延长油田股份有限公司子长采油厂史家畔采油大队 陕西延安 717300
摘要：子长油田史家畔油区属于低孔、超低渗透油藏，注水水质要求高。本文介绍了低渗油田注入水水质要求及常规控制指标，然后通过分析回注水对低渗透油田储层的危害因素以及注入水与储层配伍性评价、注入水与地层水配伍性评价等。最后提出低渗透油藏注水的一点看法。
近年来石油探明储量中低渗透油田储量所占比重越来越高，超过70%以上。要提高油田原油生产能力,开发低渗透油田是主要途径。史家畔油区油层物性差,孔喉小,非均质性强;储层以酸敏、水敏为主的敏感矿物。注水开发具有很大难度,注水压力高,注不进水,不能满足配注要求;注水易伤害地层,使吸水指数进一步下降;底层容易结垢堵塞。因此,该区域注水开发时要有较高的水质控制技术。
1.史家畔油区注水要求及指标
1.1水质基本要求
1)水质稳定,与地层水相混不产生沉淀;
2)注入油层后不使粘土矿物产生水化膨胀;
3)水中不能携带大量悬浮物,以防堵塞注水井渗滤端面及渗流孔道;
4)对注水设施腐蚀性小;
1.2 史家畔油区水质指标
注入水水质是指溶解在水中的矿物盐、有机质和气体的总含量,以及水中悬浮物含量及其粒度分布。水质指标可分为物理和化学指标两大类。通常,物理指标是指水的温度、相对密度、悬浮物含量及其粒度分布、石油的含量;化学指标是指盐的总含量、阳离子(如钙、镁、铁、锰、钠和钾等)的含量,阴离子(如重碳酸根、碳酸根、硫酸根、氯离子、硫离子)含量、硬度与碱度、矿化度、pH值、水型、溶解氧、细菌等。史家畔油区执行延长油田关于低渗、特低渗油藏水质标准：悬浮物含量≤2mg /L;悬浮物颗粒粒径中值≤2μm;含油量≤3mg/L；平均腐蚀率≤0.076mm /a;硫酸盐还原菌<10个/mL;腐生菌≤102个/L；铁细菌≤102个/L。
2.史家畔油区回注水的危害因素
2.1固体悬浮物
史家畔油区油藏的主要特点就是地层渗透率低( 1—0.10 μm2)、流体通过能力差、有效孔隙率低，其本身就相当于滤料，储层对注入水的水质，特别是固体悬浮物的含量和粒径中值指标要求很高，因为悬浮物的存在会导致孔喉道堵塞。该区开发方案中岩芯试验显示，由于喉道弯曲，悬浮物不能达到岩芯深处， 在注入口岩芯的端面会形成一层薄的滤饼而堵塞岩芯孔道使渗透率降低，出口端岩芯表面清无异物。当地层注入不合格的水时，就会因堵塞而使注水压力增加，注水量减少，注水压力的升高一方面对设备管线造成威胁，另一方面造成该区域内储层微裂缝连通，造成非主力层吸水量增加而主力吸水层吸水量减少，产生储层油水不恰当流动和驱替现象，大大降低采收率和采油量。悬浮物的其他危害还表现在使注水井井筒形成滤饼，堵塞射水孔和出油孔，抬高井底等。注入水中的悬浮物来自采出水中的泥砂和胶体物质，水处理过程中产生的絮体、细菌及其产物以及腐蚀结垢产物等，因而回注水精细处理的主要任务就是要尽可能的除去悬浮物以及控制或消除水处理及注水过程中可能产生危害性固体悬浮物的因素。
2.2细菌
本区采出水化验显示硫酸盐还原菌(SRB)、腐生菌(TGB) 和铁细菌含量远超水质要求，污水沉降过程中此类细菌更会大量滋生。细菌的滋生一方面使水发黑发臭、悬浮物增加、水质变差，另一方面对设备管线造成生物腐蚀。从选油站流向注水站的过程中，水便逐渐发黑变臭。
2.2矿化度
高含盐量或高矿化度将造成管线设备的化学腐蚀和结垢，同时化学腐蚀和生物腐蚀相互促进将使腐蚀的速度大大加快。
2.4含油
较高的含油量一方面影响过滤效果，另一方面可能会黏附积聚在注水井井壁使注水井吸水能力下降，同样也会导致注水压力增加。
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3.注入水与储层配伍性评价
