直罗葫芦河水与地层水配伍性实验研究

晁雷辉(延长油田股份有限公司南泥湾采油厂，陕西 延安 716000)

0 引言

油田注入水的配伍性对油田注水开发效果影响巨大[1]。注入水的配伍性，包括混注时不同来源水的配伍性、注入水与地层水的配伍性及注入水与地层的配伍性[2]。陕北是一个水源匮乏的地区，人均水资源的占有量严重不足[3]。由于二次采油过程对地下水资源的需求巨大，陕北油田在进行注水开发时常采用清污混注来解决水源不足的问题[4]。注入水的配伍性不好，不仅造成注水和采油系统结垢，进而引起管线腐蚀，还会堵塞地层，使注水量下降[5]。在油田开发进入中后期以后，油层压力下降很大，注水开发作为油田增产和稳产的基本方法在国内外各大油田被普遍采用，也取得了可观的经济效益。但二次采油过程对地下水资源的需求巨大，油田地区的水资源往往难以满足油田开发过程中对水资源的需求，且随着环境保护条例的日益严格和人们环保意识的不断增强，对油田产出水提出了零排放的要求。如何解决二次采油过程对有限水资源的巨大需求和产出水零排放的要求，是油田开采过程中必须面对和必须解决的问题。

本文主要研究用地表水混合地层水解决该地区回注水欠缺问题，通过实验寻找最优配伍水和配伍比例[6]。首先对该地区主要地表水与延安组地层水的水质进行分析，判断其水型[7-8]；然后将地表水与延安组、长2、长6地层水进行配伍性实验，分析水的配伍性能。从而对该地区水型和各水之间的配伍性有了全面的认识，为油田注水的开展提供依据。

1 实验部分

1.1 试剂与实验仪器

水样：现场取该地区地表水与延安组、延长组地层水。

实验仪器：数显浊度计，SGZ-1A，上海悦丰仪器仪表有限公司；紫外分光光度计，UV-3300(PC)，上海美谱达仪器有限公司；pH酸度计，PHS-3C，成都市方舟科技开发有限公司。

1.2 实验内容

1.2.1 水质分析及水型的确定

水质分析主要是分析各单一水样中重要离子(Ca2+、Mg2+、总Fe、Na++K+)的含量，根据SY/T 5329—94《碎屑岩油藏注水水质推荐指标及分析方法》测出水中各离子的含量，并计算其总矿化度[9-10]。根据水质分析对水样的水型做出正确的判断。

具体的流程如图1所示。

图1 水质分析流程图

1.2.2 不同层系水物理配伍实验

考虑到不同层系水样在水型、离子组成、地质配伍性等方面存在的明显差别，通过本实验具体探讨其彼此之间相互配伍的可能性。实验内容为地表水与各地层水系列水样之间的配伍可能性研究。实验方法流程图如图2所示。

图2 实验方法流程图

2 结果与讨论

2.1 水质分析及水型的确定实验结果

水质分析为配伍性实验的基础，通过成垢离子的分析，水型的判断，可对实验的配伍性进行预测分析。通过对该地区地表水，延安组、延长组地层水的水质进行分析测定，确定地层水的水型。其实验结果如表1所示。

表1 水质分析实验结果表

由表1可以看出，该地区地表水水样矿化度很低，水型属于NaHCO3型；其他各地层水的矿化度总的来说不高；地层水延安组水型为NaHCO3型，成垢离子主要以钙、镁、碳酸氢根为主。延长组为CaCl2型，总矿化度较高，成垢阳离子钙镁离子含量很高，其中地层水Ca2+离子浓度达到了1 346.13 mg/L，Mg2+离子浓度达到了256.82 mg/L，易于结垢。

2.2 地表水分别与不同层系水物理配伍实验结果

目前，国内在解决油田二次采油过程水资源不足和产出水零排放问题方面，大多采用注清水、污水回注、清污混注等措施。注入的几种水不配伍，表面上看有时注入水在地面常温下可能不结垢，但随着温度、压力、pH 值等条件的变化，原本在地面不结垢的注入水在注入地层后则结垢，造成地层渗透率下降，降低注水井的吸水能力。若注入水与地层岩石不配伍，则注入水会造成地层粘土矿物水化膨胀，堵塞孔道。用地表水分别与延安组、长2、长6地层水进行配伍性实验，将它们按一定比例混合，观察其结垢现象，测定其浊度。

由实验结果可知，地表水水样与延安组水样在不同比例混合后，常温环境下有70%出现浑浊，70 ℃环境下近60%出现浑浊，两种水样混合后出现浑浊现象，配伍性较差不适合混合回注。同时，由实验还可知，地表水水样与延长组地层水混合后，在常温和70 ℃环境下均清亮，说明该地表水水样和延长组地层水具有很好的配伍性，可作为该地区油田区块开发的混合回注水。

3 总结与展望

针对直罗葫芦河水和该地区延安组和延长组地层水进行了水质分析，并将葫芦河水与延安组和延长组地层水做了配伍性实验研究，分析和实验结果表明：(1)地表水水样矿化度很低，水型属于NaHCO3型；(2)地表水水样与延安组水样配伍性较差，两种水样混合后出现浑浊现象，这两种水不适合混合回注；(3)地表水水样与延长组地层水均具有很好的配伍性，可作为油田开发的混合回注水。