油田注水基础

第五章油田注水油田注入开发的优点：（油田开发为什么要注水）1.水压驱动方式在各种驱动方式中采收率最高;2.注水的目的:给油层补充能量，使油层压力保持不变，延长自喷采油期，提高油田开发速度，提高采收率。1第一节水源选择与水质要求一、水源选择1.基本原则：1）水质处理工艺简便，经济合理；2）满足油田注水设计要求的最大注水量。

油田需求的总水量Q=Q1+Q2+Q3+Q4

Q1——油田注水量；无污水处理回注Q1=采出量，有污水处理回注Q1=（1.5~1.7）采出量。Q2——油田辅助生产用水量；Q4——其它用水量；Q3——油田生活用水量。22．注入水源类型：淡水和咸水及采出水三大类水源地面水、河床等冲积层水、地下水层水地下水层水、海水地面水水量、水质不稳定，高含氧、杂质多河床等水量、水质稳定，含氧稳定，杂质少冲积层水地下水层水性能稳定，矿化度高海水含氧量高，杂质高，处理困难水源类型特点3分散颗粒溶解物（低分子、离子）

胶体颗粒悬浮物颗粒大小

0.1毫微米1毫微米10毫微米100毫微米1微米10微米100微米1毫米外观透明光照下混浊混浊肉眼可见

油田污水中杂质种类及性质和原油生成地质条件、注入水性质、原油集输处理条件等因素有关。并与回收的洗井回水、钻井污水、作业污水的成分有关.从总体上讲油田污水是一种含有固体杂质、液体杂质、溶解气体和溶解盐类等较复杂的多相体系。从颗粒大小和外观来看可按表1-2-1进行分类。污水中杂质分类表1-2-1采出水杂质分类（河南油田）

4原水中的细小杂质，按油田污水处理的观点，可以分为五大类。1.悬浮固体其颗粒直径范围取1~100m，此部分杂质主要包括：泥沙、各种腐蚀产物及垢、细菌、有机物。2.胶体粒径为110-3~1m，主要由泥砂、腐蚀结垢产物和微细有机物构成，物质组成与悬浮固体基本相似。3.分散油及浮油污水原水中一般有500~1000mg/l左右的原油，偶尔出现瞬时2000~5000mg/l的峰值含油量，其中90%左右为直径10~100m的分散油和大于100m的浮油。54.乳化油原水中含有10%左右的110-3~10m的乳化油。5.溶解物质在污水中处于溶解状态的低分子及离子物质，主要包括：溶解在水中的无机盐类,主要包括Ca2+、Mg2+、K+、Na+、Fe2+、Cl-、HCO3-、CO32-等阴阳离子和溶解的气体如溶解氧、二氧化碳、硫化氢、烃类气体等。6二、注入水的水质要求1.注水水质基本要求注水水质必须根据注入层物性指标进行优选确定。通常要求：在运行条件下注入水不应结垢；注入水对水处理设备、注水设备和输水管线腐蚀性要小；注入水不应携带超标悬浮物，有机淤泥和油；注入水注入油层后不使粘土发生膨胀和移动，与油层流体配伍性良好。注得进；不堵塞油层，不产生沉淀；对注水设备和管线腐蚀性小；配伍性好，具有良好的洗油能力。

7现将石油天然气行业标准《碎屑岩油藏注水水质推荐指标》SY/T5329-94水质主控指标示于表1-3-1。由于净化水主要用于回注油层，所以污水处理工艺必须设法使净化水达到有关注水水质标准。

2.注水水质标准8推荐水质主要控制指标表1-3-1

注入层平均空气渗透率(10-3

m2)0.100.1~0.60.6标准分级A1A2A3B1B2B3C1C2C3控制指标悬浮固体含量，mg/L≤1.0≤2.0≤3.0≤3.0≤4.0≤5.0≤5.0≤7.0≤10.0悬浮物颗粒直径中值，m≤1.0≤1.5≤2.0≤2.0≤2.5≤3.0≤3.0≤3.5≤4.0含油量，mg/L≤5.0≤6.0≤8.0≤8.0≤10.0≤15.0≤15.0≤20≤30平均腐蚀率，mm/a0.076点腐蚀1.A1、B1、C1级；试片各面都无点腐蚀；2.A2、B2、C2级；试片有轻微点蚀；3.A3、B3、C3级；试片有明显点蚀；SRB菌，个/mL010250102501025铁细菌，个/mLn102n103n104腐生菌，个/mLn102n103n104注：①1n10②清水水质指标中去掉含油量③新投入开发的油田、新建污水处理站，注水水质根据油层渗透率高低要分别执行相应分级（A1、B1、C1）标准。93.注水水质辅助性指标除了上述对注水注水水质的主要控制指标外，SY/T5329-94还对注水水质的辅助性指标作出指导性规定。辅助性指标主要包括：（1）溶解氧：一般情况要求，油田污水溶解氧浓度小于0.05mg/l，特殊情况不能超过0.1mg/l。清水中的溶解氧含量要小于0.50mg/l。

