油田回注水標(biāo)準(zhǔn)

第十二章注水

注水是通過注入井將水注入油層，保持油層壓力，提高采油速度和采收率的一種措施。本章主要內(nèi)容：水處理措施；分層注水工藝；并對(duì)注聚合物工藝做了簡(jiǎn)單介紹。油田回注水標(biāo)準(zhǔn)

第一節(jié)水質(zhì)與水處理一、注入水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)1.水質(zhì)的基本要求

對(duì)油田注入水除要求水量穩(wěn)定、取水方便、經(jīng)濟(jì)合理外，其水質(zhì)還必須符合以下基本要求：1)水質(zhì)穩(wěn)定與油層水相混不產(chǎn)生沉淀；2)水注入地層后不使粘土產(chǎn)生水化膨脹或產(chǎn)生混濁；3)不得攜帶大量懸浮物，以防注水井滲濾端面堵塞；4)對(duì)注水設(shè)施腐蝕性??；5)當(dāng)一種水源量不足，需要第二種水源時(shí)，應(yīng)首先進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)，證實(shí)兩種水的配合性好，對(duì)油層無傷害。油田回注水標(biāo)準(zhǔn)2.水質(zhì)推薦指標(biāo)1)懸浮物固體含量及顆粒直徑、腐生菌、硫酸鹽還原菌、膜濾系數(shù)(MF)值見表12-1。2)含油量指標(biāo)，當(dāng)?shù)貙訚B透率≤0.1μm2

時(shí),含油量≤5.0mg/l；當(dāng)?shù)貙訚B透率＞0.1μm2

時(shí),含油量≤10.0mg/l；3)總鐵含量應(yīng)小于0.5mg/l；4)溶解氧含量地層水總礦化度＞5000mg/l時(shí)溶解氧≤0.05mg/l；總礦化度≤5000mg/l時(shí)溶解氧≤0.5mg/l；5)平均腐蝕率應(yīng)小于或等于0.076mm/a；6)游離二氧化碳含量應(yīng)小于或等于10.0mg/l；7)硫化物(指二價(jià)硫)含量應(yīng)小于等于10.0mg/l。油田回注水標(biāo)準(zhǔn)

目前礦場(chǎng)常用膜濾系數(shù)（MF）分析來衡量水對(duì)濾膜的細(xì)微孔道堵塞程度，借以分析水對(duì)巖石孔道的堵塞。

MF值是在一定的濾膜直徑、平均孔徑、過濾壓力和過濾水體積的條件下，水通過濾膜所需時(shí)間的函數(shù)。在SY5329-88標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的條件下，使1000水通過濾膜所需的時(shí)間為MF值，用下式計(jì)算:MF=1000/20t;式中t——過濾1000ml水樣所需時(shí)間，min；

MF——膜濾系數(shù)，無量綱。相同條件下測(cè)定水的值，若MF值降低說明水質(zhì)變差了。油田回注水標(biāo)準(zhǔn)二、注水水源與地層適應(yīng)性的評(píng)價(jià)1.分析資料

分析注入水與油層水各種離子濃度的主要分析項(xiàng)目有：陽離子：鈉、鉀(或鈉與鉀總量)、鈣、鎂、鋇、鍶、三價(jià)鐵、二價(jià)鐵、鋁等；陰離子：氯、碳酸根、重碳酸根、二價(jià)硫、硫酸根等；其它：可溶性二氧化硅、游離二氧化碳、硫化氫；pH值及水的總礦化度；油田回注水標(biāo)準(zhǔn)2.一般儲(chǔ)層的評(píng)價(jià)方法1）含鋇、鍶、鈣離子的水與含有硫酸根離子的水混合注入時(shí)，必須考慮硫酸鹽結(jié)垢問題，經(jīng)試驗(yàn)或計(jì)算認(rèn)為不能生成沉淀時(shí)才可注入，否則應(yīng)進(jìn)行處理。2)二價(jià)硫離子含量高的水與含有二價(jià)鐵離子的水混注時(shí)，應(yīng)考慮硫化亞鐵結(jié)垢的問題，應(yīng)經(jīng)處理才可注入。3)當(dāng)碳酸氫根和碳酸根離子含量較高的水與鈣、鎂、鋇、鍶、二價(jià)鐵等離子含量較高的水相混合時(shí)，應(yīng)考慮碳酸鹽結(jié)垢的問題。油田回注水標(biāo)準(zhǔn)4)若水中有游離二氧化碳逸出時(shí)往往使水的pH值升高，易產(chǎn)生碳酸鹽沉淀，故用此種水源時(shí)應(yīng)重視碳酸鹽結(jié)垢問題。5)按化學(xué)溶度積理論，可初步判斷各種離子在水中的穩(wěn)定性。6)CEC值大于0.09(按一價(jià)離子計(jì)算)時(shí)，就不能忽略粘土的水化膨脹問題。7)室內(nèi)進(jìn)行天然巖心注水試驗(yàn)，一般情況下，水測(cè)滲透率下降值應(yīng)小于20%。油田回注水標(biāo)準(zhǔn)三、常用水處理措施1.沉淀

沉淀是讓水在沉淀池或罐內(nèi)停留一定時(shí)間，使其所含懸浮固體顆粒靠重力沉降下來，對(duì)于細(xì)小的懸浮固體顆粒，常需要足夠的時(shí)間才能沉淀下來。

