直羅葫蘆河水與地層水配伍性實驗研究

晁雷輝(延長油田股份有限公司南泥灣采油廠，陜西 延安 716000)

0 引言

油田注入水的配伍性對油田注水開發(fā)效果影響巨大[1]。注入水的配伍性，包括混注時不同來源水的配伍性、注入水與地層水的配伍性及注入水與地層的配伍性[2]。陜北是一個水源匱乏的地區(qū)，人均水資源的占有量嚴重不足[3]。由于二次采油過程對地下水資源的需求巨大，陜北油田在進行注水開發(fā)時常采用清污混注來解決水源不足的問題[4]。注入水的配伍性不好，不僅造成注水和采油系統(tǒng)結(jié)垢，進而引起管線腐蝕，還會堵塞地層，使注水量下降[5]。在油田開發(fā)進入中后期以后，油層壓力下降很大，注水開發(fā)作為油田增產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)的基本方法在國內(nèi)外各大油田被普遍采用，也取得了可觀的經(jīng)濟效益。但二次采油過程對地下水資源的需求巨大，油田地區(qū)的水資源往往難以滿足油田開發(fā)過程中對水資源的需求，且隨著環(huán)境保護條例的日益嚴格和人們環(huán)保意識的不斷增強，對油田產(chǎn)出水提出了零排放的要求。如何解決二次采油過程對有限水資源的巨大需求和產(chǎn)出水零排放的要求，是油田開采過程中必須面對和必須解決的問題。

本文主要研究用地表水混合地層水解決該地區(qū)回注水欠缺問題，通過實驗尋找最優(yōu)配伍水和配伍比例[6]。首先對該地區(qū)主要地表水與延安組地層水的水質(zhì)進行分析，判斷其水型[7-8]；然后將地表水與延安組、長2、長6地層水進行配伍性實驗，分析水的配伍性能。從而對該地區(qū)水型和各水之間的配伍性有了全面的認識，為油田注水的開展提供依據(jù)。

1 實驗部分

1.1 試劑與實驗儀器

水樣：現(xiàn)場取該地區(qū)地表水與延安組、延長組地層水。

實驗儀器：數(shù)顯濁度計，SGZ-1A，上海悅豐儀器儀表有限公司；紫外分光光度計，UV-3300(PC)，上海美譜達儀器有限公司；pH酸度計，PHS-3C，成都市方舟科技開發(fā)有限公司。

1.2 實驗內(nèi)容

1.2.1 水質(zhì)分析及水型的確定

水質(zhì)分析主要是分析各單一水樣中重要離子(Ca2+、Mg2+、總Fe、Na++K+)的含量，根據(jù)SY/T 5329—94《碎屑巖油藏注水水質(zhì)推薦指標及分析方法》測出水中各離子的含量，并計算其總礦化度[9-10]。根據(jù)水質(zhì)分析對水樣的水型做出正確的判斷。

具體的流程如圖1所示。

圖1 水質(zhì)分析流程圖

1.2.2 不同層系水物理配伍實驗

考慮到不同層系水樣在水型、離子組成、地質(zhì)配伍性等方面存在的明顯差別，通過本實驗具體探討其彼此之間相互配伍的可能性。實驗內(nèi)容為地表水與各地層水系列水樣之間的配伍可能性研究。實驗方法流程圖如圖2所示。

圖2 實驗方法流程圖

2 結(jié)果與討論

2.1 水質(zhì)分析及水型的確定實驗結(jié)果

水質(zhì)分析為配伍性實驗的基礎(chǔ)，通過成垢離子的分析，水型的判斷，可對實驗的配伍性進行預(yù)測分析。通過對該地區(qū)地表水，延安組、延長組地層水的水質(zhì)進行分析測定，確定地層水的水型。其實驗結(jié)果如表1所示。

表1 水質(zhì)分析實驗結(jié)果表

由表1可以看出，該地區(qū)地表水水樣礦化度很低，水型屬于NaHCO3型；其他各地層水的礦化度總的來說不高；地層水延安組水型為NaHCO3型，成垢離子主要以鈣、鎂、碳酸氫根為主。延長組為CaCl2型，總礦化度較高，成垢陽離子鈣鎂離子含量很高，其中地層水Ca2+離子濃度達到了1 346.13 mg/L，Mg2+離子濃度達到了256.82 mg/L，易于結(jié)垢。

2.2 地表水分別與不同層系水物理配伍實驗結(jié)果

目前，國內(nèi)在解決油田二次采油過程水資源不足和產(chǎn)出水零排放問題方面，大多采用注清水、污水回注、清污混注等措施。注入的幾種水不配伍，表面上看有時注入水在地面常溫下可能不結(jié)垢，但隨著溫度、壓力、pH 值等條件的變化，原本在地面不結(jié)垢的注入水在注入地層后則結(jié)垢，造成地層滲透率下降，降低注水井的吸水能力。若注入水與地層巖石不配伍，則注入水會造成地層粘土礦物水化膨脹，堵塞孔道。用地表水分別與延安組、長2、長6地層水進行配伍性實驗，將它們按一定比例混合，觀察其結(jié)垢現(xiàn)象，測定其濁度。

由實驗結(jié)果可知，地表水水樣與延安組水樣在不同比例混合后，常溫環(huán)境下有70%出現(xiàn)渾濁，70 ℃環(huán)境下近60%出現(xiàn)渾濁，兩種水樣混合后出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象，配伍性較差不適合混合回注。同時，由實驗還可知，地表水水樣與延長組地層水混合后，在常溫和70 ℃環(huán)境下均清亮，說明該地表水水樣和延長組地層水具有很好的配伍性，可作為該地區(qū)油田區(qū)塊開發(fā)的混合回注水。

3 總結(jié)與展望

針對直羅葫蘆河水和該地區(qū)延安組和延長組地層水進行了水質(zhì)分析，并將葫蘆河水與延安組和延長組地層水做了配伍性實驗研究，分析和實驗結(jié)果表明：(1)地表水水樣礦化度很低，水型屬于NaHCO3型；(2)地表水水樣與延安組水樣配伍性較差，兩種水樣混合后出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象，這兩種水不適合混合回注；(3)地表水水樣與延長組地層水均具有很好的配伍性，可作為油田開發(fā)的混合回注水。