油田注水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn).doc

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1、油田注水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) 一、油田注水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) 不同的行業(yè)，不同的應(yīng)用領(lǐng)域，對所用水源水質(zhì)有相應(yīng)的要求。油田注水的目的是通過一系列注水管網(wǎng)、注水設(shè)備及注水井將水注入進(jìn)層，使地層保持能量，提高采油速度和原油采收率。因此，油田注水的水質(zhì)要求有其特殊性，在水質(zhì)指標(biāo)方面，與其他行業(yè)的側(cè)重點(diǎn)不同。根據(jù)油田注水的特殊用途，對油田注水水質(zhì)的要求或油田注水水質(zhì)處理應(yīng)達(dá)到的指標(biāo)主要包括以下三個方面。 1、注入性 油田注入水的注入性是指注入注入進(jìn)層（儲層）的難易程度。在儲層物性（如滲透率、孔隙結(jié)構(gòu)等）相同的條件下，懸浮固體含量低、固相顆粒粒徑小、含油量低、膠體含量少的注入水易注入地層

2、，其注入性好。 2、腐蝕性 油田注水的實(shí)施經(jīng)歷以下過程： 注水水源 污水處理站 注水站 注水井 在油田注水的實(shí)施過程中，在地面，涉及到注水設(shè)備（如注水泵），注水裝置（如沉降罐、過濾罐等），注水管網(wǎng)；在地下，涉及到注水井油套管等，這些設(shè)備、管網(wǎng)、裝置等大多是金屬材質(zhì)。因此，注入水的腐蝕性不僅會影響注水開發(fā)的正常運(yùn)行，而且還會影響油田注水開發(fā)的生產(chǎn)成本。 影響注入水腐蝕性的主要因素有：PH值、含鹽量、溶解氧、CO2、H2S、細(xì)菌和水溫。 3、配伍性 油田注入水注入地層（儲層）后，如果作用結(jié)果不影響注水效果或不

3、使儲層的物理性質(zhì)如滲透率變差，則稱油田注入水與儲層的配伍性好，否則，油田注入水與儲層的配伍性差。 油田注入水與儲層的配伍性，主要表現(xiàn)為結(jié)垢和礦物敏感性兩個方面，它們都會造成儲層傷害，影響注水量、原油產(chǎn)量及原油采收率。 二、油田注水水質(zhì)指標(biāo) 1、懸浮物 一方面，注入水中的懸浮物會沉積在注水井井底，造成細(xì)菌大量繁殖，腐蝕注水井油套管，縮短注水井使用壽命；另一方面，造成注水地層堵塞，使注水壓力上升，注水量下降，甚至注不進(jìn)水。 從理論上講，注入水中懸浮物（固體）的含量越低、粒徑越小，其注入性就越好，但其處理難度就越大、處理成本也就大增加。所以，注入水中懸浮

4、物（固體）的含量以及粒徑大小指標(biāo)應(yīng)從儲層實(shí)際需要、技術(shù)可行性與經(jīng)濟(jì)可行性三方面來綜合考濾 2、油分 注入水中的油分產(chǎn)生的危害與懸浮固體類似，主要是堵塞地層，降低水的注入性。油田污水中的油分按油珠粒徑大小可分為四類：浮油、分散油、乳化油、溶解油。 3、平均腐蝕率 注水開發(fā)過程是一個龐大的系統(tǒng)工程，涉及到的金屬材質(zhì)的設(shè)備、管網(wǎng)、油套管等數(shù)量眾多，投資巨大。國內(nèi)外注水開發(fā)油田實(shí)踐表明，減緩注入水的腐蝕性，對于提高油田注水開發(fā)的經(jīng)濟(jì)效益意義重大。 4、膜濾系數(shù) 注入水膜濾系數(shù)的大小與許多因素有關(guān)。如懸浮物（固體）的含量以及粒徑大小、含油量、膠體與高分子

