1、深层地下注水有关工艺 技术指标简要说明,1、深层地下注水井概念及基本组成是什么？,答:在油气田开发中，利用注水井把水注入油层，以补充和保持油层压力的措施称为注水。高压注水井组成示意如下图所示,高压注水井口,水井套管,水井油管,油层,隔层,油层,2、钻深1000米深度以上的注水井需要什么样的装备条件才能做到达到？ 答：起码需要装备钻井深度在1000m至2500m，最大起重量为800千牛至1600千牛的中型钻机 ；由经过专门技术培训的专业钻井队伍才能承担；一口井一般作业周期要半个月以上；,3、能够注入到地层的水质需要达到什么样的基本控制指标？ 答：注入水应满足行业标准SY/T5329-1994碎屑
2、岩油藏注水水质推荐标准悬浮固体含量、含油量、腐蚀速率、细菌含量、溶解氧等指标要求。主要目的是防止注入水堵塞地层，减少对注水井筒的腐蚀，保证有效的注入。如果达不到该指标，则不能完成大量长期注水的效果。,注水水质推荐标准： 1995年中国石油天然气总公司颁布的SY/T5329-94碎屑岩油藏注水水质推荐指标及分析方法，规定了对碎屑岩油藏注水水质的基本要求。,4、根据注水水质要求，要对注入水做什么样的基本处理工艺过程，需要什么样的工艺把水注入地下？ 答：不同水质要求处理工艺和药剂不同，根据地层地质情况，采用的注入设备工艺也有所不同。以下部分附带简要列举一般注入水处理过程及要求。,注水水质要求,注水水
3、质 注水水源除要求水量充足、取水方便和经济合理外，还必须符合以下基本要求： （1）水质稳定，与油层水相混不产生沉淀； （2）水注入油层后不使粘土产生水化膨胀或产生悬浊； （3）不得携带大量悬浮物，以防堵塞注水井渗滤通道； （4）对注水设施腐蚀性小； （5）当一种水源量不足，需要第二种水源时，应首先进行室内试验，证实两种水的配伍性好，对油层无伤害才可注入。,（1） 油田注入水水质净化及设备,注水水质指标超标产生的危害,1、悬浮物含量 悬浮物含量是注入水结垢和地层堵塞的重要标志，如果注入水中悬浮物含量超标，就会堵塞油层孔隙通道，导致地层吸水能力下降。,2、含油量 如果注入水中含油量超标，将会降低注
4、水效率，它能在地层中形成“乳化段塞”，堵塞油层孔隙通道，导致地层吸水能力下降。且它还可以作为某些悬浮物很好的胶结剂，进一步增加堵塞效果。,3、溶解氧 溶解氧对注入水的腐蚀性和堵塞都有明显的影响。如果注入鼠肿瘤化物含量超标，它不仅直接影响注入水对注水油套管等设备的腐蚀，而且当注入水存在溶解的铁离子时，氧气进入系统后，就会生成不溶性的铁氧化物沉淀，从而堵塞油层，因此，溶解氧是注入水产生腐蚀的一个重要因素。,4、硫化物 油田含油污水中的硫化物有的是自然存在于水中的，有的是由于硫酸盐还原菌产生的。如果注入水中硫化物超标，则注入水中的硫化氢就会加速注水金属设施的腐蚀，产生腐蚀产物硫化亚铁，造成地层堵塞
5、。,5、细菌总数 如果注入水中细菌总数超标，就会引起金属腐蚀。腐蚀物就会造成油层堵塞；油田含油污水中若大量存在细菌，就会加剧对金属设备的腐蚀，造成油层堵塞。,6. Fe2+和Fe3+离子 油田污水中的Fe2+离子结构不太稳定，易与水中的溶解氧作用生成不溶于水的Fe(OH)3沉淀；Fe2+离子还容易与水中的硫化氢发生化学反应，生成FeS沉淀，从而堵塞油层，导致吸水指数下降。,注入水与注入地下环境地层水的配伍原则,1、注入水与地层水的不配伍可能产生沉淀 常见的注入水与地层水水型有CaCl2、Na2SO4、NaHCO3三种，当两种不同水型的水相混合时就有可能产生沉淀。,常见的反应有：,（1）注入水与
6、地层水直接生成沉淀： Ca2（Ba2、Sr2）SO42- CaSO4 Ca2（Fe2、Ba2、Sr2、Mg2）CO32- CaCO3,常见的反应有：,（2）水中H2S引起的沉淀： Fe2S2- FeS （3）水中CO2逸出或PH值和温度升高时引起沉淀： Ca2（Fe2、Ba2、Sr2、Mg2）HCO3- Ca(HCO3)2 Ca(HCO3)2 CaCO3 CO2 H2O （4）水中溶解氧引起沉淀。,2、注入水与储层的不配伍可能引起的损害 （1）矿化度敏感引起地层中水敏性物质的膨胀、分散和运移，C.E.C值（油层岩样的阳离子交换容量）大于0.009mmol/g（按一价离子计算）时，考虑对储层进行