注入水在储层中运移,可能产生速敏,注入水矿化度往往小于地层水矿化度,导致储层产生水敏。
3.1速度敏感性评价
速度敏感性是指因流体流动速度变化而引起地层中微粒运移,堵塞喉道,造成渗透率下降的现象。史家畔油区储层速敏指数0.28,本区开发方案中推荐的临界流速是≤0.747 ml/min。
3.2水敏性评价
水敏性是指与地层不配伍的外来流体进入地层后引起粘土膨胀、运移,造成渗透率下降的现象。该评价实验是在速敏评价实验后,先用标准盐水,再用次标准盐水,最后用去离子水测岩心渗透率,由此分析储层水敏程度。史家畔储层水敏指数0.29，总体为弱水敏。
3.3注水过程中粘土稳定技术
史家畔油区储层中的粘土主要是陆源粘土,粘土矿物中绿泥石、伊利石含量较高，注水驱油时,储层压力升高,产油量下降。其原因是注水后粘土矿物水化膨胀,堵塞储层喉道,使原油驱排困难。在本区采用粘土稳定剂来减少粘土的膨胀,可提高注水开发效果。针对该区储层特点,选择低分子量高效防膨剂。用不同防膨剂处理后的岩心,其渗透率下降幅度是不一样的,选用下降幅度小的防膨剂对注水井进行预处理,可有效地防止粘土膨胀。
4 注入水与地层水配伍性评价
注入水与地层水长期混配后,会起化学反应而出现沉淀、结垢,从而堵塞储层喉道,因此必须对其配伍性进行评价。评价主要内容有:
1）含钡、锶、钙离子的水与硫酸根离子的水混合时,经实验认为不能生成沉淀时才能注入,否则应进行处理。BaSO4结垢量控制指标≤2.5mg/L。
2）二价硫离子含量高的水与含有二价铁离子的水混注时,必须考虑硫化亚铁结垢问题。
3）含碱度较高的水与含有钙、镁、钡、缌、铁(Fe2+)等离子的水相混或当水中游离二氧化碳含量较高,或二氧化碳逸出使水的pH值升高时,应考虑碳酸盐结垢问题。
4）根据化学溶度积原理,可以初步判断各离子在水中的稳定性。当两种水(注入水与注入水、或注入水与地层水)相混合,如果某化合物的阳离子浓度(mol/L)与阴离子浓度(mol/L)的乘积大于该化合物的溶度积,则可能有沉淀生成,应进行室内混配试验。
5) CEC值大于0.09mmol/g (按一价离子计算)时,就不能忽视粘土的水化膨胀。
6)采用天然岩心进行水驱实验,了解粘土矿物的水化膨胀程度,为注水时是否采取防膨措施提供依据。
5.结论
1）史家畔油区储层性质决定注入水水质必须以高标准执行，精细过滤是注入水水质处理的关键,精细过滤设备的选用应根据水源、压力、处理量、滤后水质指标和经济性等多方面综合考虑。
2）注入水中硫酸盐还原菌，铁细菌等的存在需要药剂辅助处理。必须重视药剂在水处理工艺中的作用和使用，设备必须辅以一定的药剂才能充分发挥其作用。比如高效的化学混凝剂和高效气浮机的组合将有效地去除污水中的油，可以使进入过滤前的水质指标达到含油和固体悬浮物均<20 mg/L。要加强多功能的、高效的化学药剂的研究以适应各种水质条件和水质的变化。
3）降低储层伤害不仅要严格的水质过滤，还需要从储层配伍性、地层水配伍性等多方面重视。
参考文献：
[1]吴军等.史家畔油区注水开发方案. 2011年
[2]冯永训.油田采出水处理技术及其进展[J]. 注水及水处理, 2001,11(1): 1- 5.
[3]杨清民.核桃壳过滤器在油田应用情况总结[J].注水及水处理,2001, 11(1): 46- 49.
[4]王锦, 王晓昌.超滤法净化污水及在线清洗对膜污染的影响[J].中国给水排水, 2003, 19(8) : 54- 55.
论文作者:易有权,李慧
论文发表刊物:《基层建设》2016年14期
论文发表时间:2016/10/18
标签：悬浮物论文; 油区论文; 史家论文; 水质论文; 地层论文; 粘土论文; 含量论文; 《基层建设》2016年14期论文;