鄂尔多斯盆地地层水的配伍性研究*

2015-11-20徐勇王卫忠高锋博刘丝雨杨鹏辉屈撑囤

油气田环境保护 2015年5期

关键词：硫酸根结垢鄂尔多斯

徐勇王卫忠高锋博刘丝雨杨鹏辉屈撑囤

（1.陕西延安石油天然气有限公司；2.西安石油大学化学化工学院）

鄂尔多斯盆地地层水的配伍性研究*

徐勇1王卫忠1高锋博1刘丝雨2杨鹏辉2屈撑囤2

（1.陕西延安石油天然气有限公司；2.西安石油大学化学化工学院）

水平井体积压裂技术是致密油气藏高效开发的关键技术。为了合理地处理鄂尔多斯盆地长7采出水及避免油井水淹，通过对水质离子含量分析、失硫酸根率、结垢量和垢型的分析，研究了陕北油田长7和延10地层产出水的混合结垢性质，探索了上述混合水样回注延10地层的可行性，得出了可回注地层的长7与延10地层产出水最佳混合比例。结果表明：长7与延10地层水以8∶2比例混合时，失硫酸根率与结垢量达到最高；混合水与延10地层水以9∶1的比例混合时，失硫酸根率与结垢量为最低；经过絮凝处理的混合水悬浮物含量、含油量分别降至为1.0，2.50 m g/L，达到S Y/T 5329—2012《碎屑岩油藏注水水质指标及分析方法》的要求。

体积压裂；致密油藏；地层水；配伍性；鄂尔多斯盆地

0 引言

鄂尔多斯盆地三叠系长7储层属于致密砂岩储层，孔隙度小、渗透率极低，开发难度大［1］。水平井体积压裂技术可开启天然裂缝，形成人工裂缝与储层天然裂缝相结合并贯穿整个油藏的缝网系统，已成为致密油气藏高效开发的关键技术［2-3］。在鄂尔多斯盆地长7储层采用水平井体积压裂技术取得了很好的效果，压裂后单井日产量可达10 t以上［4-5］。然而在实现储层改造的同时，长7采出水的去向成为该技术顺利应用的遗留问题。

长7采出水如果直接回注，将很快导致油井水淹。为了合理地处理鄂尔多斯盆地长7采出水及避免油井水淹，通过离子含量分析、结垢量及垢型分析、混合水的失硫酸根率分析等，研究了陕北油田长7和延10地层产出水的混合结垢性质，探索了上述混合水样回注延10地层的可行性，得出了可回注地层的长7与延10层产出水最佳混合比例，为水平井体积压裂技术在鄂尔多斯盆地长7储层的应用提供了保障。

1 实验

1.1 仪器与试剂

电子天平、烘箱、循环水真空泵（S H B-Ⅲ）、加热炉。

E D T A标准溶液、钙羧酸指示剂、氢氧化钠溶液、酚酞指示剂、甲基橙指示剂、氯化钡标准溶液。

污水分别取自新安边区块延长组长7层位采出水与延安组延10层位处理后水。

1.2 实验方法

1.2.1 水质分析

按照S Y/T 5523—2006《油田水分析方法》、S Y/ T 5329—2012《碎屑岩油藏注水水质指标及分析方法》等相关标准对水样进行水质离子含量分析。

1.2.2 配伍性实验

按照一定比例将长7和延10地层水于40℃恒温烘箱中放置12 h后，测定混合后水中的S O2-4离子的浓度变化，以失硫酸根率最大者（结垢量最大）为地面最佳混合比例。而后将以该比例混合后的水与延10地层水混合，以失S O2-4率最小者（结垢量最低）为回注的最佳混合比例。

2 结果与讨论

2.1 长7与延10地层水的离子含量分析

依据相关标准，对长7和侏罗系延10地层水进行了离子含量分析，测定结果见表1。

从表1可知，长7和延10地层水的矿化度接近30 000 m g/L，属于高矿化度的碳酸氢钠水型。长7地层水的钙、镁等成垢阳离子含量较高；而侏罗系延10地层水的硫酸根含量较高，达到1 126.06 m g/L。

表1 长7与延10地层水离子含量分析结果m g/L

2.2 长7与延10地层水的混合结垢性质分析

长7与延10地层水混合后的失硫酸根率及结垢量测定结果见表2，混合水垢样的X-衍射分析结果见图1。

表2 长7与延10地层水混合后的失硫酸根率及结垢量测定结果

图1 混合水垢样X-衍射分析结果

由图1可知，水样混合后主要为硫酸钡和硫酸锶垢。由表2可知，当长7与延10地层水混合比例为8∶2时，失硫酸根率最高，为56.76%，而且在该混合比例下，结垢量也达到最大，为376.6 mg/L。失硫酸根率与结垢量的变化程度基本吻合。为了使回注后在地下的结垢量达到最小，就应使注入水和地层水在地面结垢最大化，尽可能在地面去除成垢离子［6］。由水质分析结果可知，长7水的成垢阳离子浓度高而延10地层水硫酸根离子浓度高，二者混合的最佳比例为8∶2。

2.3 混合水与延10地层水的混合结垢性质分析

将长7与延10地层水以体积比8∶2的混合水与延10地层水以一定比例混合后，混合水失硫酸根率及结垢量测定结果见表3。