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1、第十一章注水与油水井措施第十一章注水 摘要 注水是通过注水井向油层注水补充能量,保持地层压力, 它是目前提高采油速度和采收率方面应用得 最广泛的一项技术措施。主要内容包 括:1.水质;2.水处理措施;3.分层注水工艺;4.油水井措施。第一节水质与水处邕 水源1.地面淡水:江、河、湖 2.地层水:淡水或盐 水:3.含油污水:采出水 4.海水:盐水一、注入水水质标准1.水质的基本要求 对油田注入水,除要求水量稳定、取水 方便和经 济合理外,还必须符合以下要求:1)水质稳定与油层水相混不产生沉 淀;2)水注入地层后不使粘土产生水化膨胀或产生混浊;3)不得携带大量悬浮 物,以防注水井渗滤端面堵塞;4)
2、对注水设施腐蚀性小;5)当一种水源量不足, 需要第二种水源时,应首先进 行室内实验,证实两种水的配合性好,对油层无伤害。2.水质推荐指标1)悬浮物固体含量及颗粒直径、腐生菌、硫酸盐还原菌、膜滤 系数(MF)值见上表。2)含油量指标,当地层渗透率0.1 im2时,含油量W5.0mg/1 ;当地层渗透率0.1 gm2时,含油量10.0 mg/1 ; 3)总铁含量应小于0.5 mg/1 ; 4)溶解氧含量地层水总矿化度5000 mg/1时溶解氧0.05 mg/1 ;总矿化 度5000 mg/1时溶解氧0.5 mg/1 ; 5)平均腐蚀率应小于或等于0.076mm/a ; 6) 游离二氧化碳含量应小于
3、或等于10.0 mg/1 ; 7)硫化物(指二价硫)含量应小于等于 10.0 mg/1 。二、注入水处理技术 、常用水处理措施1.沉淀 沉淀是让水在沉淀池或罐内 停留一定时间,使其所含悬浮固体颗粒靠重力沉降下来,对于细小的悬浮固体颗 粒,常需要足够的时间才能 沉淀下来。在水中加入聚(絮 混)凝剂,通过中和表 面 电性而使水中固体悬浮物聚集,加速沉淀。(1)沉淀悬浮的固体颗粒借自身的重力而沉淀下来。机械反应池 搅拌机隔板 反应池 斜板沉淀池 常用的聚凝 剂 硫酸铝 集水槽 硫酸铁三氯化铁 偏铝酸钠进水管出水管 叶轮 积泥区 斜板排泥管 反应沉淀池结构 不意图2. 过滤过滤是用容器(过滤设备)除去
4、水中悬浮物和其它杂质的工艺过程。过滤 罐(或池、器)自上而下装有滤料,支撑介质等。滤料一般为石英砂、大理石、无烟 煤屑 及硅藻土等,支撑介质常用砾石。水自上而下经 过滤层、支撑层,而后从罐 底部排出清水。按过滤速度滤罐可分为慢速和快速2种。 慢速滤罐一 般在0.1 0.3 m/h; 快速滤罐可达15 m/h。按工作压力滤罐乂可分为重力式、压力式滤罐。重力式滤罐:滤罐的水面与大气 相连通,利 用进出曰水位差过滤的;压力式滤罐:压力式滤罐滤罐完全密封,水 在 一定压力下通过滤罐。滤罐的工作强度:指在单位时间内从单位面 积滤罐通过的 水量(过滤速度)。3. 杀菌地面水中多含有藻类、铁菌或硫酸盐还原菌
5、和其它微生物等,注水时需 将这些微生 物除掉以防止堵塞地层和腐蚀管柱.油田常用的杀菌剂有甲醛、氯气、 次氯酸盐类、季胺盐类液体药剂、过氧乙酸、戊二醛等。一般交替使用两种以上 的杀菌剂,以防细菌产生抗药性。4. 脱氧地面水源与空气接触常溶有一定量的氧,有的水源水中还含有碳酸气和 硫化氢气体,这些气体对金属和混 凝土均有腐蚀性,因此注水前要用物理法或化学 法除去注入水中所溶解的02、CO2、H2S等气体。(1)化学法脱氧常用的化学 脱氧剂包括Na2SO3、N2H4等,其特点是价 格低、使用方便。其原理为: 2Na 2SO3 ? 0 2 ? 2Na 2SO4特点:占地面积小,处理工艺较简单,一次投资
