XXX采油厂工艺所采油厂工艺所注注 水水 工工 艺艺 、注水井的管理、注水井的管理及指标计算方法及指标计算方法概 述概 述 注注水水作作为为油油藏藏稳稳压压、、增增产产的的重重要要方方法法之之一一,,在在国国内内外得到了广泛的应用外得到了广泛的应用 四四十十多多年年来来,,国国内内外外各各油油田田结结合合自自身身实实际际,,对对注注水水工工艺艺技技术术进进行行了了卓卓有有成成效效的的研研究究,,逐逐步步形形成成了了由由科科研研、、设设计计、、施施工工、、生生产产管管理理等等各各个个环环节节互互相相支支持持,,互互相相依依托托的的,,能能够够适适应应油油田田开开发发需需要要的的完完整整的的注注水水工工艺艺体体系系,,为为油田的长期稳产和高产奠定了良好的基础油田的长期稳产和高产奠定了良好的基础一、注水工艺一、注水工艺1.1.油田污水的处理油田污水的处理2 2. .油田注水工艺油田注水工艺二、注水井的管理二、注水井的管理三、指标计算方法三、指标计算方法 一、注水工艺一、注水工艺1.油田污水的处理油田污水的处理1)污水原水中的主要杂质)污水原水中的主要杂质悬浮物固体悬浮物固体泥砂(泥砂(0.050.05~~4 4μμm m的粘土、的粘土、4 4~~6060μμm m的粉砂和的粉砂和>60>60μμm m的细砂)的细砂)各种腐蚀产物及垢(各种腐蚀产物及垢(FeFe2 2O O3 3、、CaSOCaSO4 4、、CaCOCaCO3 3、、FeSFeS等)等)细菌(细菌(SRBSRB菌菌5 5~~1010μμm m 、、TGBTGB菌菌1010~~3030μμm m ))有机物(胶质沥青质类和石蜡等重质油类)有机物(胶质沥青质类和石蜡等重质油类) 胶 体胶 体主要由泥砂、腐蚀产物和微细有机物构成主要由泥砂、腐蚀产物和微细有机物构成粒径粒径1 1~~100100μμm m 粒径粒径1×10-3~~1μm 一、注水工艺一、注水工艺1.油田污水的处理油田污水的处理1)污水原水中的主要杂质)污水原水中的主要杂质分散油及浮油分散油及浮油污水原水中一般有污水原水中一般有20002000~~5000mg/L5000mg/L的原油,的原油, 其中其中90%90%左右为左右为1010~~100100μμm m的分散油,的分散油,10%10%为为>100>100μμm m 的浮油。
的浮油 乳化油乳化油原水中有原水中有10%10%左右的乳化油左右的乳化油粒径粒径1×10-3~~10μm 溶解物质溶解物质无无机机盐盐类类((基基本本上上以以阴阴离离子子或或阳阳离离子子的的形形式式存存在在,,粒粒径径<1<1××1010-3 -3 μμm m,,如如CaCa2+2+、、MgMg2+2+、、 K K+ +、、 FeFe2+2+、、 CLCL- -、、 HCOHCO3 3- -等等等等;;还包括环烷酸类等有机溶解物)还包括环烷酸类等有机溶解物)溶溶解解气气((溶溶解解氧氧、、二二氧氧化化碳碳、、硫硫化化氢氢、、烃烃类类气气体体等等,,粒粒径径3 3××1010-4-4~~5 5×1010-4-4μμm m) ) 注注入入水水的的质质量量,,不不但但直直接接影影响响到到注注水水压压力力的的高高低低,,注注入入水水量量的的多多少少,,注注水水设设备备的的腐腐蚀蚀程程度度,,注注水水井井的的洗洗井井周周期期和和修修井井工工作作,,而而且且还还影影响响到到水水驱驱油油效效率率因因此此,,提提高高注注入入水水的的质质量量,,是是降降低低消消耗耗,,节节省省生生产产费费用用,,增增加加经经济济效效益益的的重要途径之一重要途径之一2 2)水质标准)水质标准 一、注水工艺一、注水工艺注入水的水质要求:注入水的水质要求:注入水的水质要求:注入水的水质要求: (1)(1)(1)(1)具具具具有有有有化化化化学学学学稳稳稳稳定定定定性性性性,,,,不不不不与与与与地地地地层层层层水水水水中中中中离离离离子子子子发发发发生生生生有害反应,不产生沉淀;有害反应,不产生沉淀;有害反应,不产生沉淀;有害反应,不产生沉淀; (2)(2)(2)(2)具有良好的洗油能力;具有良好的洗油能力;具有良好的洗油能力;具有良好的洗油能力; (3)(3)(3)(3)注得进采得出,不堵塞地层;注得进采得出,不堵塞地层;注得进采得出,不堵塞地层;注得进采得出,不堵塞地层; (4)(4)(4)(4)对注水设备和管线腐蚀性小。
