第六章注水 目的要求 1、要求学生掌握不同的储层注入不同的水质 2、要求学生知道如何保证所需的注水量 3、重点掌握如何将水注入到需要的层位 课时:6学时 重点授课内容提要 第一节水源及水处理 (一)水源 序号水源类型主要水型名称 水源性质 江河水水量丰害,水矿化度低,泥砂 含量大;湖泊、水库水泥吵含量较江 1|地面水江河、湖泊、水库河水少,但由于水中溶解氧充足,水 生动植物大量繁殖,常有异常气味及 胶体。地面水性质受季节影响大。 海水 海水 水源丰富,含盐量高,腐蚀性强 3地下水 地层水 水量半富,水矿化度较高,含有铁、 锰等元素。水质较好 4未出水(会+)一, 5|工业污水 污水 水中成分复杂 (二)水质及其要求 水质:对注入水质量所规定的指标,包括注入水中的矿物盐、有机质和气体的构成与含 量以及水中悬浮物含量与粒度分布等,是储层对外来注入水适应程度的内在要求。 (三)注水过程中油层伤害的因素 主要原因:注入水与储层性质不配伍或配伍性不好、水质处理及注水工艺不当 注入水与地层水不配伍 注入水与储层岩石矿物不配伍对地层的伤害 注入条件变化 不溶物造成地层堵塞 (四)油田生产对注水水质的基本要求
1 第六章 注水 目的要求 1、 要求学生掌握不同的储层注入不同的水质 2、要求学生知道如何保证所需的注水量 3、重点掌握如何将水注入到需要的层位 课时：6 学时 重点授课内容提要 第一节 水源及水处理 （一）水源 序号 水源类型 主要水型名称 水源性质 1 地面水 江河、湖泊、水库 江河水水量丰富，水矿化度低，泥砂 含量大；湖泊、水库水泥砂含量较江 河水少，但由于水中溶解氧充足，水 生动植物大量繁殖，常有异常气味及 胶体。地面水性质受季节影响大。 2 海水 海水 水源丰富，含盐量高，腐蚀性强 3 地下水 地层水 水量丰富，水矿化度较高，含有铁、 锰等元素。水质较好 4 采出污水 含油（聚合物）污 水 一般偏碱性，矿化度高，含铁少 5 工业污水 污水 水中成分复杂 序号 水源类型 主要水型名称 水源性质 1 地面水 江河、湖泊、水库 江河水水量丰富，水矿化度低，泥砂 含量大；湖泊、水库水泥砂含量较江 河水少，但由于水中溶解氧充足，水 生动植物大量繁殖，常有异常气味及 胶体。地面水性质受季节影响大。 2 海水 海水 水源丰富，含盐量高，腐蚀性强 3 地下水 地层水 水量丰富，水矿化度较高，含有铁、 锰等元素。水质较好 4 采出污水 含油（聚合物）污 水 一般偏碱性，矿化度高，含铁少 5 工业污水 污水 水中成分复杂 （二）水质及其要求 水质：对注入水质量所规定的指标，包括注入水中的矿物盐、有机质和气体的构成与含 量以及水中悬浮物含量与粒度分布等，是储层对外来注入水适应程度的内在要求。 （三） 注水过程中油层伤害的因素 主要原因：注入水与储层性质不配伍或配伍性不好、水质处理及注水工艺不当。 注入水与地层水不配伍 注入水与储层岩石矿物不配伍对地层的伤害 注入条件变化 不溶物造成地层堵塞 （四） 油田生产对注水水质的基本要求
注水引起的油层损害主要是堵塞、腐蚀和结垢三大类型 1.控制悬浮固体浓度与粒径 2.控制腐蚀性介质(溶解氧、CO2、H2S) 3.控制含油量 4.控制细菌含量 硫酸盐还原菌(SRB) 铁细菌 腐生菌(TGB) 5.控制水垢的形成 (三)注入水水质推荐标准 注入展平均空气渗遗率, <o11 0-06 0.6 标准分级 Al A2 A3 B1 B2 B3 C1 C2 C3 悬浮国体含量,m4144<<<6<7 悬浮呦顺靼宜径中值 含油,mgL 8<8|<10 <30 拉[平均庸蚀率 <0.076 A1、B1、C1级:试片各面都无点腐蚀 指 点腐蚀 A2、B2、C2级:试片有轻微点腐 标 A3、B3、C3级:试片有明显点腐蚀 SRB,个mL 铁細菌,个lmL nx102 nx104 TGB,个mL nx104 执行SY/5329-94标准应遵循的原则: 1)控制指标优先原则。