污水回注对分层测试影响及解决方法
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摘 要：注水开发油田是通过向油层注入水来保持、供给地层压力，达到水压驱油的一种有效手段。某油田属于非均质性油层，孔隙度、渗透率高度不均，剩余油高度分散。分层注水采用的水多为地下采出液经系统处理后直接向油层回注。水质问题直接影响到注水驱油的全过程及最终效果。从五大方面剖析污水概况、存在的问题及对测试工作带来的影响和对策，为进一步提高注采率，完善联合站与注水井两者之间的协调关系提供了建议。
中图分类号： U664 文献标识码： A 文章编号：
某油田已经入特高含水期，综合含水率已达到95%以上，采出液含水量远远大于采出油量。当这部分水经过系统处理回注入油层时，极大的解决了高成本采油，同时提高了采油速度、避免了污染环境等问题，是目前各大油田普遍应用的一种驱油方式。然而虽然水源需求量大，但仍应就地取水，降低生产成本。建设水驱精细开发示范厂，油层从单一的笼统注水方式转变为现在的精细分层注水。根据不同层段的实际吸水能力，分层配注水量，达到以水驱油的目的。但由于目前污水水质严重超标等问题，污水回注入地层后，部分井无法进行正常的注水调配工作，增加了测试的难度。在测试过程中经常会遇到管柱结垢测试仪器下不去等情况，增加了作业工作量，降低了注水层段合格率，影响了开发效果。
一、污水的来源、组成及危害
1.1地下采出液
即和原油一块儿从油层采出到地面的含油水。其特点为水溶液矿化度高、含原油、含有部分的溶解气和细菌。
（1）矿化度。为水溶液中溶解矿物盐类的总量。其总量的大小直接影响水的腐蚀性。当这些盐类在水中的实际溶解度大于溶液达到平衡时的溶解度时，多余的部分将会有固体盐晶体析出，并沉积于金属表面形成水垢。这部分水垢具有很强的腐蚀性。目前最常见的水垢为CaSO4、CaCO3、BaSO4等。 由于CaCO3的浓度随水溶液中溶解CO2气体浓度的增大而不断增大。因此，经过一系列的化学反应后便会有大量的CaCO3固体沉淀下来变为水垢。
（2）含有原油。地下采出液含有一定数量的原油。某矿平均10吨水能出一吨油。回注前的污水需要进行细致的油水分离，综合指标应达到回注水质标准，以减少注入过程中堵塞地层，水量驱入不均，渗透率差异变大，产生指进等现象。
（3）溶解的气体。污水中主要含有O2、CO2和H2S气体，这些气体加速金属腐蚀和结垢的过程。在回注前进行气液分离，可降低含氧量，减缓对污水处理系统和回注过程中对金属腐蚀和结垢的速率。由于压力的因素，当液体从井下被采出过程中地层压力低于饱和压力时，会有部分的气体析出。但仅此过程不能完全去除水中的有害气体。二氧化碳是强酸气体，遇到水即生成碳酸。碳酸经过分解后使水中H＋的数量增加，PH值下降，酸性增强。水溶液呈现酸性特征，加强了对金属的腐蚀。
（4）多种细菌。污水中的细菌以硫酸盐还原菌、铁细菌和粘细菌为主体。这些细菌加速了对管线与井下工具的腐蚀速率，腐蚀物进一步堵塞地层，井下设备穿孔严重，注水井提供给所对应的油井注水量需求不够，油井产量下降。应严格控制其在水中的含量。
1.2洗井水
另一种污水为洗井水，由于洗井效果变差，不能达到水质标准，水中的固体悬浮物容易堵塞滤网，使得管路压力上升，注水井的水量下降。难以达到注水合格率，给测试工作增加了难度。
二、净化水指标及联合站污水处理工艺流程
（1）净化水指标。油田开发产生的含油污水通过采油井采集经过中转站到达联合站进行油水分离和污水深度处理。经过深度处理后的污水变为净化水分散输送至所辖的配水间回注入油层。要求回注污水中固体悬浮物颗粒粒径中值≤2µm,含油量≤8㎎／L，含悬浮物≤3㎎／L 。
（2）工艺流程。见图1。
图1污水处理系统流程
三、污水回注对分层测试影响
（1）测试仪器情况。油层回注的污水由于杂质处理不干净，矿化度很高，易于腐蚀管网和堵塞井下管柱。同时，出砂的井在注水井工作筒内堆积细砂，堵塞工作筒，使测试仪器很难下入井底，影响正常调试工作。