对注水设备和管线腐蚀性小对注水设备和管线腐蚀性小对注水设备和管线腐蚀性小2 2)水质标准)水质标准 一、注水工艺一、注水工艺注注水水水水质质指指标标控制性指标控制性指标辅助性指标辅助性指标悬浮固体含量、粒径中值、含油量、悬浮固体含量、粒径中值、含油量、SRBSRB、、FBFB、、TGBTGB、、平均腐蚀率平均腐蚀率、平均结、平均结垢率、总矿化度垢率、总矿化度 PHPH值、溶解氧含量、硫化物含量、值、溶解氧含量、硫化物含量、二氧化碳含量二氧化碳含量 、、含铁量含铁量2 2)水质标准)水质标准 一、注水工艺一、注水工艺 由由于于各各油油田田不不同同油油层层的的岩岩性性、、物物性性有有差差异异,,对对注注入入水水的的质质量量要要求求也也有有高高低低,,在在实实际际工工作作中中很很难难制制定定出出一一个个适适合合于于各各个个油油田田具具体体情情况况的的、、统一的水质标准统一的水质标准〈〈0.100.1~0.6〉〉0.6注入层平均空气渗透率,注入层平均空气渗透率,μμm m2 2标准分级标准分级水水质质指指标标A1≤1.0≤1.0≤5.0A2≤2.0≤1.5≤6.0A3≤3.0≤2.0≤8.0B1≤3.0≤2.0≤8.0B2≤4.0≤2.5≤10.0B3≤5.0≤3.0≤10.0C1≤5.0≤3.0≤15.0C2≤7.0≤3.5≤20.0C3≤10.0≤4.0≤30.0〈〈0.076A1、、B1、、C1级级::试试片片各各面面都都无无点点腐腐蚀蚀;;A2、、B2、、C2级级::试试片片有有轻轻微微点点蚀蚀;;A3、、B3、、C3级:试片有明显点蚀级:试片有明显点蚀0〈〈10〈〈250〈〈10〈〈250〈〈10〈〈25nx102nx103nx104悬浮固体含量,悬浮固体含量,mg/L悬浮物颗粒直径中悬浮物颗粒直径中值,值,μm2含油量,含油量,mg/L平均腐蚀率,平均腐蚀率,mm/a点腐蚀点腐蚀SRB菌,个菌,个/mL铁细菌,个铁细菌,个/ mL腐生菌,个腐生菌,个/ mLnx102nx103nx104SY/T5329-94碎屑岩油藏注水水质指标碎屑岩油藏注水水质指标 一、注水工艺一、注水工艺注:注:1﹤n ﹤ 10 20042004年我们与江汉研究院合作,在对八面河油藏区年我们与江汉研究院合作,在对八面河油藏区块对应的地质特征、岩矿特征、孔隙结构特征以及储层块对应的地质特征、岩矿特征、孔隙结构特征以及储层物性特征、流体特征和敏感性特征研究的基础上,结合物性特征、流体特征和敏感性特征研究的基础上,结合室内岩心流动实验、腐蚀挂片实验的结果,重新确定了室内岩心流动实验、腐蚀挂片实验的结果,重新确定了八面河水质标准。
八面河水质标准 分层注水工艺技术分层注水工艺技术 一、一、 注水工艺注水工艺油区注入水水质标准及实际水质检测结果油区注入水水质标准及实际水质检测结果 3 3)各项水质指标对注水的影响)各项水质指标对注水的影响 一、注水工艺一、注水工艺 无论岩心渗透率高低,悬浮物引起地层堵塞的程度与颗粒粒径无论岩心渗透率高低,悬浮物引起地层堵塞的程度与颗粒粒径和岩心孔喉直径的比值大小有重要关系颗粒直径与油层孔喉直和岩心孔喉直径的比值大小有重要关系颗粒直径与油层孔喉直径相差越大,则越不易堵塞油层,反之则越容易堵塞地层径相差越大,则越不易堵塞油层,反之则越容易堵塞地层1.1.当悬浮物当悬浮物粒径粒径≥ 1/3≥ 1/3孔喉孔喉时,可在岩心端面或井筒表面形成滤时,可在岩心端面或井筒表面形成滤饼,而造成岩心渗透率的降低,这种伤害通常是表层或者是近井饼,而造成岩心渗透率的降低,这种伤害通常是表层或者是近井地带的,通过洗井一般可以得到解除;地带的,通过洗井一般可以得到解除;2.2.当悬浮物当悬浮物粒径粒径≤ 1/≤ 1/7 7孔喉孔喉时,颗粒可以顺利通过孔隙喉道,而时,颗粒可以顺利通过孔隙喉道,而不会造成储层的伤害;不会造成储层的伤害;3.3.当当悬悬浮浮物物粒粒径径是是孔孔隙隙喉喉道道的的1/3—1/71/3—1/7((桥桥塞塞理理论论提提出出的的结结论论))时时,,颗颗粒粒可可在在孔孔隙隙喉喉道道内内产产生生桥桥堵堵,,这这种种堵堵塞塞是是深深层层伤伤害害,,也也是是不易解除和不可逆的。
不易解除和不可逆的 悬浮物粒径中值悬浮物粒径中值硫酸盐还原菌(硫酸盐还原菌(SRBSRB))是在厌氧状态下利用硫酸盐中的氧进行是在厌氧状态下利用硫酸盐中的氧进行氧化作用而得到能量的细菌群氧化作用而得到能量的细菌群 SRBSRB的生长活动范围较宽,一般的生长活动范围较宽,一般PHPH值在值在5.5-9.05.5-9.0之间都可生长;之间都可生长;生长的温度范围较大,分中温型(生长的温度范围较大,分中温型(20-50℃20-50℃)和高温型()和高温型(60-60-90℃90℃),并可在),并可在3030MPaMPa条件下存活;在淡水和咸水中它都能生条件下存活;在淡水和咸水中它都能生长,常附着在物体上以菌落方式生长(比如管线、储罐、过长,常附着在物体上以菌落方式生长(比如管线、储罐、过滤器滤料,系统的死角及水流停滞区域或垢下等),而在流滤器滤料,系统的死角及水流停滞区域或垢下等),而在流动的水中含量不多,水中一旦发现一个或几个动的水中含量不多,水中一旦发现一个或几个SRBSRB菌落,那么菌落,那么在该当系统的管壁上就已生长了大量的在该当系统的管壁上就已生长了大量的SRBSRB菌落。