5、化合物濃度等。膜濾系數(shù)越大，注入水的注入性就越好。 5、溶解氧 在油田產(chǎn)出水中本來僅含微量的氧，但在后來的處理過程中，與空氣接觸而含氧。淺井中的清水、地表水含有較高的溶解氧。 6、二氧化碳 在大多數(shù)天然水中都含有溶解的CO2氣體。油田采出水中CO2主要來自三個方面：（1）、由地層中地質(zhì)化學(xué)過程產(chǎn)生；（2）為提高原油采收率而注入CO2氣體；（3）采出水中HCO3-減壓、升溫分解。 7、硫化氫 在油田水中往往含有硫化氫，它一方面來自含硫油田伴生氣在水中的溶解，另一方面來自硫酸還原菌分解。 8、細(xì)菌 在適宜的條件下，大多數(shù)細(xì)菌在污水系統(tǒng)中都可以生長繁殖，其中危害最大

6、的為硫酸還原菌、粘泥形成菌（也稱腐生菌或細(xì)菌總數(shù)）以及鐵細(xì)菌。 注入水的基本要求及水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) 油藏注水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)： （1）、水中總鐵含量要求不大于0.5mg/l。 （2）、固體懸浮物濃度及顆粒直徑指標(biāo)見表1-1。 注入滲透率 （μm2） 固體懸浮物濃度（mg/l） 顆粒直徑 （μm） ﹤0 .1 ≤1 ≤2 0.1-0.6 ≤3 ≤3 ﹥0.6 ≤5 ≤5 （3）、要求注入水中游離二氧化碳不大于10mg/l （4）、注入水含油指標(biāo)見表1-2 注入層滲透率（μm2） 含油濃度(mg/l) ≤0.1 ≤5 ﹥0.1 ≤10 （5）、對生

7、產(chǎn)及處理設(shè)備流程的腐蝕率不大于0.076mm/a. （6）、注入水溶解氧控制指標(biāo) 總礦化度mg/l 溶解氧濃度mg/l ﹥5000 ≤0.05 ≤5000 ≤0.5 （7）、二價硫含量不大于10mg/l。 （8）、腐生菌（TGB）和硫酸鹽還原菌（SRB）控制指標(biāo)見表1-4： 注入層滲透率 （μm2） TGB個/mg/l SRB個/mg/l ﹤0.1 ﹤102 ﹤102 0.1-0.6 ﹤103 ﹤102 ﹥0.6 ﹤104 ﹤102 （9）、堵在管壁設(shè)備中的沉淀結(jié)垢要求不大于0.5mm/d。 （10）、濾膜系數(shù)指標(biāo)見表1-5： 注入層滲透率（μ

8、m2） MF值 ﹤0.1 ≥20 0.1-0.6 ≥15 ﹥0.6 ≥10 ( 一 )地層水 油、氣田水的化學(xué)成分非常復(fù)雜，所含的離子種類甚多，其中最常見的離子有： 陽離子：Na+、K+、Ca2+、Mg2+； 陰離子：CI—、HCO3—、CO32—、SO42—。 其中以CI—、Na+最多，SO42—較少。在淡水中HCO3—和Ca2+占優(yōu)勢，在鹽水中CI—、、Na+居首位。在油、氣田水中以NaCI含量最為豐富，其次為Na2CO3和NaHCO3、MgCI2和CaCI2等。 油、氣田水中還常含有Br—、I—、Sr2+、Li+等微量元素以及環(huán)烷酸、酚及氮、硫的有機(jī)化合物等

