油氣田水分析方法的優(yōu)選及應(yīng)用

1.目的

監(jiān)測(cè)油氣田產(chǎn)出水中無機(jī)陰陽離子含量的變化可以快速判斷地層是否產(chǎn)出地層水；產(chǎn)出水礦化度或氯離子含量突增可以及時(shí)提示地層水的出現(xiàn)，有助于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)采取相應(yīng)的對(duì)策和措施。油氣田水分析測(cè)定水樣中主要陰、陽離子含量，并根據(jù)離子含量得出水型及成因系數(shù)、保存系數(shù)等指標(biāo)，結(jié)合地質(zhì)背景可以輔助判斷所處環(huán)境是否有利于油氣藏保存；通過監(jiān)測(cè)水樣陰陽離子含量的變化，可以判斷殘酸或泥漿返排是否徹底。因此，水分析數(shù)據(jù)為油氣勘探開發(fā)生產(chǎn)提供了及時(shí)有效的地層水地球化學(xué)依據(jù)。

2.方法

按照目前的水分析執(zhí)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)——《油氣田水分析方法：SY/T 5523—2016》，需要檢測(cè)的項(xiàng)目復(fù)雜，采用方法眾多。分為傳統(tǒng)手工操作及儀器分析：前者主要為滴定法、重量法等，其分析步驟繁瑣、使用藥品多、周期長，加之多數(shù)水樣顏色較深、干擾因素多、難以判斷滴定終點(diǎn)，導(dǎo)致誤差大，現(xiàn)已逐步被淘汰；后者主要包括離子色譜法和光譜法，檢測(cè)更為快速準(zhǔn)確、使用藥品少、不受顏色或其他因素的影響。離子色譜法可儀測(cè)定一價(jià)、二價(jià)陽離子及主要的無機(jī)陰離子含量，采用柱后衍生著色用UV檢測(cè)器還可測(cè)定過渡金屬離子含量，尤其是可以分別測(cè)定二價(jià)鐵與三價(jià)鐵含量（水中二價(jià)鐵含量是水處于還原性環(huán)境的重要指征）。光譜法只能測(cè)定金屬離子含量及硼含量。離子色譜法可以涵蓋油氣田水中主要的陰陽離子的測(cè)定尤其是測(cè)定無機(jī)陰離子較為經(jīng)典，而測(cè)定陽離子特別是過渡金屬離子含量則光譜法更具優(yōu)勢(shì)。

3.應(yīng)用及效果

引入儀器分析法后，刷新了我們對(duì)地層水的既有認(rèn)知：①如傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)中硫酸根與鍶鋇不能共存，而離子色譜分析可同時(shí)測(cè)出水樣中硫酸根與鍶鋇，這是高礦化度地層水中鹽效應(yīng)所致；②傳統(tǒng)手工法測(cè)出陰離子及堿土金屬含量，差減法得出鈉鉀合量，而儀器分析測(cè)定鈉、鉀真實(shí)含量，鈉、鉀的分別測(cè)定讓我們認(rèn)識(shí)到在酸化、泥漿返排過程中水樣分析結(jié)果陰陽離子不匹配現(xiàn)象。根據(jù)水分析數(shù)據(jù)，可甄別地層水與凝析水、受酸化或泥漿返排液影響的水。地層水與凝析水、受殘酸或泥漿返排液影響水的特征區(qū)別如表1、2所示。

表1 地層水與受殘酸影響水、受泥漿返排液影響水的特征對(duì)比表

表2 地層水與凝析水的特征對(duì)比表

也可根據(jù)水樣中鈉、鉀、鎂、鈣含量繪制史蒂夫相圖版，快速直觀判斷水樣在排酸或泥漿返排過程中返排是否徹底。根據(jù)水分析數(shù)據(jù)總結(jié)的在酸化、泥漿返排過程中返排是否徹底的判識(shí)方法，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于油氣勘探開發(fā)現(xiàn)場(chǎng)，如四川盆地磨溪、高石梯、雙魚石等構(gòu)造探井的生產(chǎn)中，并取得了較明顯的成效。

（關(guān)云梅：中國石油西南油氣田公司勘探開發(fā)研究院。E-mail: guanym@petrochina.com.cn，本期金點(diǎn)子欄目特約主編 何家歡，編輯居維清）