菌落 SRBSRB在一定条件下能够将硫酸根离子还原成二价硫离子,进而形成副产物在一定条件下能够将硫酸根离子还原成二价硫离子,进而形成副产物硫化氢,对金属有很大的腐蚀作用,且腐蚀反应中产生黑色的硫化氢,对金属有很大的腐蚀作用,且腐蚀反应中产生黑色的FeSFeS沉淀,沉淀,导致水质明显恶化,变黑变臭其反应机理为:导致水质明显恶化,变黑变臭其反应机理为:水的电离水的电离 8 8H H2 2O → 8OHO → 8OH- - + 8H + 8H+ +阳极反应阳极反应 Fe → FeFe → Fe2+ 2+ + 2e+ 2e阴极反应阴极反应 8 8H H+ + + 8e → 8H + 8e → 8H硫酸盐还原菌阴极去极化硫酸盐还原菌阴极去极化 SOSO4 42-2- + 8H → S + 8H → S2-2- + 4H + 4H2 2O O腐蚀产物腐蚀产物 FeFe2+ 2+ + S+ S2-2- → → FeSFeS 3Fe 3Fe2+ 2+ + 6OH+ 6OH- - → 3Fe → 3Fe((OHOH))2 2付产物付产物 2 2H H+ + + S + S2-2- → H → H2 2S S总反应式总反应式 4 4Fe + SOFe + SO4 42-2- + 4 H + 4 H2 2O → O → FeSFeS + Fe + Fe((OHOH))2 2 + 2OH+ 2OH- -硫酸盐还原菌(硫酸盐还原菌(SRB))3 3)各项水质指标对注水的影响)各项水质指标对注水的影响 一、注水工艺一、注水工艺 铁细菌(铁细菌(FBFB))是一种能从氧化二价铁中获得能量的好氧型自是一种能从氧化二价铁中获得能量的好氧型自养细菌,多呈现螺旋杆状、球状或杆状到椭圆形状。
其反应机养细菌,多呈现螺旋杆状、球状或杆状到椭圆形状其反应机理为:理为:总反应式总反应式 4 4FeFe2+ 2+ + O+ O2 2 + 6H + 6H2 2O → 4FeO → 4Fe((OHOH))3 3 + 4C0+ 4C02 2 FB FB形成的大量形成的大量FeFe((OHOH))3 3可在细菌膜鞘的内部或外部储存,可在细菌膜鞘的内部或外部储存,可造成注水设备及地层的堵塞;它们能分泌出大量的粘性物质,可造成注水设备及地层的堵塞;它们能分泌出大量的粘性物质,并能形成浓差腐蚀电池,同时为硫酸盐还原菌提供局部厌氧区并能形成浓差腐蚀电池,同时为硫酸盐还原菌提供局部厌氧区由于它所形成的膜鞘或菌胶团即使加盐酸也不能完全溶解,因由于它所形成的膜鞘或菌胶团即使加盐酸也不能完全溶解,因此必须严格有效地控制其生长和繁殖此必须严格有效地控制其生长和繁殖 3 3)各项水质指标对注水的影响)各项水质指标对注水的影响 一、注水工艺一、注水工艺铁细菌(铁细菌(FB)) 腐生菌(腐生菌(TGBTGB))是一种好氧型异养细菌,呈球状、杆状或弧状,是一种好氧型异养细菌,呈球状、杆状或弧状,大多数呈杆状。
在一定条件下,它可以从有机物中得到能量,产大多数呈杆状在一定条件下,它可以从有机物中得到能量,产生粘性物质,与某些代谢产物粘性积累沉淀后,可堵塞注水设备生粘性物质,与某些代谢产物粘性积累沉淀后,可堵塞注水设备及地层其反应机理为:及地层其反应机理为:有机物有机物 + + O O2 2 → CO → CO2 2 + H + H2 2O O((彻底氧化)彻底氧化)有机物有机物 + + O O2 2 → → 小分子有机物小分子有机物 + + COCO2 2 + H + H2 2O O((不彻底氧化)不彻底氧化) TGB TGB所产生粘性细菌结膜不仅附着力强,而且也是一种良所产生粘性细菌结膜不仅附着力强,而且也是一种良好的胶结剂,可以把各种粒径的杂质或某些代谢产物胶结在一起,好的胶结剂,可以把各种粒径的杂质或某些代谢产物胶结在一起,造成生物垢,累积沉淀可引起管道的堵塞;同时粘液附着在设备造成生物垢,累积沉淀可引起管道的堵塞;同时粘液附着在设备内壁上产生氧浓差电池,引起钢材点腐蚀;若进入地层则引起渗内壁上产生氧浓差电池,引起钢材点腐蚀;若进入地层则引起渗滤端面的堵塞,而由此引起的堵塞很难用其它方法解除。
滤端面的堵塞,而由此引起的堵塞很难用其它方法解除 3 3)各项水质指标对注水的影响)各项水质指标对注水的影响 一、注水工艺一、注水工艺腐生菌(腐生菌(TGB)) 平均腐蚀率是所有水质控制性指标中唯一一项对设平均腐蚀率是所有水质控制性指标中唯一一项对设备和井下管柱的腐蚀情况进行直接控制的指标因为备和井下管柱的腐蚀情况进行直接控制的指标因为它与很多指标有关,所以也就受到众多因素的影响;它与很多指标有关,所以也就受到众多因素的影响;同时它不仅关系到设备的腐蚀,而且与地层伤害也有同时它不仅关系到设备的腐蚀,而且与地层伤害也有密切的关系密切的关系--平均腐蚀率--平均腐蚀率3 3)各项水质指标对注水的影响)各项水质指标对注水的影响 一、注水工艺一、注水工艺--平均结垢率--平均结垢率 水水的的结结垢垢不不仅仅与与PHPH值值、、温温度度、、COCO2 2及及压压力力有有关关,,而而且且与与水水中中的的离离子子成成分分和和含含量量有有关关。