7、防膨预处理或重新选择水源。 （2）pH值变化引起的微粒和沉淀。,3、注入条件变化引起对地层的损害 如速敏引起地层中微粒的迁移和温度压力变化引起沉淀等。 如果油田注入水和地层水中存在Ca2和HCO3-，水中CaCO3的溶解平衡反应为： Ca(HCO3)2 CaCO3 CO2 H2O 该结垢成因主要受温度、pH值或地层内CO2逸出的影响。 在生产阶段CO2气体从水中逸出，平衡向右移动，在部分油井上出现碳酸钙垢。,4、清污混注配伍原则 清污混注前应进行结垢计算或可混性试验。主要应考虑防沉淀、缓蚀、杀菌、除氧等。 （1）结垢的主要机理机理 Ca2 CO32- CaCO3 Ca2（Ba2、Sr2）SO4
8、2- CaSO4（BaSO4、SrSO4） （2）溶解O2、H2S、CO2引起腐蚀 溶解氧氧化注水设施，产生Fe(OH)3沉淀；有利于好氧菌的繁殖与生长，进而产生大量的堵塞物质。 CO2溶于水中降低pH值从而加剧腐蚀。,H2S在酸性或中性水中生成FeS沉淀，促使阳极反应不断进行，引起较严重的腐蚀。 （3）细菌堵塞地层 在油田水系统中存在着硫酸盐还原菌（SRB）、腐生菌（TGB）和铁细菌（IB）等多种微生物，这些细菌除自身造成地层堵塞外，还增加悬浮物颗粒含量并增大颗粒直径以及增大总铁含量。,部分注入设备展示,污水回注既可防止污染、保护环境，又可充分利用油、水资源。但是污水回注起码要采用的处理过程
9、如下图工艺所示去除污水中的油及大量悬浮物质，使之达到注水的标准 。,回注污水的基本工艺组成,加药系统,加药系统,油田污水处理系统主要投加四种化学药剂： 杀菌剂、阻垢剂、絮凝剂、助凝剂,（2） 注水井站工艺设备,从水源到注水井的注水地面系统通常包括供水站、注水站（水处理站） 、配水间和注水井。,注水站的主要作用：将来水升压，以满足注水井对注入压力的要求。 注水工艺流程必须满足：注水水质、计量、操作管理及分层注水等方面的要求。 工艺流程：来水进站计量水质处理储水罐进泵加压输出高压水。 水源来水经过低压水表计量后进入储水大罐。一般每座注水站应设置不少于两座储水大罐，其总容量应按最大用水量时的4-6小
10、时设计。,注水流程要求： 1、满足油田注水开发对注入水水质、压力及水量的要求； ； 2、管理方便、维修量小、容易实现自动化； ； 3、节省钢材及投资、施工量小； ； 4、能注清水和含油污水，既能单注又能混住。 ；,注水井站设备图片,5、1000米左右注水井单井钻井完成需要的基本建设费用组成及总费用估算是多少？ 答：费用应包括钻具、使用套管、钻井施工、固井等费用，合计约为140万元左右；井口装置费用1万元以上，高压注水井口更高。需要配备高压注水泵费用约为5万元。所以仅仅完成单个注水井的基建设备总费用要146万元左右。,6、单口井的最大日注水量？，多口井各井间地面布置最近的距离要求为多少？ 答：单
11、井最大日注水量根据地层条件不同有较大差别，油田注水的情况一般为20-300m3。 要完成大量注水时，需要钻多眼注水井，在地表还需要按一定几何形状来布设，保证地下地层各井注水不能互相影响注入量。具体距离要求需要根据地层情况计算设置，没有很明确规定。一般不能密集布设在很近的距离上。,7、注水日常费用组成及核算？ 答：注水日常费用主要包括电费、设备折旧、维护管理等费用、人工成本等，根据胜利油田注水井的运行情况，核算注水成本每方水6元以上。,8、根据油田注水采用的情况，分析说明污水地下回注有没有可行性？ 答：根据上述技术指标列举的情况，一个企业要把污水不经处理直接注入1000深度的地层，起码要承担的费
12、用及日常运行困难有： 较大的基本建设投资，单井投资146万元，最多能注300方污水；那么对于日排放量3000方的企业，需要建设10口注水井，基建费用需1460万元！ 企业需要请较高技术资质的钻井队伍来实施钻井施工，需要对回注地层做详细的地质调查，并设计井身，才能达成长期稳定注水的目标！ 地下注水对水质要求严格，注入地层的水必须达到严格的注水标准要求，否则就不能达到长期稳定回注水的可能！ 地面上还需要配套完善的回注水设备，设备投资及折旧费用较高！ 对于一个日排放量3000方的企业，回注污水运行基本成本也要18000元/日，并不比达标外排更节省。（以上是按油田含油污水情况计算的，对于复杂污水成本可能更高） 企业私自回注地下，还有冒违法的风险，一整套污水回注设施占地多，管理也复杂，不是能轻易掩盖的！,特此说明,以上分析说明，仅是根据油田注水采油注水井的情况作出的，仅供参考。 时间仓促，编辑可能不够细致，还望包涵！ 有何疑问及需要作出说明的部分，再行联系。谢谢！,