在水中加入聚(絮、混)凝劑，通過中和表面電性而使水中固體懸浮物聚集，加速沉淀。油田回注水標(biāo)準(zhǔn)2.過濾過濾是用容器(過濾設(shè)備)除去水中懸浮物和其它雜質(zhì)的工藝過程。過濾罐(或池、器)自上而下裝有濾料，支撐介質(zhì)等。濾料一般為石英砂、大理石、無煙煤屑及硅藻土等，支撐介質(zhì)常用礫石。水自上而下經(jīng)過濾層、支撐層，而后從罐底部排出清水。按過濾速度濾罐可分為慢速和快速兩種。慢速濾罐一般在0.1～0.3m/h，快速濾罐可達(dá)15m/h；油田回注水標(biāo)準(zhǔn)按工作壓力濾罐又可分為重力式、壓力式濾罐。重力式濾罐：濾罐的水面與大氣相連通，利用進(jìn)出口水位差過濾的；壓力式濾罐濾罐完全密封，水在一定壓力下通過濾罐。濾罐的工作強(qiáng)度：指在單位時(shí)間內(nèi)從單位面積濾罐通過的水量(過濾速度)。油田回注水標(biāo)準(zhǔn)3.殺菌

地面水中多含有藻類、鐵菌或硫酸鹽還原菌和其它微生物等，注水時(shí)需將這些微生物除掉以防止堵塞地層和腐蝕管柱。油田常用的殺菌劑有甲醛、氯氣、次氯酸鹽類、季胺鹽類液體藥劑、過氧乙酸、戊二醛等。一般交替使用兩種以上的殺菌劑，以防細(xì)菌產(chǎn)生抗藥性。油田回注水標(biāo)準(zhǔn)4.脫氧

地面水源與空氣接觸常溶有一定量的氧，有的水源水中還含有碳酸氣和硫化氫氣體，這些氣體對(duì)金屬和混凝土均有腐蝕性，因此注水前要用物理法或化學(xué)法除去注入水中所溶解的O2

、CO2

、H2S等氣體。(1)化學(xué)法脫氧

脫氧劑Na2SO3、N2H4等可脫除水中的氧。常用Na2SO3的價(jià)格低、使用方便，其原理為：

特點(diǎn)：占地面積小，處理工藝較簡(jiǎn)單，一次投資較低，但日常消耗化學(xué)藥劑費(fèi)用較高。油田回注水標(biāo)準(zhǔn)(2)物理法脫氧

物理法脫氧主要有真空脫氧和氣提脫氧。1)真空脫氧。國(guó)內(nèi)多用射流泵，以水或蒸汽為介質(zhì)實(shí)現(xiàn)真空塔內(nèi)抽真空。國(guó)外用真空泵。2)氣提脫氧。多用天然氣或氮?dú)庾鳛闅馓釟鈱?duì)水進(jìn)行逆流沖刷，可除去水中的氧，但不易達(dá)到較高的最終脫氧指標(biāo)，有時(shí)要用化學(xué)脫氧來彌補(bǔ)。油田回注水標(biāo)準(zhǔn)

當(dāng)水源水含有大量的過飽和碳酸鹽，如重碳酸鈣和重碳酸鎂鈣及重碳酸亞鐵等，因其化學(xué)性質(zhì)都不穩(wěn)定，注入地層后因溫度升高可能產(chǎn)生碳酸鹽沉淀而堵塞孔道。因此，在注入地層前用曝曬法使其沉淀除去。此法常在露天的沉淀池中進(jìn)行。5.曝曬油田回注水標(biāo)準(zhǔn)

四、水處理工藝1.地面淡水處理

地面淡水主要是河流、湖泊水，常常含有少量的機(jī)械雜質(zhì)、細(xì)菌等，需要沉淀、過濾與殺菌等，經(jīng)處理的水沿輸水管道送到注水泵站。油田回注水標(biāo)準(zhǔn)2.地下水處理由于地下水常含有鐵質(zhì)，主要為二價(jià)鐵，常以Fe(HCO3)2的形式存在，二價(jià)鐵極易水解，生成Fe(HO)2

，氧化后生成Fe(HO)3，易堵塞地層，對(duì)用地下水為水源的注水井，需要先除鐵。除鐵方法主要有：自然氧化法(石英砂過濾)適用于pH＜6.8的含重碳酸亞鐵的地下水，但效率極低；接觸催化法(天然錳砂過濾)適用于pH≥6.0，水中含鐵不超過30mg/L的地下水，應(yīng)用較普遍；人工石英砂法利用在石英砂表面人工制成的活性濾膜，可加快三價(jià)鐵氧化，效果與天然錳砂相近。油田回注水標(biāo)準(zhǔn)3.含油污水處理(1)含油污水處理方法

含油污水處理目的是除去水中的油及懸浮物，處理方法主要有：1)自然沉降法。靠污水中原油顆粒自身的浮力實(shí)現(xiàn)油水分離，除去浮油及顆粒較大的分散油。2)絮凝分離法含油污水中油粒小于10μm以下時(shí)，自然沉降難以分離。通常油粒帶有負(fù)電荷，若選擇在水中溶解后產(chǎn)生正電荷的絮凝劑就能使油滴聚集上浮達(dá)到油水分離的目的。實(shí)驗(yàn)證明，氯化亞鐵、硫酸亞鐵作絮凝劑，有較好效果。油田回注水標(biāo)準(zhǔn)含油污水處理工藝流程

1-污水沉降罐；2-污水泵；3-除油罐；4-單閥過濾罐；5-清水罐；

6-外輸水泵；7-污油罐；

8-污油回收泵；9-污水回收泵；10-地下回收水池；11-