随随温温度度升升高高、、 COCO2 2分分压压减减少少、、 PHPH值值增增加加所所生生成成碳碳酸酸钙钙垢垢的的趋趋势势增增加加;;八八面面河河油油区区因因注注入入水水和和地地层层水水有有不不配配伍伍的的现现象象,,又又分分别别富富含含钡钡、、锶锶离离子子和和硫硫酸酸根根离离子子,,因因而而除除产产生生碳酸盐垢外,还生成难以去除的钡锶垢碳酸盐垢外,还生成难以去除的钡锶垢 3 3)各项水质指标对注水的影响)各项水质指标对注水的影响 一、注水工艺一、注水工艺--临界矿化度--临界矿化度 总总矿矿化化度度高高对对抑抑制制油油层层粘粘土土膨膨胀胀有有利利,,但但易易结结垢垢,,更更易易引引起起腐腐蚀蚀应应按按照照SY/T SY/T 5358-5358-20022002储储层层敏敏感感性性评评价价实实验验方方法法,,开开展展水水敏敏试试验验,,确确定定各各注注水水油油田田区区块块的的临临界界矿矿化化度度值值,,以以保保证证油层注水后不产生水化膨胀油层注水后不产生水化膨胀 3 3)各项水质指标对注水的影响)各项水质指标对注水的影响 一、注水工艺一、注水工艺——PH值值 PHPH值的高低关系到水处理系统腐蚀结垢的值的高低关系到水处理系统腐蚀结垢的情况,同时影响到处理剂的使用效果。
情况,同时影响到处理剂的使用效果PHPH值值偏低,酸性加强,使系统腐蚀加剧;偏低,酸性加强,使系统腐蚀加剧;PHPH值偏值偏高,碱性加强,使系统结垢严重高,碱性加强,使系统结垢严重 3 3)各项水质指标对注水的影响)各项水质指标对注水的影响 一、注水工艺一、注水工艺——溶解氧溶解氧溶解在水中的分子态氧称为溶解氧,天然水的溶解氧含量取决于水体与大气溶解在水中的分子态氧称为溶解氧,天然水的溶解氧含量取决于水体与大气中氧的平衡,在油田产出水中本来不含氧,但在后来的处理过程中,因为与中氧的平衡,在油田产出水中本来不含氧,但在后来的处理过程中,因为与空气接触而含氧空气接触而含氧氧气在水中的溶解度是压力、温度和氯化物含量的函数,氧气在盐水中的溶氧气在水中的溶解度是压力、温度和氯化物含量的函数,氧气在盐水中的溶解度小于在淡水中的溶解度碳钢在有溶解氧的淡水中是一种均匀腐蚀,而解度小于在淡水中的溶解度碳钢在有溶解氧的淡水中是一种均匀腐蚀,而在含盐量较高的水中则发生局部腐蚀在含盐量较高的水中则发生局部腐蚀 氧具有较大的电负性和较高的电极位,故具有较强的阴极去极化能力,从氧具有较大的电负性和较高的电极位,故具有较强的阴极去极化能力,从腐蚀反应的角度看,氧是三种溶解气(氧、硫化氢、二氧化碳)中最有害腐蚀反应的角度看,氧是三种溶解气(氧、硫化氢、二氧化碳)中最有害的一种,即使在浓度很低的情况下也能引起严重的腐蚀。
氧对钢材的腐蚀的一种,即使在浓度很低的情况下也能引起严重的腐蚀氧对钢材的腐蚀是一个电化学过程:是一个电化学过程:阳极反应阳极反应 Fe → FeFe → Fe2+ 2+ + 2e+ 2e阴极反应阴极反应 O O2 2 + 2H+ 2H2 2O + 4e → OHO + 4e → OH- -阳极反应产物阳极反应产物 FeFe2+ 2+ + 2 OH+ 2 OH- - → Fe → Fe ((OHOH))2 2 4Fe 4Fe ((OHOH))2 2 + O+ O2 2 + 2H+ 2H2 2O → 4 Fe O → 4 Fe ((OHOH))3 33 3)各项水质指标对注水的影响)各项水质指标对注水的影响 一、注水工艺一、注水工艺——硫化物硫化物 油田污水中的硫化物除了来自地层油气中溶解的硫化氢油田污水中的硫化物除了来自地层油气中溶解的硫化氢外,大部分则来自滋长的硫酸盐还原菌在转化来自地层和化外,大部分则来自滋长的硫酸盐还原菌在转化来自地层和化学添加剂中的硫酸盐时释放出的学添加剂中的硫酸盐时释放出的H H2 2S S。
干燥的干燥的H H2 2S S对金属材料无对金属材料无腐蚀破坏作用,溶解于水中的腐蚀破坏作用,溶解于水中的H H2 2S S具有较强的腐蚀性,且在油具有较强的腐蚀性,且在油田开采中田开采中H H2 2S S与与COCO2 2和和O O2 2相比,其在水中的溶解度最高相比,其在水中的溶解度最高 3 3)各项水质指标对注水的影响)各项水质指标对注水的影响 一、注水工艺一、注水工艺 干干COCO2 2在常温下对钢铁没有腐蚀作用,但湿在常温下对钢铁没有腐蚀作用,但湿COCO2 2在温度达在温度达37.8℃37.8℃时对钢时对钢铁腐蚀作用加剧所有的天然水中均含有铁腐蚀作用加剧所有的天然水中均含有COCO2 2,,地面水所含地面水所含COCO2 2通常较少,通常较少,一般小于一般小于1010mg/Lmg/L,,它的主要来源是水体或土壤中的有机物进行生物氧化它的主要来源是水体或土壤中的有机物进行生物氧化时的分解产物以及少量的空气中溶入的时的分解产物以及少量的空气中溶入的COCO2 2;;深层地下水所含深层地下水所含COCO2 2较多,可较多,可达达n×10n×102 2-10-103 3mg/Lmg/L ,它是由地球的地质化学过程产生的。
