油田注水本.ppt

1,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。,2,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=（1.51.7）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。,3,2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,4,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）,5,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1100m，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110-31m，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5001000mg/l 左右的原油，偶尔出现瞬时20005000mg/l的峰值含油量，其中90%左右为直径10100m的分散油和大于100m的浮油。,6,4. 乳化油,原水中含有10%左右的110-310m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 。,7,二、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。,8,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/T 5329-94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,9,推荐水质主要控制指标 表1-3-1,注： 1n10 清水水质指标中去掉含油量 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。,10,3. 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/T 5329-94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： CO21.0mg/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；),11,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,12,二、注水地面系统：,图2-2 油田注水的一般工艺流程示意图,13,1、注水站 （1）注水站的工艺流程,14,三、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。,15,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。,16,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：,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,18,二、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,19,原因：1）Fe+ Fe（OH）3 机理：Fe+H2O Fe(OH)2 Fe(OH)2+ O2 Fe（OH）3 当PH=44.5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 4 Fe（OH）3+CO2 （2）FeS黑色沉淀的生成 机理：2H+ +H2H2S+4H2O Fe+H2SFeS+H2,20,2、碳酸盐沉淀 CO2+ H2O+CO3-2HCO3-（重碳酸根） Ca+SO4- +CO2+8H+ CaCO3+ H2S+3H2O 3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。,21,4、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。,22,5、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层面差异大，均可采用分层压裂实现增注，以改善层间矛盾。,23,（2）酸化增注 地层吸水能力的降低，绝大多数是由于地层堵塞引起的，因此，要恢复地层吸水能力，就必须解除堵塞。但堵塞的原因不同，采取的解堵方法也各异。酸化是注水井解堵增注的重要措施。一方面酸化可用来解除井底堵塞物，另一方面可用来提高中低渗透层的绝对渗透率，原理与一般酸处理相同。,24,小结： 1. 对水质的基本要求； 2. 注水井的投注程序； 3. 注水井指示曲线、 分层指示曲线、K,