9、有機(jī)質(zhì)。 （二）油田污水 油（氣）田水與石油、天然氣一同被開采出來后，經(jīng)過原油脫水工藝進(jìn)行油水分離形成原油脫出水，天然氣開采過程分離出游離水，這兩部分共稱為產(chǎn)出水。產(chǎn)出水保持了油（氣）田水的主要特征，由于其具有高含鹽、高含油的特性，直接外排將會造成環(huán)境污染，因此，產(chǎn)出水通常又叫油田污水。實(shí)際上，油田污水不僅僅是油田產(chǎn)出水，還包括了石油、天然氣勘探、開發(fā)、集輸?shù)壬a(chǎn)作業(yè)過程中形成的各類污水，如鉆井污水、油田酸化、壓裂等作業(yè)污水以及注水管線、注水井清洗水等，但油田污水以產(chǎn)出水為主。 1. 采油污水 （1）來源。在油田開發(fā)過程中，為了保持地層壓力，提高原油采收率，普遍采用注水開發(fā)工藝，即注入

10、的高壓水驅(qū)動原油并將其從油井中開采出來。經(jīng)過一段時間注水后，注入的水將和與原油天然半生的地層水一起隨原油被帶出，隨著注水時間的延長，采出流體含油率在不斷下降，而含水率不斷上升，這樣變產(chǎn)生了大量的采油污水。 （2）特點(diǎn)。由于采油污水是隨著原油一起從油層中被開采出來的, 又經(jīng)過原油收集及出加工整個過程。因此，采油污水中雜質(zhì)種類及性質(zhì)都和原油地質(zhì)條件、注入水性質(zhì)、原油集輸條件等因素有關(guān)，這種水是—含有固體雜質(zhì)、容解氣體、溶解鹽類等多種雜質(zhì)的廢水。這種廢水有以下特點(diǎn)： ①水溫高。一般污水溫度在50度左右。個別油田有所差異，如北方油田為60—70度，西北油田為30度左右。 ②礦化度高。不同油田及同

11、一油田不同的污水處理站其礦化度有很大差異，低的僅有數(shù)百毫克/升，高的達(dá)數(shù)十萬毫克/升。 ③酸堿度在中性左右，一般都偏堿性。但有的油田偏酸性，如中原油田采油污水的pH值一般在5.5—6.5。 ④溶解有一定量的氣體。如容解氧、二氧化碳、硫化氫等以及容有一些環(huán)烷酸類等有機(jī)質(zhì)。 ⑤含有一定量的懸浮固體。如泥砂：包括黏土、粉沙和細(xì)紗；各種腐蝕產(chǎn)物及垢：包括Fe2O3、CaO、FeS、CaCO3、CaSO4等；細(xì)菌：包括硫酸鹽還原菌、腐生菌及鐵細(xì)菌、硫細(xì)菌；有機(jī)物：包括膠質(zhì)瀝青質(zhì)類和石蠟類等。 ⑥含有一定量的原油。 ⑦殘存一定數(shù)量的破乳劑。 2.采氣污水 （1）來源。在天然氣開采過程中隨天然

12、氣一起被采出的地層水稱為采氣污水。 （2）特點(diǎn)。與采油污水相比，采氣污水較為“潔凈”，量也較少。 3.鉆井污水 （1）來源。在鉆井作業(yè)中，泥漿廢液、起下鉆作業(yè)產(chǎn)生的污水，沖洗地面設(shè)備及鉆井工具而產(chǎn)生的污水和設(shè)備冷卻水等統(tǒng)稱鉆井污水。 （2）特點(diǎn)。鉆井污水所含雜質(zhì)和性質(zhì)與鉆井泥漿有密切關(guān)系，即不同的油氣田、不同的鉆探區(qū)、不同的井深、不同的泥漿材料，在鉆井過程形成的污水性質(zhì)就不盡相同。一般鉆井污水中的主要有害物質(zhì)為懸浮物、油、酚等。 4.洗井污水 （1）來源。專向油層注水的注水井，經(jīng)過一段時間運(yùn)行后，由于注入水中攜帶有未除凈的或在注水管網(wǎng)輸送過程中產(chǎn)生的懸浮固體（腐蝕產(chǎn)物、結(jié)垢物、黏土