它是由地球的地质化学过程产生的 二氧化碳在水中可以分为游离二氧化碳和侵蚀性二氧化碳,游离二氧碳二氧化碳在水中可以分为游离二氧化碳和侵蚀性二氧化碳,游离二氧碳包括以溶解气分子形式存在的二氧化碳和少量可与水作用形成碳酸的二包括以溶解气分子形式存在的二氧化碳和少量可与水作用形成碳酸的二氧化碳两部分;游离二氧化碳可与岩石中的碳酸盐建立下列平衡关系:氧化碳两部分;游离二氧化碳可与岩石中的碳酸盐建立下列平衡关系:CaCOCaCO3 3 + CO + CO2 2 + H + H2 2O = CaO = Ca((HCOHCO3 3))2 2MgCOMgCO3 3 + CO + CO2 2 + H + H2 2O = MgO = Mg((HCOHCO3 3))2 2如果水中的游离二氧化碳含量大于上式的平衡,就会溶解碳酸盐,使平如果水中的游离二氧化碳含量大于上式的平衡,就会溶解碳酸盐,使平衡向右移动,这部分能与碳酸盐反应的二氧化碳称为侵蚀性二氧化碳衡向右移动,这部分能与碳酸盐反应的二氧化碳称为侵蚀性二氧化碳由于侵蚀性二氧化碳是表征对注水站的建筑物具有侵蚀破坏作用的,并由于侵蚀性二氧化碳是表征对注水站的建筑物具有侵蚀破坏作用的,并不能直接反映其对钢材的腐蚀,所以不再用侵蚀性二氧化碳来说明其对不能直接反映其对钢材的腐蚀,所以不再用侵蚀性二氧化碳来说明其对腐蚀率的影响;而只有当侵蚀性二氧化碳与氧共存时,对金属材料才具腐蚀率的影响;而只有当侵蚀性二氧化碳与氧共存时,对金属材料才具有强烈的侵蚀作用。
有强烈的侵蚀作用 3 3)各项水质指标对注水的影响)各项水质指标对注水的影响 一、注水工艺一、注水工艺二氧化碳含量二氧化碳含量——含铁量含铁量含铁量包括二价铁和三价铁的总含量,如果流程密闭,含铁量包括二价铁和三价铁的总含量,如果流程密闭,水中不含铁细菌、水中不含铁细菌、SRBSRB菌以及硫化物时,则可以不考虑二菌以及硫化物时,则可以不考虑二价铁离子,而只考核三价铁离子;但如果在流程暴氧情价铁离子,而只考核三价铁离子;但如果在流程暴氧情况下,或有铁细菌存在的情况下,二价铁均可被氧化成况下,或有铁细菌存在的情况下,二价铁均可被氧化成三价铁,形成三价铁,形成FeFe2 2O O3 3 、、Fe(OH)Fe(OH)3 3、、FeFe2 2(CO(CO3 3) )3 3、、FeFe2 2(SO(SO4 4) )3 3等等腐蚀产物和垢物;若流程密闭,却存在腐蚀产物和垢物;若流程密闭,却存在SRBSRB或硫化物时,或硫化物时,也同样可生成也同样可生成Fe SFe S,,而堵塞地层因此确定并考核总铁而堵塞地层。
因此确定并考核总铁含量是比较科学合理的含量是比较科学合理的 3 3)各项水质指标对注水的影响)各项水质指标对注水的影响 一、注水工艺一、注水工艺 一、注水工艺一、注水工艺1.油田污水的处理油田污水的处理3)污水处理方法)污水处理方法((1)去除水中悬浮杂质)去除水中悬浮杂质浮油和分散油、乳化油、悬浮浮油和分散油、乳化油、悬浮固体、胶体固体物固体、胶体固体物物理法除油物理法除油立式除油罐除油、斜板除油、粗粒化除油等立式除油罐除油、斜板除油、粗粒化除油等混凝除杂质混凝除杂质投加混凝剂使水中胶体失去稳定性,并使脱稳胶投加混凝剂使水中胶体失去稳定性,并使脱稳胶体中粒子及微小悬浮物聚集、体积变大,从而加体中粒子及微小悬浮物聚集、体积变大,从而加快其沉降速度快其沉降速度过滤过滤以去除悬浮固体为主,同时去除部分污油以去除悬浮固体为主,同时去除部分污油 以上过程可以有效控制污水中含油量、悬浮固体含量、粒径中值等指标 以上过程可以有效控制污水中含油量、悬浮固体含量、粒径中值等指标 一、注水工艺一、注水工艺1.油田污水的处理油田污水的处理3)污水处理方法)污水处理方法((2)加入)加入“三防三防”药剂药剂 阻垢剂、缓蚀剂、杀菌剂 阻垢剂、缓蚀剂、杀菌剂((3)密闭隔氧和化学脱氧)密闭隔氧和化学脱氧密闭隔氧:天然气密闭、薄膜气囊密闭、浮床式密闭、密闭隔氧:天然气密闭、薄膜气囊密闭、浮床式密闭、 氮气密闭、柴油密闭等氮气密闭、柴油密闭等化学脱氧:在污水中投加化学除氧剂化学脱氧:在污水中投加化学除氧剂中低渗透油藏水质改造工程 缓冲罐提升泵 油站来水一级沉降罐二级沉降罐800800880080500 m3×222300m3×22000m3×22000m3×2 提升泵 缓冲罐 加药泵23000m3×3注水干线 过滤器 高压阀组间注水罐注水泵 提升泵 精细过滤器缓冲罐 外输泵 注水罐注水泵800800880080500 m3×2800800880080500 m3注水注水站执行B3级水质标准执行C3级水质标准联合注水系统联合注水系统联合注水系统联合注水系统辅助流程:污油回收、过滤罐反冲洗、加药、大罐污泥排放等;投加杀菌剂和阻垢剂 一、注水工艺一、注水工艺3635联合站 15 13 11 9 7 5 2B2B1B7B3192917332822262524,3023201412108 6 4311M232东干线φ245×15×4.57新西干线φ219×20×3.16 新北干线φ245×15×3.388老北干线(φ168×13+φ159×9)×3.018老西干线φ245×15×2.913西北连通φ168×13×1.57新西干线φ127×14×1.50 271618油田联合注水系统工艺流程图油田联合注水系统工艺流程图1)地面注水站注水站缓冲罐油站来水过滤器提升泵 注水泵2800800880080一级沉降罐二级沉降罐800 m3×22000m32000m3800800880080800m3注水注水罐800800880080100 m3800800880080500 m3注水 提升泵 精细过滤器缓冲罐 外输泵 注水罐注水泵注水站执行A3级水质标准注水站注水站注水站注水站 一、注水工艺一、注水工艺油 层油 层十字叉人工井底喇叭口人工井底((1) 1) 笼统注水笼统注水2)注水井 分分层层注注水水的的实实质质是是在在注注入入井井中中下下入入封封隔隔器器,,分分隔隔各各油油层层,,加加强强对对中中、、低低渗渗透透油油层层的的注注入入量量,,而而对对高高渗渗透透层层的的注注入入量量进进行行控控制制,,防防止止注注入入水水的的突进现象,实现均匀推进,提高油田的采收率。