（2）堵塞水咀。回注的污水水质较差，固体悬浮物较多，容易使偏心配水管柱配水器堵塞器内的水咀堵塞结垢。使油压迅速上升，注水量下降，注水合格率降低，难以达到测试合格率标准。
（3）堵卡水表。测试时因地层堵塞，水量压力波动大，地面水表读值精度低，与井下流量计取值存在较大误差。有时甚至堵卡严重，使水表停转，影响测试最终成果，复测工作量增大。
（4）泵压低。由于地势高低差异和注水管线内污水杂质较多的影响，在管线内壁上容易被腐蚀结垢，使得污水流经阻力变大。流量、压力不稳定，从配水间分水器上测量出来的泵压过低，不便进行调试工作，影响测试进程。2010-2011年影响分层测试进程的各类原因：测试仪器不能下入，640井次；堵塞水咀，930井次；水表坏，190井次；泵压低，123井次。
四、解决方法
（1）净化处理。加强注入水水质的监测和净化处理, 减少井下油管、工具结垢的时机。在井壁结垢时可以采取酸化洗井除垢，还可以在油管内壁上涂上涂层，隔绝气体避免腐蚀油管。
（2）固体悬浮物。减少固体悬浮物含量，可增加絮凝剂。使小粒径悬浮物变成大粒径悬浮物，增加其自身重力沉降去除固体杂质。防止堵塞水咀，导致油层吸水能力下降，并经常拔出清洗。
（3）原油等杂质。减少含油含固体悬浮物的污水含量，防止对地层的污染堵塞。保持水量压力平稳，对水表进行定期的清洗、校验，条件允许的情况下可及时更换新水表。
（4）流速。由于流体的流速决定了矿物盐结垢的速度，溶解在水中的矿物盐含量与压力有关。当压力降低时，溶解度下降。使得水溶液处于过饱和状态，晶体析出沉积在金属管壁上。因此注水站至配水间应按要求做好稳定泵压连续均匀地泵送注水量。泵压保持在14.0MPa以上方可进行正常测试。注水管线要经常冲洗。
（5）其它方法。此外，我矿联合站应严格执行污水回注水质处理标准。污水站深度做好杂质处理、油水分离和油气分离的工作。控制水中氧的溶解度，避免水中杂质与气体接触发生化学反应生成大量铁锈等物质。腐蚀、结垢堵塞地层及注水管线和注水井相关设备。同时CO2和H2S气体的含量也不容忽视，尽量做到减少其在水中的溶解度。另外联合站应对污水处理系统定期进行认真细致的检查，逐一处理每个环节导致影响水质的因素。可通过以下几个方面解决：沉降罐内常年储存、沉积、漂浮物杂质，应经常进行清洗，减少淤积杂质较多，形成重复污染；化学药剂根据实际要求情况配量，但如果水质仍难达标也可增加剂量。使用的药剂不应是过期变质的；对于操作人员应熟练掌握系统从上游到下游的处理过程。加强技能培训、水量操作控制平稳，使注水系统平稳，注水井能够很好的分配注水量。
五、结论
（1）某油田已进入二次、三次采油阶段，突出挖掘剩余油潜力。二次采油即水驱开采，以水为驱油介质。回注的净化水能有效的补充地层能量，保持地层水量压力平稳。分层测试工作可以时时掌握井下注水情况，根据实际测试出来的数据，及时调整配注方案，满足各层段需水量。
（2）由于水驱开采对水的需求量大，水质要求标准高，以注水方式开发的油田长时间注水，联合站与测试队配合环节上容易出现问题，给测试工作带来诸多困难。联合站的污水处理系统能力和效果直接影响到分层测试和分层注水的注水合格率及实现提高油层的动用程度。因此只有通过沟通、配合和及时处理，才能不断改善工作环境、完善提高注水质量和注水效果，最终提高采收率。联合站应做好采出水处理和同测试队衔接配合的工作，保障回注水质的高标准。为顺利完成精细分层测试、分层配注工作，及时掌握取全取准资料提供有力保障。
（3）水驱开发效果的成败决定于分层测试和分层注水的注好水、注够水，注入水的水质问题不容忽视。
参考文献：
[1]冯叔初，郭揆常.油气集输与矿某加工[M].东营:中国石油大学出版社，2006.
[2]邹根宝.采油工程[M].北京:石油工业出版社，1998.
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