水质主要控制指标(悬浮固体含量、悬浮物颗粒直径、含油量、 平均腐蚀率、点腐蚀、SRB、铁细菌、TGB)首先应达到要求。在主要控制指标已达到注水 要求的前提下,若注水又较顺利,可以不考虑辅助性指标(①溶解氧;②侵蚀性CO2;③ H2S;④pH值;⑤总铁含量),否则应查其原因,并进一步检测辅助性指标。 (2)标准分级原则。三类油层指标各自分级,先严后松,逐级放宽。新投入注水开发的 油藏或新建注水站应执行一级标准(A1、B1、C1),而建站时间较长或实际水处理能力 已超过原设计能力或高含水期可执行二级标准(A2、B2、C2),甚至三级标准。 (3)具体油田标准原则。各油田应借鉴而不是照搬行业标准,应根据油层的具体特性和 生产实际情况,科学制定切合实际的水质标准,各油田的水质标准是不完全一致的 (三)注入水处理技术
2 注水引起的油层损害主要是堵塞、腐蚀和结垢三大类型。 1．控制悬浮固体浓度与粒径 2．控制腐蚀性介质（溶解氧、CO2 、H2S） 3．控制含油量 4．控制细菌含量 硫酸盐还原菌（SRB） 铁细菌 腐生菌（TGB） 5．控制水垢的形成 （三） 注入水水质推荐标准 注入层平均空气渗透率，µm2 < 0.1 0.1 ～ 0.6 > 0.6 标准分级 A1 A2 A3 B1 B2 B3 C1 C2 C3 控 制 指 标 悬浮固体含量，mg/L <1 <2 <3 <3 <4 <5 <5 <6 <7 悬浮物颗粒直径中值，µm <1 <1.5 <2 <2 <2.5 <3 <3 <3.5 <4 含油量，mg/L <5 <6 <8 <8 <10 <15 <15 <20 <30 平均腐蚀率，mm/a <0.076 点腐蚀 A1、B1、C1级：试片各面都无点腐蚀 A2、B2、C2级：试片有轻微点腐蚀 A3、B3、C3级：试片有明显点腐蚀 SRB， 个/mL 0 <10 <25 0 <10 <25 0 <10 <25 铁细菌，个/mL n×102 n×103 n×104 TGB， 个/mL n×102 n×103 n×104 注入层平均空气渗透率，µm2 < 0.1 0.1 ～ 0.6 > 0.6 标准分级 A1 A2 A3 B1 B2 B3 C1 C2 C3 控 制 指 标 悬浮固体含量，mg/L <1 <2 <3 <3 <4 <5 <5 <6 <7 悬浮物颗粒直径中值，µm <1 <1.5 <2 <2 <2.5 <3 <3 <3.5 <4 含油量，mg/L <5 <6 <8 <8 <10 <15 <15 <20 <30 平均腐蚀率，mm/a <0.076 点腐蚀 A1、B1、C1级：试片各面都无点腐蚀 A2、B2、C2级：试片有轻微点腐蚀 A3、B3、C3级：试片有明显点腐蚀 SRB， 个/mL 0 <10 <25 0 <10 <25 0 <10 <25 铁细菌，个/mL n×102 n×103 n×104 TGB， 个/mL n×102 n×103 n×104 执行 SY/T5329-94 标准应遵循的原则： （1）控制指标优先原则。水质主要控制指标（悬浮固体含量、悬浮物颗粒直径、含油量、 平均腐蚀率、点腐蚀、SRB、铁细菌、TGB）首先应达到要求。在主要控制指标已达到注水 要求的前提下，若注水又较顺利，可以不考虑辅助性指标（①溶解氧；②侵蚀性 CO2； ③ H2S；④pH 值；⑤总铁含量），否则应查其原因，并进一步检测辅助性指标。 （2）标准分级原则。三类油层指标各自分级，先严后松，逐级放宽。新投入注水开发的 油藏或新建注水站应执行一级标准（A1 、B1 、C1），而建站时间较长或实际水处理能力 已超过原设计能力或高含水期可执行二级标准（A2 、B2 、C2），甚至三级标准。 （3）具体油田标准原则。各油田应借鉴而不是照搬行业标准，应根据油层的具体特性和 生产实际情况，科学制定切合实际的水质标准，各油田的水质标准是不完全一致的。 （三）注入水处理技术