突进现象,实现均匀推进,提高油田的采收率2) 2) 分层注水分层注水 一、注水工艺一、注水工艺偏心式分层配水管柱偏心式分层配水管柱 该该管管柱柱主主要要由由Y341封封隔隔器器((K344封封隔隔器器))、、偏偏心心配配水水器器、、油油管管、、底底球球筛筛管管组组成成((见见图图)),,座座封封时时要要投投死死水水嘴嘴堵堵塞塞器器该该管管柱柱特特点点是是结结构构简简单单,,成成本本低低,,作作业业施施工工简单,洗井较方便简单,洗井较方便 偏心式分层配水管柱偏心式分层配水管柱 一、注水工艺一、注水工艺Y341型封隔器主要技术参数型封隔器主要技术参数参数 型号清河Y341-114清河Y341-152总长,㎜11301307最大外径,㎜114152内通径,㎜5062坐封压力,MPa1515工作压力,MPa1515工作温度,℃9090适应套管内径,㎜121.4-124.3159.4-161.7 一、注水工艺一、注水工艺一、注水工艺一、注水工艺二、注水井的管理二、注水井的管理1.1.注水井的洗井制度注水井的洗井制度2.2.注水井的设计编写注水井的设计编写3.3.电子表的标定和使用维修电子表的标定和使用维修三、指标计算方法三、指标计算方法 二、注水井的管理二、注水井的管理1.注水井的洗井制度注水井的洗井制度洗洗井井是是指指利利用用高高压压水水,,清清除除注注水水井井井井筒筒、、吸吸水水层层段段的的渗渗滤滤面面及及井井底底附附近近的的污污物物,,使使吸吸水水层层段段的的渗渗滤滤面面避避免免或或减减缓缓注注入水水质的污染、堵塞和腐蚀入水水质的污染、堵塞和腐蚀 洗井的概念洗井的概念洗井的作用洗井的作用通过洗井可以解除或缓解井底近处已经通过洗井可以解除或缓解井底近处已经受到的水质污染及堵塞,从而恢复地层受到的水质污染及堵塞,从而恢复地层吸水能力,保证正常注水吸水能力,保证正常注水 二、注水井的管理二、注水井的管理1.注水井的洗井制度注水井的洗井制度洗井方式有三种:正洗井,反洗井,正反洗洗井方式有三种:正洗井,反洗井,正反洗井。
常规洗井采用反洗井井常规洗井采用反洗井 洗井的方式洗井的方式洗井的方法洗井的方法目前洗井主要采用回水流程、洗井车、罐车目前洗井主要采用回水流程、洗井车、罐车拉水等方法拉水等方法 洗井的分类洗井的分类洗井分为正常洗井、测调洗井及措施洗井洗井分为正常洗井、测调洗井及措施洗井 二、注水井的管理二、注水井的管理1.注水井的洗井制度注水井的洗井制度①①转注、化学堵水及动管柱作业后;转注、化学堵水及动管柱作业后;②②测试、调配、化学增注前后;测试、调配、化学增注前后; ③③注入大量不合格水的注水井;注入大量不合格水的注水井;④④相同注水压力下,注水量明显下降的注水井;相同注水压力下,注水量明显下降的注水井;⑤⑤正常注水井停注二十四小时以上;正常注水井停注二十四小时以上; ⑥⑥已到洗井周期的注水井已到洗井周期的注水井下列情况的必须洗井下列情况的必须洗井①①油管漏失井油管漏失井 ;; ② ②地层亏空井地层亏空井 以下情况原则上不洗井以下情况原则上不洗井 二、注水井的管理二、注水井的管理1.注水井的洗井制度注水井的洗井制度①①洗洗井井压压力力应应尽尽可可能能的的接接近近于于地地层层的的启启动动压压力力。
控控制制喷喷量量时时,,洗洗井井压压力力高高于于地地层层启启动动压压力力放放喷喷时时,,洗洗井井压压力力低低于于地地层层启启动动压力 ②②洗洗井井排排量量一一般般控控制制在在25-30m25-30m3 3/h/h洗洗井井水水量量为为井井筒筒体体积积的的3 3倍倍,,但最少不少于但最少不少于5050方,洗至进出口水质一致方,洗至进出口水质一致③③喷喷出出量量指指洗洗井井出出口口排排量量大大于于进进口口排排量量的的差差值值,,即即洗洗井井过过程程中中从油层喷出的液量从油层喷出的液量 ④④漏漏失失量量指指洗洗井井进进口口排排量量大大于于出出口口排排量量的的差差值值,,即即洗洗井井过过程程中中进入油层的水量进入油层的水量 洗井参数洗井参数 二、注水井的管理二、注水井的管理1.注水井的洗井制度注水井的洗井制度(1)(1)分注井分注井正常分注井按每月洗井一次正常分注井按每月洗井一次(2)(2)笼统注水井笼统注水井①①因因保保护护挤挤堵堵层层、、卡卡漏漏等等原原因因井井筒筒下下了了封封隔隔器器的的笼笼统统注注水水井井,,按分注井的洗井制度执行按分注井的洗井制度执行②②正常笼统注水井按每季度洗井一次正常笼统注水井按每季度洗井一次(3)(3)注水管柱未下到位的注水井,每季度洗一次井注水管柱未下到位的注水井,每季度洗一次井 (4)(4)增增压压注注水水井井((指指注注水水压压力力高高于于系系统统供供水水压压力力的的这这一一部部分分增增压压注水井)要求每半年洗一次井注水井)要求每半年洗一次井分类洗井方法分类洗井方法 二、注水井的管理二、注水井的管理1.注水井的洗井制度注水井的洗井制度平平稳稳操操作作制制度度 反反洗洗井井时时,,先先开开套套管管闸闸门门,,后后关关注注水水闸闸门门,,最最后后开开放放空空闸闸门门。
