）抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.15g，设计地震分组为第一组。
（7）建筑结构的安全等级：
二级。
4.4.1.2设计荷载取值
（1）基本风压0.5kN/m2。
（2）基本雪压0.35kN/m2。
（3）屋面活载非上人屋面0.5kN/m2；
4.4.1.3建筑设计
（1）站场系统各建构筑物见下表
建构筑物一览表
工程名称
面积（m2）/数量
结构形式
新建注水泵房
211
排架结构
一层
新建润滑油泵房
58.3
砖混
新建高压室
新建值班室及控制室
45.4
新建设备基础
30m3
素砼
新建围墙
70m
砖
冷却水池维修
1座
（2）装修
建筑物外墙采用混合砂浆抹面，刷外墙涂料，建筑物内墙面刷内墙乳胶漆。
建筑物门窗采用铝合金玻璃门窗，值班室、控制室地面铺地砖，其余地面为混凝土水泥地面。
屋面采用硬质聚氨酯泡沫板保温层，SBS改性沥青防水卷材防水。
4.4.1.4结构设计
（1）建筑物：
注水泵房采用钢筋砼排架结构；
设5t电动单梁起重机；
基础为C30钢筋砼独立基础；
建筑物采用砖混结构，屋面板采用预应力混凝土空心板，基础为素混凝土条形基础或砖砌条形基础。
（2）设备基础
设备基础采用素混凝土或钢筋混凝土现浇。
冷却水池维修：
重做池内、外表面1：
2水泥砂浆（外掺水泥用量15%HEA膨胀剂）抹面厚20。
（3）材料
砖混结构砌体：
采用蒸压粉煤灰砖、混合砂浆砌筑。
4.4.2电气
4.4.2.1工程概述
本工程工艺有两个方案：
方案一，在注水站北边墙外新建注水泵房；
方案二，拆除低压注水泵房，在其位置重建注水泵房。
两个方案均移走现有高压离心泵房内的两台高压离心泵（单台配电功率1000KW，6000V）到别的注水站。
方案一
1、在新建注水泵房内设3台离心注水泵及电机，单台配电功率2000KW，6000V。
2用1备。
注水泵房内设5t电动单梁起重机1台，N=2x1.5kW。
2、在新建注水泵房内设4台润滑油泵，单台配电功率7.5KW，380V。
1台工作，1台备用。
3、新建高压室、控制室、值班室。
4、在厂区更换冷却塔一座，单台配电功率2.5KW，380V。
5、在冷却水泵房新设冷却水泵，1用1备，单台配电功率45KW，380V。
6、在原低压注水泵房内保留离心掺水泵及电机，单台配电功率220KW，380V，新设同样功率的掺水泵1台。
1用1备。
预留1台同样功率的掺水泵。
其他泵停止使用。
配电重新上。
方案二
1、拆除低压注水泵房，重建为高压注水泵房，其内所有设备停用移走。
2.原
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