13、等）、油分、膠體物質(zhì)以及細(xì)菌等雜物，在注水井吸水端面或注水井井底近井地帶形成“堵塞墻”，從而造成注水井注水壓力上升，注水量下降。需通過定期反沖洗，以清除“濾網(wǎng)”上沉積的固體及生物膜等堵塞物，使注水井恢復(fù)正常運(yùn)行，從而便產(chǎn)生了洗井污水。 （2）特點(diǎn)。洗井污水是一種水質(zhì)及其惡化的污水，表現(xiàn)為懸浮物濃度高、鐵含量高、細(xì)菌含量高、顏色深，而且含有一定量的原油和硫化氫。 5.油田作業(yè)廢水 （1）來源。在原油、天然氣的生產(chǎn)過程中，為提高原油、天然氣的產(chǎn)量，通常要采用酸化、壓裂等油田作業(yè)措施，在這過程中也會形成一定量的廢液或污水。 （2）特點(diǎn)。這類廢液或污水在油田污水中所占的比例不是很大，但由于其水

14、質(zhì)極為特殊、惡化，因而，處理起來十分棘手。這類廢液具有以下特點(diǎn)：①懸浮物含量高，顏色深；②含有一定量的殘酸，水體呈酸性；③鐵含量高；④膠體含量高；⑤油分含量高；⑥含有多種化學(xué)添加劑。 污水中的五種機(jī)雜 （一）懸浮固體 其顆粒直徑范圍取1~100μm因?yàn)榇笥?00μm的固體顆粒在處理過程中很容易被沉降下來。此部分雜質(zhì)主要包括： （1） 泥沙。0.05~4μm的黏土，4~60μm的粉沙和大于60μm的細(xì)紗。 （2） 腐蝕產(chǎn)物及垢。CaO、MgO、FeS等。 （3） 細(xì)菌。硫酸鹽還原菌（SRB）5~10μm，腐生菌（TGB）10~30μm。 （4） 有機(jī)質(zhì)。膠質(zhì)瀝青類和石蠟等重質(zhì)石油。

15、 （二）膠體 膠體粒徑為110-3～1μm，主要由泥沙、腐蝕結(jié)垢產(chǎn)物和微細(xì)有機(jī)物構(gòu)成，物質(zhì)組成與懸浮固體基本相似。 （三）分散油及浮油 油田污水中一般含有2000～5000㎎/L的原油，其中90%左右為10～100μm的分散油和大于100μm的浮油。 （四）乳化油 油田污水中有10%左右的110-3μm的乳化油。 （五）溶解物質(zhì) （1）無機(jī)鹽類。基本上以陽離子或陰離子的形式存在，其粒徑都在110-3μm以下，主要包括Na+、K+、CI-、CO32、SO42-、Mg2+等，此外還包括環(huán)烷酸類等有機(jī)溶解物。 （2）溶解氣體。如溶解氧、二氧化碳、硫化氫等，其

16、粒徑一般為310-4～510-4μm。 油田污水由于含有上述有害物質(zhì),如不進(jìn)行治理就排放出去將會對環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重的影響:漂浮在水面上的原油將隔絕空氣,降低水中的溶解氧,并黏附于水生生物體表和呼吸系統(tǒng),將其致死。沉積于水底的油經(jīng)過厭氧分解將產(chǎn)生硫化氫劇毒物。重質(zhì)原油黏附于泥沙上，會影響水生生物的棲息和繁殖；油田污水中含有一些毒性大的有機(jī)物，會對水體及土壤造成污染；油田污水中的有機(jī)物和無機(jī)物是水中細(xì)菌的富營養(yǎng)物質(zhì)，結(jié)果造成緩慢流動的水域水質(zhì)惡化，變黑發(fā)臭；油田污水若污染了飲用水，其中的重金屬元素進(jìn)入人體后對臟腑產(chǎn)生嚴(yán)重?fù)p害；酸堿性的、高礦化度的油田污水，一旦灌入農(nóng)田會導(dǎo)致農(nóng)田酸堿化、鹽堿化，使農(nóng)作物難以生長。