1、常用水处理技术 (1).沉淀:主要是除去机械杂质(固体颗粒)。在沉淀池(罐)内依靠重力沉淀。 (2)过滤:除去少量很细的悬浮物和细菌,过滤设备常用过滤池或过滤器 过滤速度:指在单位时间内,从单位面积滤池通过的水量,mh。 慢速滤池:滤速为0.1~0.3m/h 快速滤池:滤速在15m/h以上。 (3)杀菌:为防止水中藻类、铁菌或硫酸还原菌堵塞油层和腐蚀管柱。常用的杀菌剂有氯 或其它化合物。 般选用两种以上杀菌剂,以免细菌产生抗药性 (4).曝晒:水源中含有过饱和碳酸盐(如重碳酸钙、重碳酸镁和重碳酸亚铁等)时,注 入地层后由于温度升高可能产生碳酸盐沉淀而堵塞油层。因此需预先进行曝晒处理将碳酸盐 沉淀下来使水质稳定。此法常在露天的沉淀池中进行 (5).脱氧:地面水中总是溶有一定量的氧,有的水源还含有碳酸气和硫化氢气体。氧是 造成注水系统腐蚀的最主要最直接的因素。 ①化学除氧:最常用的是亚硫酸钠。 气提脱氧(天然气逆流冲刷 ③真空脱氧:气提脱氧和真空脱氧都属于物理法脱氧,达不到最终的含氧指标时,应采用化 学除氧或其它措施来弥补。 (6).除油:采出水中含有少量滴状的悬浮油(100~200mgL),且这些油粒的直径很小 (浮油粒度中值>100um、分散油粒度中值10~100pm、乳化油粒度中值<10um)。重力 分离和气体浮选(气浮法)是基本的除油方法,必要时可加混凝剂。 ①重力分离 大多数水处理设备使用重力分离。 气体浮选 把小直径气泡注入到水中,气泡与悬浮在水流中的油滴接触,使它们像泡沫一样上升到水面 2、水处理工艺: 水源不同水处理工艺也不同
3 1、常用水处理技术： （1）.沉淀：主要是除去机械杂质（固体颗粒 ）。在沉淀池（罐）内依靠重力沉淀。 （2） 过滤：除去少量很细的悬浮物和细菌，过滤设备常用过滤池或过滤器。 过滤速度：指在单位时间内，从单位面积滤池通过的水量，m/h 。 慢速滤池：滤速为 0.1～0.3m/h。 快速滤池：滤速在 15m/h 以上。 （3） 杀菌：为防止水中藻类、铁菌或硫酸还原菌堵塞油层和腐蚀管柱。常用的杀菌剂有氯 或其它化合物。 一般选用两种以上杀菌剂，以免细菌产生抗药性。 （4）. 曝晒：水源中含有过饱和碳酸盐（如重碳酸钙、重碳酸镁和重碳酸亚铁等）时，注 入地层后由于温度升高可能产生碳酸盐沉淀而堵塞油层。因此需预先进行曝晒处理将碳酸盐 沉淀下来使水质稳定。此法常在露天的沉淀池中进行。 （5）. 脱氧：地面水中总是溶有一定量的氧，有的水源还含有碳酸气和硫化氢气体。氧是 造成注水系统腐蚀的最主要最直接的因素。 ○1 化学除氧：最常用的是亚硫酸钠。 ○2 气提脱氧（天然气逆流冲刷 ） ○3 真空脱氧：气提脱氧和真空脱氧都属于物理法脱氧，达不到最终的含氧指标时，应采用化 学除氧或其它措施来弥补。 （6）. 除油：采出水中含有少量滴状的悬浮油（100～200mg /L），且这些油粒的直径很小 （浮油粒度中值>100μ m、分散油粒度中值 10～100μ m、乳化油粒度中值<10μ m）。重力 分离和气体浮选（气浮法）是基本的除油方法，必要时可加混凝剂。 ○1 重力分离 大多数水处理设备使用重力分离。 ○2 气体浮选 把小直径气泡注入到水中，气泡与悬浮在水流中的油滴接触，使它们像泡沫一样上升到水面。 2、水处理工艺： 水源不同水处理工艺也不同