6、较低,但 日常消耗化学药剂费用较高。(2)物理法脱氧物理法脱氧主要有真空脱氧和气体脱氧。 1)真空脱氧。国内多 用射流泵,以水或蒸汽为介质实现真空塔内抽真空。国外用真空泵。2)气体脱 氧。多用天然气或氮气作为气提气 对水进行逆流冲刷,可除去水中的氧,但不易达 到较高的最终脱氧指标,有时要用化学脱氧来弥补。真空脱氧示意图5. 曝晒当水源水含有大量的过饱和碳酸盐,如重碳酸钙和重碳酸镁钙及重碳酸 亚铁等,因其化学性 质都不稳定,注入地层后因温度升高可能产生碳 酸盐沉淀而 堵塞孔道。因此,在注入地层前用曝晒法使其沉淀除去。 此法常在籍天的沉淀 池中进行。、含油污水处理 含油污水处理目的是除去水中的油及
7、悬浮 物,处理方法主要 有:1)自然沉降法:靠污水中原油颗粒自身的浮力实现油水分离,除去浮油及颗 粒较大的分散油。2)絮凝分离法:含油污水中油粒小TlOgm以下时,自然沉降 难以分离。通常油粒带有负电荷,若选择在水中溶解后产生正电荷的絮凝剂 就能 使油滴聚集上浮达到油水分离的目的。实验证明,氯化亚铁、硫酸亚铁作絮凝剂, 有较好效果。含油污水处理工艺流程、海水处理 海水处理可分为净化及脱氧两大部分。净化部分FT前.一般采用多级过滤净化处理,依次为砂滤器、硅藻土滤器和金属网状筒式过滤器三级过滤。 砂滤器普遍用石英砂,也有用 石榴石、活性炭、无烟煤、聚苯乙烯发泡小球 作为 滤料的。脱氧部分主要用真空
8、、气提和化学脱氧。三、注入水地面系统 注水系统是指从水源至注水井的全套设备和流程,包括水源泵站、水处理站、注水站、配水间和注水井。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:来水进站一计量一水质处理T储 水灌一泵出主要设施:储水罐:具有储备作用、缓冲作用、分离作用高压泵组: 给注入水增压流量计:计量水量分水器:将高压水分配给各配水间地面注水系统2.配水间主要作用:用来调节、控制和计量务注水井的注水量主要设施:分水 器正常注水和旁通备用管汇压力表和流量计 分类:配水间一般分为单井配水 间和多井配水间两种 3.注水井 主要作用:注入水从地面进入地层的通道 主要 设施:
9、井口装置和井下注水管柱四、注水井投注程序投注程序:注水井从完钻到正常注水之间所需进行的工作。它包括排液、洗井、预处理、试注、正常注水等儿个方面。 1.排液 清除 油层内的堵塞物; 在井底附近造成低压带,为注水创造有利条件; 采出部 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。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 层被污物堵塞影 响注水。洗井方式正洗:水从油管进井,从油套环形空间返回地面;反洗:水从 油套环形空间进井,从油管返回地面。 3.预处理目的:为防止粘土颗粒的膨胀 和运移,在注水井投注或油井转注前需进行防膨处理。4.试注目的:确定能否将水注入油层并取得油层吸水启动压力和吸水指数等资 料,根据要求注入量选定注入压力。5.正常注水注水井通过排液、洗井、试注,取全取准试注的资料,再 经过配水就可以转为正常注水。第二节 分层注水指示曲线及其应用1.分层吸水能力研究的基本概念(1)注水指 示曲线 定义:注水指示曲线是表示注水井在稳定流条件下,注入压力与注入量 之间的关系曲