通通过过调调节节配配水水间间下下流流闸闸门门和和井井口口放放空空闸闸门门,,控控制制洗井压力和排量,保持平稳操作洗井压力和排量,保持平稳操作 洗井管理制度洗井管理制度 及及时时洗洗井井制制度度 对对于于正正常常洗洗井井,,制制定定月月度度洗洗井井计计划划,,旬旬度度运运行对于测调遇阻、水量下降的井,三天之内必须安排洗井对于测调遇阻、水量下降的井,三天之内必须安排洗井洗洗井井设设计计制制度度 在在洗洗井井之之前前,,对对比比分分析析历历次次洗洗井井的的压压力力、、排排量量及及效效果果,,结结合合注注水水现现状状,,在在充充分分考考虑虑测测调调等等因因素素的的基基础础上上,,制制定出详细、合理的洗井设计定出详细、合理的洗井设计 二、注水井的管理二、注水井的管理1.注水井的洗井制度注水井的洗井制度1.1.注注水水井井的的洗洗井井操操作作过过程程应应严严格格按按照照《《注注水水管管理理规规定定》》中中的的“注水井洗井管理规定注水井洗井管理规定”执行;执行;2.2.没没有有洗洗井井水水回回收收管管线线的的注注水水井井也也应应严严格格执执行行注注水水井井的的洗洗井井制制度,用洗井车或用灌车洗井;度,用洗井车或用灌车洗井;3.3.优先洗重点注水井(包括所有分注井);优先洗重点注水井(包括所有分注井);4.4.洗洗井井计计划划由由各各采采油油队队每每月月2525日日前前上上报报给给工工艺艺所所,,工工艺艺所所统统一一安排,并负责考核;安排,并负责考核;5.5.将注水井洗井计划纳入厂对各采油队劳动竞赛考核之列。
将注水井洗井计划纳入厂对各采油队劳动竞赛考核之列 洗洗井井制制度度实实施施办办法法一、注水工艺一、注水工艺二、注水井的管理二、注水井的管理1.1.注水井的洗井制度注水井的洗井制度2.2.注水井的设计编写注水井的设计编写3.3.电子表的标定和使用维修电子表的标定和使用维修三、指标计算方法三、指标计算方法1)冲砂施工设计1.接到作业通知后,通知采油队关井扩散地层压力2.起出原井下生产管柱,注意检查管柱情况并做好记录3.下冲砂管柱探砂面,冲砂至目前井底 米;上提管柱2米,以25- 30m3/h排量洗井至进出口水质一致起出冲砂管柱 4.排放油管,用蒸汽刺洗干净,再用φ59×800mm油管规逐根通过,严格检查并去掉不合格油管,准确仗量 5.按设计管柱示意图下入注水管柱,丝扣涂抹丝扣油,上紧上满装井口,井口法兰螺丝齐全紧固、不渗不漏 6.检查校对流量计,以25-30m3/h排量冲洗地面管线,至进出口水质一致;再以相同排量按正-反-正顺序洗井,每种洗井方式水量不少于100m3 7.放大正注水8小时(全井水量大于500m3/d的井,可不放大),再按地质 要求注水,待注水压力和注水量均平稳后,测启动压力和指示曲线。
交采油队管理 型号及深度层位十字叉人工井底管柱示意图 二、注水井的管理二、注水井的管理注意注意 井内有绕丝筛管的井,冲砂时下带特殊冲管的冲砂管柱:7〞套管用11/2 〞冲管, 51/2 〞套管用1.315 〞冲管油 层油 层十字叉人工井底喇叭口人工井底油层以下10米油层以上10米或防砂鱼顶以上10米笼注井标准管柱图 二、注水井的管理二、注水井的管理2)换封施工设计1.接到作业通知后,通知采油队关井扩散地层压力2.起出原井下生产管柱,注意检查管柱情况并做好记录3.下刮套管柱刮套,刮至封隔器设计深度以下20米,在卡封处反复刮几次起出刮套管柱3.下冲砂管柱探砂面,冲砂至目前井底 米,上提管柱2米,以25-30 m3/h排量洗井至进出口水质一致起出冲砂管柱4.油管排放整齐,用蒸汽刺洗干净,再用φ59×800mm油管规逐根通过,严格检查并去掉不合格油管,准确仗量 5.按设计管柱示意图下入注水管柱,丝扣涂抹丝扣油,上紧上满。
装井口,上水泥车,先反循环一周半,再倒正流程打压15MPa,座封封隔器并验证管柱漏失量,管柱漏失量不超过10方/日为合格,否则重验管柱,再不合格时重下管柱 6.检查校对流量计,以25-30m3/h排量冲洗地面管线,至进出口水质一致;再以相同排量反洗井,水量不少于150m3按地质要求反注水24小时 7.通知测试队重验管柱,合格后按地质要求捞出死嘴,投配水嘴,调配合格后改正注水待注水压力和注水量均平稳后,测启动压力和指示曲线交采油队管理型号及深度层位偏配2人工井底偏配1封隔器952-1凡尔筛管丝堵管柱示意图油层底界以下10米注意注意1.负吸井完井时不要求洗井;负吸井完井时不要求洗井;2.当注水井只注下面一层,或封隔器以上当注水井只注下面一层,或封隔器以上有挤堵层或套漏点的情况时不能反注水有挤堵层或套漏点的情况时不能反注水 二、注水井的管理二、注水井的管理一、注水工艺一、注水工艺二、注水井的管理二、注水井的管理1.1.注水井的洗井制度注水井的洗井制度2.2.注水井的设计编写注水井的设计编写3.3.电子表的标定和使用维修电子表的标定和使用维修三、指标计算方法三、指标计算方法1. 新新水水表表在在安安装装使使用用前前,,必必须须先先经经过过工工艺艺所所仪仪表表组组标标定定;;并并且且新新安安装装及及更更换换的的电电子子水水表表,,启启用用前前应应先先将将一一次次表表表表体体和和过过滤滤器器内内的的焊焊渣渣等等杂杂物物清清除除干干净,然后倒流程冲洗地面管线。