(1)地面水处理工艺 地面水水质的主要问题是泥砂含量高,溶解氧含量高。除悬浮物和脱氧是主要的处理措施。 加药 来水 药水混合器反应沉淀池 过滤池氧[吸水池一系出 (2)海水处理工艺 海水处理可分为净化及脱氧两大部分。净化部分目前一般采用多级过滤净化处理,脱氧 部分可用真空、气提和化学方法进行单级或多级脱氧 (3)地下水处理工艺 地下水水质主要矛盾是含有铁、锰矿物和悬浮固体。 加气(N2、天然气)加药 土↓一一 源井 (4)采出污水处理工艺 污水回注优点:①污水中含表面活性物质,能提高洗油能力:②高矿化度污水回注后, 不会使粘土颗粒膨胀而降低渗透率;③污水回注保护了环境,提高了水的利用率。 主要是除去油及悬浮物。一般污水处理的过程包括沉降、撇油、絮凝、浮选、过滤,加 抑垢、防腐、杀菌等化学药剂。 加药泵 杀菌剂 除油罐→单阀过滤镧→缓冲水罐亠注水罐→注水泵 水 污油回收污水回收池 (四)注水地面系统 水源泵站水处理站注水站「配水间注水井
4 （1）地面水处理工艺 地面水水质的主要问题是泥砂含量高，溶解氧含量高。除悬浮物和脱氧是主要的处理措施。 （2）海水处理工艺 海水处理可分为净化及脱氧两大部分。净化部分目前一般采用多级过滤净化处理，脱氧 部分可用真空、气提和化学方法进行单级或多级脱氧。 （3）地下水处理工艺 地下水水质主要矛盾是含有铁、锰矿物和悬浮固体。 （4）采出污水处理工艺 污水回注优点： ① 污水中含表面活性物质，能提高洗油能力；② 高矿化度污水回注后， 不会使粘土颗粒膨胀而降低渗透率；③ 污水回注保护了环境，提高了水的利用率。 主要是除去油及悬浮物。一般污水处理的过程包括沉降、撇油、絮凝、浮选、过滤，加 抑垢、防腐、杀菌等化学药剂。 （四）注水地面系统 水源泵站 水处理站 注水站 配水间 注水井
1、注水站 主要作用:将来水升压,以满足注水井对注入压力的要求 工艺流程:来水进站→计量→水质处理→储水灌→泵出 主要设施: 储罐:储备作用、缓冲作用、分离作用 高压泵组: 流量计 分水器 2.配水间 作用:调节、控制和计量一口注水井注水量 主要设施:分水器、管汇、压力表、流量计 3.注水井 作用:提供使供注水量进入地层的通道 主要设施:井口装置、井下管柱 (五)注水井投注程序 排液→洗井→试注→正常注水 排液 目的:清除油层内的堵塞物,在井底附近造成适当的低压带,为进水创造有利条件,并 利用部分弹性储量,减少注水井排或注水井附近的能量损失,有利于注水井排拉成水线 排液时间可根据油层性质和开发方案来决定,排液的强度以不损伤油层结构为原则 2.洗井 目的:把井筒内的腐蚀物、杂质等污物冲洗出来,避免油层被污物堵塞。 方式:正洗和反洗,正洗是油管进,环空出;反洗是环空出,油管出。 3.试注 目的:确定能否将水注入油层、录取资料、注水措施
5 1、注水站 主要作用：将来水升压，以满足注水井对注入压力的要求 工艺流程：来水进站→计量→水质处理→储水灌→泵出 主要设施： 储罐：储备作用 、缓冲作用、分离作用 高压泵组： 流量计： 分水器： 2. 配水间 作用：调节、控制和计量一口注水井注水量 主要设施：分水器、管汇、压力表、流量计 3. 注水井 作用：提供使供注水量进入地层的通道 主要设施：井口装置、井下管柱 （五）注水井投注程序 排液→洗井→试注→正常注水 1. 排液 目的：清除油层内的堵塞物，在井底附近造成适当的低压带，为进水创造有利条件，并 利用部分弹性储量，减少注水井排或注水井附近的能量损失，有利于注水井排拉成水线。 排液时间可根据油层性质和开发方案来决定，排液的强度以不损伤油层结构为原则。 2. 洗井 目的：把井筒内的腐蚀物、杂质等污物冲洗出来，避免油层被污物堵塞。 方式：正洗和反洗，正洗是油管进，环空出；反洗是环空出，油管出。 3. 试注 目的：确定能否将水注入油层、录取资料、注水措施