稠油油田净化水回注稀油井区的可行性探讨

＊朱益云 聂景娜 沙强红 郑雪京

（新疆科力新技术发展股份有限公司 新疆 834000）

前言

新疆某稠油油田污水进行净化后回用于锅炉给水，因回用锅炉尚有部分剩余水量，该稠油净化水水质较好，悬浮物、含油量均小于5mg/L，硬度较低且水质稳定。该部分剩余水水质较好，水温较高，为63℃，此部分水量如不能得到有效利用，只能将其处理到排放指标后将其排放，将导致大量水资源和热量浪费，同时造成高额的处理费用。还可能造成环境污染，二次衍生废物产生等问题。将净化水有效回注于稀油井区，用于稀油油田的开采，可有效解决其去向问题，节约大量的水资源和热能，同时可节约其相应的处理成本。

1.实验

样品：稠油采出水净化水，简称“净化水”；稀油井区地层水，简称“地层水”；稀油井区储层岩心，岩心基本参数：长度6.6cm、直径2.5cm，气渗509.29×10-3μm2，空隙体积8.2cm3，孔隙度25.3%。稀油井区注水压力为15MPa，地层压力11.7MPa，地层温度42℃。

仪器：LNB16000G型离心机，上海皓庄仪器有限公司；DHG-9030A干燥箱，上海申贤恒温设备厂；AE-260电子天平，日本AND公司；HH-S6型恒温水浴锅，江苏金怡仪器科技有限公司；恒速恒压驱替装置，自制。

方法：注水指标分析参照SY/T 5329-2012《碎屑岩油藏注水水质推荐指标及分析方法》、污水膨胀性评价参照SY/T 5971-94《注水用黏土稳定剂性能评价方法》、岩心伤害性评价参照SY/T 5358-2010《储层敏感性流动实验评价方法》。

2.结果与讨论

(1)水质及运行状况

针对净化水和地层水进行离子组成分析，并进行结垢趋势预测，结果见表1所示。

表1 净化水和地层水离子组成数据

根据表1数据，净化水和地层水均为重碳酸钠水型，呈弱碱性。根据SI指数进行结垢趋势分析，净化水无结垢趋势，地层水有明显结垢趋势。

根据净化水注水指标与目的地层注水指标对比分析，净化水已完全满足目的地层的注水水质要求，不需进行额外的处理。

(2)净化水与地层水配伍性

根据表2水质分析结果，净化水、地层水均为重碳酸钠水型，水型相同配伍性相对较好。从离子组成分析，净化水钙、镁离子、碳酸氢根离子浓度均低于地层水，因此二者混合后成垢离子浓度均有下降趋势，因此可初步判断二者配伍，混合后不会增加结垢趋势[1]。

表2 净化水注水指标分析

①结垢趋势变化

净化水与地层水相混，需要考虑污水混合后的结垢变化情况，针对净化水与地层水，按照1∶0、7∶3、5∶5、3∶7、0∶1比例进行混合，测定混合污水不同时间条件下的钙离子浓度，计算失钙率，依据污水失钙率变化趋势，判断两种水的配伍性。实验温度为42℃，结果见图1所示。

图1 稠油净化水与地层水混合后失钙率变化趋势

根据图1，净化水自身稳定性好，无结垢趋势。地层水自身不稳定，结垢趋势严重，在42℃条件下，48h时其失钙量达到30.8mg/L，失钙率达到41.9%。由于净化水钙离子、碳酸氢根离子浓度均小于地层水，混合后成垢离子浓度呈降低趋势，因此结垢趋势降低[2]。依此判断，净化水与地层水配伍良好，混合不会增加储层结垢问题。

②污水混合对悬浮物的影响

两种不同水相混，可能导致悬浮物增加。为避免各水样悬浮物的浓度对混合水样造成影响，为在同一条件下进行比较，将各水样先通过0.45μm孔径滤膜过滤，滤液悬浮物检测值为0，再将水样进行混合，然后定时测定混合水样悬浮物含量。实验结果如表3所示。

表3 不同水样混合后悬浮物变化

由表3可以看出，不同比例的混合水样，在放置一定时间以后，其悬浮物含量均有一定程度的增加。其中净化水悬浮物增加趋势较小，地层水悬浮物增加相对较多，混合水样随地层水的增加悬浮物略有增加，但24h内，其悬浮物含量均不超过5mg/L的注水指标。因此，净化水作为注水水源，不会引起悬浮物增加，导致原油储层空隙堵塞等问题。

(3)地层伤害性评价

净化水作为注水水源，需要考虑注入后对储层的损害性。一方面，由于水的离子成分不同和矿化度不同，可能引起粘度膨胀而损害地层；另一方面，可能引起储层渗透率变化而影响原油采收率。

净化水对粘土膨胀的影响实验结果如表4所示。根据各比例水样防膨率测定结果，净化水与地层水防膨率比较接近，水样混合后防膨率变化很小，因此初步判断，两种污水混合后不会对储层粘土引起较大变化，同时针对地层伤害性进行评价实验，并以此进一步判断对地层的伤害程度。

表4 不同混合比例水样防膨率测定结果

地层水渗透率为66×10-3μm2，净化水渗透率为77×10-3μm2，因此Dw=16.7%，表明净化水对岩心的损害程度为弱，净化水不会对地层造成明显损害。

(4)讨论

根据实验结果分析，净化水的水质较好，各项注水指标均满足稀油井区的注水要求，不用进行再处理，节约了污水处理成本。净化水无细菌滋生，不必对细菌进行控制，同时减少了细菌对注输管道的腐蚀、堵塞等危害。净化水水质稳定性好，并且与地层水的配伍性良好，不会引起结垢、悬浮物增加等问题。净化水与地层水防膨率比较接近，对地层的伤害性小，因此可作为目的稀油井区的注水水源。另外，净化水的水温较高，高于地层温度，可有效降低原油的粘度，有利于改善储层原油的流动性，有利于增加原油采收率[3]。

3.结论

（1）稠油净化水是一种含油污水，不能将其直接排放，但作为锅炉给水，已经过一系列的深度处理，其水质较好，其各项指标均满足稀油井区的注水要求，可进行资源化利用。

（2）稠油净化水水质稳定性好，无结垢趋势，对储层伤害性弱，有利于保护原油储层，同时提高采收率。

（3）稠油净化水用于回注油田，减少了大量油田净化水的排放量，并使其得到资源化利用，减少了污水处理成本，同时减少了对环境的污染。