（2）硫化氢：通常清水中不应含硫化物，油田污水中硫化物含量应小于2.0mg/l。

（3）侵蚀性二氧化碳：一般要求侵蚀性二氧化碳含量为：CO2≤1.0mg/l。

（4）PH值：水的PH值应控制在7±0.5为宜。

（5）铁：当水中含亚铁时，若有细菌滋生或含有H2S时，水质将不稳定。(铁的含量不超过0.5毫克/升；)10取水泵房自然沉淀池加药澄清池过滤池杀菌装置脱氧装置清水池送水泵房

注水站

图2.1一般较完善的水处理流程示意图三、常用的几种水处理方法(作专题讲见河南油田资料)（一）注入水处理的一般工艺流程11二、注水地面系统：注水井水源

水处理站注水站配水间

图2-2油田注水的一般工艺流程示意图121、注水站（1）注水站的工艺流程13三、注水井的投注

投注程序：排液放喷、洗井、试注。(一)排液目的：清除井底周围油层内污物的堵塞，在井底附近的造成一个低压带。(二)洗井目的：清除井底的腐蚀物及杂质。洗井方式：正洗、反洗、循环洗井(三)试注目的：确定吸水能力的大小。14第二节注水系统分析一、反映吸水能力的几个指标1、注水井指示曲线：在稳定流动条件下，注入压力与注水量之间的关系曲线。分层指示曲线：各分层注入压力（经过水嘴后的压力）与分层注水量之间的关系。注入压力98kPa注水量分层指示曲线15正常注水时，不可能经常关井测静压，故吸水指数可用下式表示：

吸水指数=两种工作制度下的日注水量之差/相应两种

工作制度下流压之差2、吸水指数：单位压差下的日注水量，用k来表示，单位：16

K：反映了这个地层的吸水能力的好坏，K越大，吸水能力越好。

3、比吸水指数：比吸水指数=

表示：每米厚地层在单位压差下的日注水量。

用于：进行不同地层吸水能力对比分析

4、视吸水指数：KS=

Pwh——井口压力；

无分层注水时：油管注水：Pwh=P套；

套管注水：Pwh=P油

17二、影响吸水能力的因素和防止措施1.影响吸水能力的因素（1）与注水井井下作业及注水井管理操作等有关的因素。（2）与水质有关的因素。（3）组成油层的粘土矿物遇水后发生膨胀。（4）注水见效2、注水井吸水能力降低的原因及其处理方法（主要分析地层堵塞）（一）注水井吸水能力降低的原因1、Fe的沉淀（1）Fe(OH)3沉淀的生成18原因：1）Fe++Fe（OH）3机理：Fe+++H2OFe(OH)2Fe(OH)2+O2Fe（OH）3当PH=4~4.5时，将发生明显的堵塞作用，降低地层的吸水能力2）铁菌：机理：4Fe（HCO3）2+2H2O+O2

4Fe（OH）3+８CO2（2）FeS黑色沉淀的生成机理：2H+++４H2H2S+4H2O

Fe+++H2SFeS+H2192、碳酸盐沉淀CO2+H2O+CO3--2HCO3-（重碳酸根）Ca+++SO4--+CO2+8H+CaCO3+H2S+3H2O3．细菌堵塞

硫酸盐还原菌(厌氧细菌),铁菌.4、粘土遇水膨胀由蒙脱石组成的粘土矿物遇水膨胀性最大，而高岭石组成的矿物遇水膨胀性最小。204、防止吸水能力下降的措施油田实践表明，在注水过程中使吸水能力下降的主要原因是水质及注水系统的管理。在注水井日常管理中应当注意以下几个方面的问题：（1）及时取水样化验分析，发现水质不合格时，应立即采取措施，保证不把不合格的水注入油层；（2）按规定冲洗地面管线、储水设备和洗井，保持管线、储水设备和井内清洁；（3）保证平稳注水，减少波动，以免破坏地层结构和防止管壁上的腐蚀物污染水质和堵塞地层。21

5、改善吸水能力的措施（1）压裂增注压裂是实现油层增注的常用手段。可分为普通压裂和分层压裂。普通压裂适用于吸水指数低，注水压力高的低渗地层和严重污染地层，对于目的层尽可能用封隔器卡开。而对油层较厚、层内岩性差异大或多油层