净,然后倒流程冲洗地面管线2.在在用用电电子子水水表表标标定定周周期期为为12个个月月,,由由工工艺艺所所仪仪表表组组制制定定标标定定时时间间安安排排表表,,统一安排执行统一安排执行3.采采油油队队应应指指定定一一名名干干部部负负责责电电子子水水表表的的管管理理工工作作,,电电子子水水表表出出现现故故障障后后,,必须及时送仪表车间检修,并换备用水表计量必须及时送仪表车间检修,并换备用水表计量4.采采油油队队各各注注水水站站点点每每月月清清理理电电子子水水表表一一次次表表叶叶轮轮和和表表前前过过滤滤器器一一次次各各计计量量站站应应建建立立电电子子水水表表和和过过滤滤器器清清理理记记录录本本,,记记录录清清理理日日期期,,负负责责人人,,叶叶轮轮和和滤滤网网外外观观情情况况,,水水表表叶叶轮轮应应转转动动灵灵活活自自如如,,滤滤网网应应无无损损坏坏、、无无变变形形、、无堵塞,清表时严禁拆卸或机械撞击叶轮组件及传感器无堵塞,清表时严禁拆卸或机械撞击叶轮组件及传感器 二、注水井的管理二、注水井的管理电子表的标定和使用维修电子表的标定和使用维修一、注水工艺一、注水工艺二、注水井的管理二、注水井的管理三、指标计算方法三、指标计算方法1.注水任务完成.注水任务完成 实际注水量(m3)注水任务完成= —————————— ×100% 计划注水量(m3)2.注水井利用率注水井利用率 当月利用井数(口)注水井利用率= ——————————————×100% 当月配注井数-全月施工井数(口) 当月凡开井24小时以上,并有水量的注水井为当月利用井(污水回灌井除外)。
三、指标计算方法三、指标计算方法3.注水井平均开井时率注水井平均开井时率 该井本月开井小时数注水井开井时率= ——————————×100% 本月日历小时数 各注水井开井时率之和注水井平均开井时率= ———————————×100% 注水井开井数 作业占用井占用时间从分母中扣除 三、指标计算方法三、指标计算方法4.分注井测试合格率分注井测试合格率 月末分注井测试合格层数(层)分注井测试合格率= ——————————————×100% 月末分注井配注总层段数(层)月计划停注井,月末作业井和复杂事故井可扣除该井的层数。
5.月度分层配注合格率月度分层配注合格率 全月合格20天以上的分层注水总层段数(层)月配注合格率= ——————————————— ×100% 当月分注井配注总层段数(层) 合格层段标准按实际日注分水量逐日检查,也可按平均日注分层水量计算层段日注水量四舍五入取整数 三、指标计算方法三、指标计算方法6.分注井平均换封周期分注井平均换封周期 封隔器首次下入日期至封隔器末次下入日期历时天数分注井换封周期(天)= ———————————————— 换 封 次 数 各分注井换封周期之和平均换封周期(天)= ——————————— 分注井统计井数7.分注井平均免修期分注井平均免修期分注井免修期(天)= 末次换封日期至统计时历时天数 各分注井免修期之和分注井平均免修期(天)= —————————— 分注井统计井数 三、指标计算方法三、指标计算方法8.注水井平均免修期注水井平均免修期注水井免修期(天)= 末次下管日期至统计时历时天数 注水井免修期之和分注井平均免修期(天)= —————————— 统计注水井数9.注水井平均洗井周期注水井平均洗井周期注水井洗井周期(天)=最后两次洗井之间的历时天数 各注水井洗井周期之和注水井平均洗井周期(天)=—————————— 统计注水井数10. 分注井平均洗井周期分注井平均洗井周期 计算方法同上 三、指标计算方法三、指标计算方法11.注水泵效率注水泵效率注水泵平均运行效率:指注水泵机组运行效率,可采用流量法或温差法测得。
1)(1)单台注水泵运行效率单台注水泵运行效率式中:η电机 ——注水泵运行效率,%;△P——注水泵进、出口压力差,MPa; qb ——注水泵实际排量,m3/h;PP——注水泵轴功率,kw,推荐用“多功能钳形测试仪表现场测出”或(2)(2)注水泵平均运行效率注水泵平均运行效率式中: ——注水泵机组平均运行效率,%; △P——注水泵的进、出口压差,MPa; qb——注水泵实际排量,m3/h;∑PP——所有运行注水泵轴功率之和,kW 三、指标计算方法三、指标计算方法η电机η电机12.躺井率躺井率 水井躺井:指正常生产井由于出砂、套漏、地面管线穿孔、注水设备故障等原因造成水井突然停注,在24h内未能恢复生产的注水井均为躺井(不包括有计划的作业维护、关井测压、流程改造、配水间改造、注水泵站电路检修等) 当月躺井井次 躺井率= ×100% 当月开井数 三、指标计算方法三、指标计算方法谢谢大家谢谢大家 !。