地层水配伍性研究.doc

注入水与地层水及储层配伍性研究 在注入开发油田中，当注入水和不配伍的地层水相遇时，使原有的地层水和储层矿石之间的离子化学平衡被破坏，岩石和混合水之间，注入水和地层水之间随注入水不断介入将逐渐建立一个新的化学平衡。在打破旧的平衡建立新的平衡过程中，只要流体中遇到两种以上不配伍的水存在或在流动过程中随压力和温度或流体的化学组分不平衡，都存在结垢的可能，不可避免的造成对储层的一定损害。在导致严重水敏的同时，在注水速度过快时，还将产生严重的速敏伤害，低渗、特低渗的水敏更为严重。本文下面主要从两方面进行配伍性实验研究：注入水与地层水的配伍性以及注入水与储层的配伍性。 【吉林油田低渗透油藏注入水水质实验研究】 1 注入水与地层水的配伍性 【油田注入水源与储层的化学配伍性研究】 油气田进入中后期开发后，普遍采用注水采油、排水采气、排水找气等新工艺，由于压力、温度等条件的变化以及水的热力学不稳定性和化学不相容性，往往造成注水地层、油套管、井下、地面设备以及集输管线出现结垢，造成油气田产量下降，注水压力上升，井下以及地面设备甚至油气井停产。 1.1油田水质分析 对该油田地层水及注入水的离子浓度进行分析，统计得到下表：（下表） 1.2注入水的自身稳定性 常温及地层温度下注入水的自身稳定性反映了注入水在注水管柱、采油管柱及储层中结垢状况。在常温(20℃)和地层温度(70℃)的条件下，通过测定在密闭容器里分别放置不同时间的水中主要成垢离子Ca2+、Ba2+、Mg2+等的浓度变化研究水源水自身的稳定性以及结垢趋势。在常温和地层温度下分别检测放置20天、30天时水源水中成垢离子浓度。统计数据如下表所示： 【商河油田注水配伍性及增注措施实验研究】 1.3 配伍性研究方法 1.3.1静态配伍性实验研究 【大港北部油田回注污水结垢性与配伍性研究】 注入水与地层流体不配伍主要表现在两者按不同比例混合后是否产生沉淀。将地层水与注入水过滤后分别按不同体积比例混合（1: 9、2: 8、3: 7、4: 6、5:5、6:4、7:3、8:2、及9:1），并在85C下密闭加热恒温不同时间，测其浊度。实验结果见图2。 浊度的测量方法：本方法参照采用国家标准ISO 7027—1984《水质—浊度的测定》主要方法有两种：分光光度法和目视比色法。 由图2可以看出，注入水与地层水混合后，均有沉淀生成，恒温时间越长，结垢越严重，浊度变大，表明地层水与海水不配伍。 1.3.2动态配伍性实验（1） 配伍性驱替实验【油田注入水源与储层的化学配伍性研究】 在低于临界流速下进行注入水的岩心流动实验，根据计算得到的临界流量，确定岩心驱替实验中流量的控制范围。在室温下用地层水测岩心原始渗透率，然后用注入水驱替2PV后，关闭岩心夹持器的进出口阀，升温至设定温度，恒温静置6h，待自然冷却后，室温下用地层水驱，测岩心渗透率的变化。实验结果见表2。 从表2可以看出随着温度的升高岩心渗透率恢复值Kd K0减小这主要是由于温度升高结垢趋势增大所引起的。 （2） 注入水累积结垢损害实验 注入水在岩心中的累积结垢对岩心渗透率的影响见图3。 （3） 交替驱替配伍性实验 为了充分评价注入水和地层水的配伍性进行了交替驱替注入水和地层水结垢对岩心的损害实验。注入水与地层水交替驱替对岩心渗透率的影响结果见图4。实验条件先用地层水测以地层水饱和的岩心原始渗透率，再注入10PV驱替液之后关闭岩心的进出口阀，加热至90℃恒温2h自然冷却至室温再打开岩心的进出口阀用地层水驱替测渗透率变化如此反复。 由图4可以看出注入水与地层水交替驱替对岩心损害严重。4次交替注入天然海水和地层水岩心渗透率不断降低达32.3%。 1.4结垢可能的判断 （1） 成垢离子浓度变化判断 注入水与地层流体不配伍主要表现在两者按不同比例混合后是否产生沉淀。将地层水与注入水过滤后分别按不同体积比例混合（1: 9、2: 8、3: 7、4: 6、5:5、6:4、7:3、8:2、及9:1）测定混配水中各成垢离子浓度。50℃、70℃及90℃下混配水中各离子浓度实测值如图所示。 （2）线性判断 【吉林油田低渗透油藏注入水水质实验研究】 注入水与地层水的不相容性，产生结垢是存在的，前苏联学者指出，当注入水与地层水混合，混合物的化学成分符合Y=Ax+B型直线方程，如果曲线呈直线，表示两种水相容，若背离直线关系，则表示不相容，有生成沉淀的可能。 应用离子含量法，对英台油田方44、方68区块的注入水与地层水进行配伍性实验。将现场取回的注入水与地层水按1: 9、2: 8、3: 7、4: 6配比，模拟油层温度完成实验，实验结果表明(图1、图2)，方44、方68区块的线性都很差，说明两种水不相容，可能有碳酸钙、碳酸镁、硫酸钙等沉淀生成。 1.5地层水与注入水结垢趋势预测 判断水质结垢趋势遵