晁雷輝(延長油田股份有限公司南泥灣采油廠,陜西 延安 716000)
油田注入水的配伍性對油田注水開發(fā)效果影響巨大[1]。注入水的配伍性,包括混注時不同來源水的配伍性、注入水與地層水的配伍性及注入水與地層的配伍性[2]。陜北是一個水源匱乏的地區(qū),人均水資源的占有量嚴重不足[3]。由于二次采油過程對地下水資源的需求巨大,陜北油田在進行注水開發(fā)時常采用清污混注來解決水源不足的問題[4]。注入水的配伍性不好,不僅造成注水和采油系統(tǒng)結垢,進而引起管線腐蝕,還會堵塞地層,使注水量下降[5]。在油田開發(fā)進入中后期以后,油層壓力下降很大,注水開發(fā)作為油田增產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)的基本方法在國內(nèi)外各大油田被普遍采用,也取得了可觀的經(jīng)濟效益。但二次采油過程對地下水資源的需求巨大,油田地區(qū)的水資源往往難以滿足油田開發(fā)過程中對水資源的需求,且隨著環(huán)境保護條例的日益嚴格和人們環(huán)保意識的不斷增強,對油田產(chǎn)出水提出了零排放的要求。如何解決二次采油過程對有限水資源的巨大需求和產(chǎn)出水零排放的要求,是油田開采過程中必須面對和必須解決的問題。
本文主要研究用地表水混合地層水解決該地區(qū)回注水欠缺問題,通過實驗尋找最優(yōu)配伍水和配伍比例[6]。首先對該地區(qū)主要地表水與延安組地層水的水質進行分析,判斷其水型[7-8];然后將地表水與延安組、長2、長6地層水進行配伍性實驗,分析水的配伍性能。從而對該地區(qū)水型和各水之間的配伍性有了全面的認識,為油田注水的開展提供依據(jù)。
水樣:現(xiàn)場取該地區(qū)地表水與延安組、延長組地層水。
實驗儀器:數(shù)顯濁度計,SGZ-1A,上海悅豐儀器儀表有限公司;紫外分光光度計,UV-3300(PC),上海美譜達儀器有限公司;pH酸度計,PHS-3C,成都市方舟科技開發(fā)有限公司。
1.2.1 水質分析及水型的確定
水質分析主要是分析各單一水樣中重要離子(Ca2+、Mg2+、總Fe、Na++K+)的含量,根據(jù)SY/T 5329—94《碎屑巖油藏注水水質推薦指標及分析方法》測出水中各離子的含量,并計算其總礦化度[9-10]。根據(jù)水質分析對水樣的水型做出正確的判斷。
具體的流程如圖1所示。
圖1 水質分析流程圖
1.2.2 不同層系水物理配伍實驗
考慮到不同層系水樣在水型、離子組成、地質配伍性等方面存在的明顯差別,通過本實驗具體探討其彼此之間相互配伍的可能性。實驗內(nèi)容為地表水與各地層水系列水樣之間的配伍可能性研究。實驗方法流程圖如圖2所示。
圖2 實驗方法流程圖
水質分析為配伍性實驗的基礎,通過成垢離子的分析,水型的判斷,可對實驗的配伍性進行預測分析。通過對該地區(qū)地表水,延安組、延長組地層水的水質進行分析測定,確定地層水的水型。其實驗結果如表1所示。
表1 水質分析實驗結果表
由表1可以看出,該地區(qū)地表水水樣礦化度很低,水型屬于NaHCO3型;其他各地層水的礦化度總的來說不高;地層水延安組水型為NaHCO3型,成垢離子主要以鈣、鎂、碳酸氫根為主。延長組為CaCl2型,總礦化度較高,成垢陽離子鈣鎂離子含量很高,其中地層水Ca2+離子濃度達到了1 346.13 mg/L,Mg2+離子濃度達到了256.82 mg/L,易于結垢。
目前,國內(nèi)在解決油田二次采油過程水資源不足和產(chǎn)出水零排放問題方面,大多采用注清水、污水回注、清污混注等措施。注入的幾種水不配伍,表面上看有時注入水在地面常溫下可能不結垢,但隨著溫度、壓力、pH 值等條件的變化,原本在地面不結垢的注入水在注入地層后則結垢,造成地層滲透率下降,降低注水井的吸水能力。若注入水與地層巖石不配伍,則注入水會造成地層粘土礦物水化膨脹,堵塞孔道。用地表水分別與延安組、長2、長6地層水進行配伍性實驗,將它們按一定比例混合,觀察其結垢現(xiàn)象,測定其濁度。
由實驗結果可知,地表水水樣與延安組水樣在不同比例混合后,常溫環(huán)境下有70%出現(xiàn)渾濁,70 ℃環(huán)境下近60%出現(xiàn)渾濁,兩種水樣混合后出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象,配伍性較差不適合混合回注。同時,由實驗還可知,地表水水樣與延長組地層水混合后,在常溫和70 ℃環(huán)境下均清亮,說明該地表水水樣和延長組地層水具有很好的配伍性,可作為該地區(qū)油田區(qū)塊開發(fā)的混合回注水。
針對直羅葫蘆河水和該地區(qū)延安組和延長組地層水進行了水質分析,并將葫蘆河水與延安組和延長組地層水做了配伍性實驗研究,分析和實驗結果表明:(1)地表水水樣礦化度很低,水型屬于NaHCO3型;(2)地表水水樣與延安組水樣配伍性較差,兩種水樣混合后出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象,這兩種水不適合混合回注;(3)地表水水樣與延長組地層水均具有很好的配伍性,可作為油田開發(fā)的混合回注水。