注水水质指标及水处理工艺设计(教材).doc

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1、注水水质指标及水处理工艺设计第一节概述设计目的和技术思路油田注水生产过程中的储层伤害机理非常复杂，由于外来入井流体（注入水或其它化学剂）进入油气层，必然要与油气层的岩石和流体接触，产生各种物理或化学的变化，这样就可能使储层孔隙结构发生变化，形成各种堵塞，从而降低储层渗透率，损害油气层。注水生产过程中可能造成的油气层损害原因很多，有些还具有叠加性，深入了解储层特性并在此基础上分析潜在损害因素，可有效地预防生产过程中可能造成的伤害，为制定合理的注水开发方案和保护油气层措施提供可靠的依据。注水中不合格的注入水质引起的地层损害是注水的主要损害。注入水质不合格表现在两个

2、方面：一是指注入水与地层岩石不配伍；二是指注入水与地层的流体不配伍。第一种不合格造成的结果是（1）注入水造成地层粘土矿物水化、膨胀、分散和运移；（2）由于注水速度过快，引起地层松散微粒的分散、运移；（3）注入水机械杂质粒径、浓度超标，堵塞孔道等。第二种不合格造成的结果是（1）注入水与地层水不配伍，产生沉淀和结垢；（2）注入水和地层油不配伍产生有机垢或毛细现象。因此由于水质所引起的损害包括两个基本因素：注水地层自身的岩性与它所含流体特性；注入水的水质。前者是客观存在的，是引起地层损害的潜在因素，而后者是诱发地层损害发生的外部因素，是可以通过主观努力来控制的。因此

3、，控制注入水水质，采用合理注水强度是减少注水损害的技术关键。本章所讨论的储层潜在伤害识别、注水指标确定和注水水质处理，仅为一个完整的注水工程方案设计的主要部分。在本设计中，暂不涉及注水工艺参数及地面工程设计。本设计的技术思路大致可用图1-1来表示。为了正确评价储层，找出储层潜在的损害因素，制定合理的水质指标，应收集如下基本资料：1、储层岩石岩性特征，其中包括：（1）岩石矿物组成及粘土矿物相对含量；（2）粘土矿物的产状；（3）胶结物类型及胶结强度（4）岩石表面润湿性。17收集资料、认识储层岩性、物性、流体性质储层岩石敏感性实验数据整理分析找出微粒运移的临界速度找

4、出造成伤害的临界矿化度找出造成伤害的临界PH判断地层水敏程度判断地层酸敏程度对储层敏感性作出评价，找出储层潜在的问题注水水质标准确定分析注入水和地层水组分，预测结垢趋势为注水推荐保护措施根据所给水源设计水质处理工艺流程2、储层岩石储渗空间特征，其中包括：（1）渗透率、孔隙度、比面；（2）岩石孔隙大小分布特征（平均孔隙半径，最大孔隙半径）。3、储层流体性质（1）储层原油粘度、密度、凝固点、原油饱和压力；（2）原油组份分析（胶质、沥青、蜡等含量）；（3）地层水粘度、密度、矿化度；（4）地层水组成分析资料。4、注入水水源分析资料（1）矿化度、温度；17（2）注入水组

5、成分析资料；（3）注入水源水质分析资料。5、生产资料（1）日注量，注入压力；（2）地层压力，地层温度；（3）注水井层位、井段、厚度。第二节注水储层潜在损害因素及伤害类型一、注水储层潜在损害油气层的潜在损害与其储渗空间特性、敏感性矿物、岩石表面性质和流体性质有关，下面就讨论各因素对油气层损害的影响。（一）油气层储渗空间油气层的储集空间主要是孔隙，渗流通道主要是喉道，喉道是指两个颗粒间连通的狭窄部分，是易受损害的敏感部位。孔隙和喉道的几何形状、大小、分布及其连通关系，称为油气层的孔隙结构。孔隙结构是从微观角度来描述油气层的储渗特性，而孔隙度与渗透率则是从宏观角度来

6、描述岩石的储渗特性。1、油气层岩石的孔隙结构常用的孔隙结构参数有孔喉大小与分布、孔喉弯曲程度和孔隙连通程度。一般来说，它们与油气层损害的关系为：（1）在其它条件相同的情况下，孔喉越大，不匹配的固相颗粒侵入的深度就越深，造成的固相损害程度可能就越大，但滤液造成的水锁、贾敏效应等损害的可能性较小。（2）孔喉弯曲程度越大，外来固相颗粒侵入越困难，侵入深度小；而地层微粒易在喉道中阻卡，微粒分散或运移的损害潜力增加，喉道越易受到损害。（3）孔隙连通性越差，油气层越易受到损害。2、油气层的孔隙度和渗透率17孔隙度是衡量岩石储集空间多少及储集能力大小的参数，渗透率是衡量油气

7、层岩石渗流能力大小的参数，它们是从宏观上表征油气层特征的两个基本参数。其中与油气层损害关系比较密切的是渗透率，因为它是孔喉的大小、均匀性和连通性三者的共同体现。对于一个渗透性很好的油气层来说，可以推断它的孔喉较大或较均匀，连通性好，胶结物含量低，这样它受固相侵入损害的可能性较大；相反，对于一个低渗透性油气层来说，可以推断它的孔喉小或连通性差，胶结物含量较高，这样它容易受到粘土水化膨胀、分散运移及水锁和贾敏损害。（二）油气层的敏感性矿物1、敏感性矿物的定义和特点油气层岩石骨架是由矿物构成的，它们可以是矿屑和岩屑。从沉积物来源上讲，有碎屑成因、化学成因和生物成因之

8、分。储层中的造岩矿物绝大部分属于化学性