CB 油田不同開發階段注入水水性對結垢的影響

王建華，楊 蕾，馬 翔，王志明，宋 奇，許 濤

（中國石化股份公司江蘇油田分公司工程院，江蘇揚州 225009）

CB 油田于1999 開發初期對陳2 和陳3 塊各層地層水開展了配伍性研究，研究結果表明，區塊各層獨自存在時，穩定性好，但當兩個不同層位地層水混合時水體結垢嚴重，易對地層堵塞。因此確定該油田以清水作為注入水源，但隨著滾動推進，陳堡油田含水率逐年上升，產出污水量不斷增加[1]，從環保出發，需進行污水有效回注，為解決各層位之間地層水不配伍的問題，開展了注入污水改性及注污水配伍方面的研究，但由于對改性后的污水中產生污泥處理手段匱乏，污泥出路難解決等，污泥滯留后導致水質惡化，形成惡性循環，2011 年開展并應用了生化處理技術研究，使得污水水質得到了有效的改善與提高。本文通過對CB 油田注入水離子數據對比，結合ScaleChem 結垢預測軟件，對不同時期注入水與地層水混合后的結垢趨勢進行對比及配伍性研究，為油田注水開發提供理論依據。

1 概況

CB油田由陳2 塊Ef1、陳3 塊Ef1、Kt 和Kc 的三個層，Kt、Kc 屬于同一油水系統的油藏。截止2013 年12月陳2 斷塊綜合含水75.04 %，注水22 口，開井21口，日注水651.3 m3；陳3 斷塊Kt 注水井15 口，開井14 口，日注水平795.6 m3，累積注水99.8×104m3。陳3Kc 斷塊共有采油井10 口，開井10 口，綜合含水47.4 %。

2 地層水離子成分特征

據CB 油田12 口井水分析資料，本區陳2 Ef1地層水總礦化度為16 177.27 mg/L～24 168.00 mg/L，臨界礦化度為10 000 mg/L～20 000 mg/L ，Cl-含量、Na++K+含量相對較高，水型為NaHCO3型。

陳3 的臨界鹽度為11 383 mg/L～31 578 mg/L，其中E1f1地層水總礦化度為22 974.99 mg/L，水型NaHCO3型，K2t1、K2c 地層水總礦化度為38 941.67 mg/L～42 496.00 mg/L，水型為Na2SO4型（見表1）。由地層水性質可見陳堡地區為高鹽地層水。水敏程度差異大，各種水敏特征均有，表現為極強水敏的有陳2、3 塊E1f12，傷害率高達86.1 %；中偏強水敏的有陳3 塊K2t11，傷害率60.9 %；中偏弱水敏的有K2t13，平均滲透率傷害率為31.1 %。

表1 CB 油田不同層位地層水離子分析

2.1 地層水結垢預測分析

表2 CB 油田不同層位本身結垢預測結果

當地層水獨自存在時，穩定性好，但不同層位地層水混配后配伍性差，結垢量和結垢指數有增大趨勢[2]（見表3）。當陳2E1f1地層水和陳3E1f1地層水混合后配伍性差，在地面條件下混合比例為1：1 時，結垢指數和結垢量分別增加31.3 %和41.9 %；陳3E1f1地層水分別和K2t1、K2c 地層水混合，結垢量和結垢指數在1:1 混合時增加了26.2 %～57.6 %，在地層條件下結垢量和結

通過ScaleChem 結垢預測軟件分析CB 油田地層水產生的垢主要為CaCO3，陳2 和陳3E1f1、陳3K2t1地層水結垢趨勢和結垢量都不大，而陳3K2c 地層污水Ca2+含量和HCO3-含量都較高，因此垢趨勢和結垢量都比較大（見表2）。垢趨勢值遠高于地面，表明其地層水相互間混合后額外產生垢量，彼此之間不配伍。

3 不同時期注入水與地層水混配后結垢分析

測試結垢分析采用的地層溫度為80 ℃，原始地層壓力為24 MPa，水性數據（見表4）。利用ScaleChem 結垢預測軟件分別對陳2、陳3 塊不同時期注入污水與地層水結垢趨勢進行預測，預測對比結果（見圖1～圖4）。

從圖1～圖4 結垢預測組圖可以分析得出以下結論：

（1）1998 年大站污水與陳2 地層水混合后結垢曲線彎曲并有額外垢量，水性嚴重不配伍，當污水所占比例達到40 %時，結垢趨勢最大（見圖2），最大結垢量為272.3 mg/L，結垢指數為25.4，而目前處理污水與陳2 地層水混合曲線光滑，配伍性好（見圖1），雖然在地層條件下，隨著污水比例增加，結垢量和結垢指數逐漸增加，但結垢量和結垢指數均小于早期污水。

表3 不同層位地層水混配后結垢預測結果

表4 不同時期CB 油田三相分離器出口水樣離子分析數據對比表

圖1 2014 污水與陳2 Ef3 地層水混合結垢趨勢

圖2 1998 處理污水與陳2Ef3 地層結垢趨勢

圖3 2014 污水與陳3 Ef1 地層水混合結垢趨勢

圖4 2003 處理污水與陳3Ef1 地層結垢趨勢

（2）2003 年大站污水與陳3 地層水混合曲線光滑隨著污水比例增加結垢量和結垢指數逐漸增加，最大結垢量為355.7 mg/L，結垢指數為35（見圖4）；而目前處理污水最大結垢量為228.3 mg/L，結垢指數為21.8，結垢趨勢明顯降低。

4 結論

目前產出水與早期相比總礦化度和易成垢離子均明顯降低，Ca2+、Mg2+與早期相比降低了3～4 倍，SO42-從1 518.8 mg/L 下降到目前的84.78 mg/L，從結垢趨勢預測組圖也進一步說明早期污水與地層水混合后有額外垢量產生，而目前處理污水注入到地層，配伍性較之開發初期明顯改善，結垢量和結垢趨勢均減緩，減輕了對地層傷害，有利于注水開發。說明隨著油田含水上升和注水開發延長，注入水水性發生了變化。

［1］ 王彪.陳堡油田污水系統存在問題分析及對策［J］.腐蝕與防護，2012，33（S1）：275-277.

［2］ 李圣芳，李汗周，等.陳堡油田污水回注的配伍性分析［J］.油氣田地面工程，2003，22（8）：22-23.