大港油田污水水质指标制定标准研究

苗苗

摘要：本文针对大港油田区块分析、地质特性差异大，再加上多年的开发，地下情况发生了较大变化。如果各区块都按照同样的水质标准执行，势必造成许多问题。因此，本文主要针对不同区块具体地质特征、注水区块物性分析再结合目前生产现状，在岩心试验的基础上，优化制定符合现场实际的西一联污水处理指标。

关键词：回注水；水质指标；五敏试验

1大港油田水质标准的制定

大港油田污水处理指标多年来一直以《SY/T5329-94碎屑岩油藏注水水质推荐标准》作为污水处理后达标的考核指标，考虑油田区块分散、地质特性差异较大，经过多年开发，地下情况发生了很大变化。如果各区块按照同样的水质标准或油田开发初期的水质标准来执行，势必造成经济上的浪费和处理污水成本的增加；又由于储层渗透率差异，特别是低孔低渗油藏，执行统一水质标准容易造成地层堵塞；地层与注入水不配伍会造成地层结垢，影响地层流体的流动性。因此，在2013年大港油田针对不同区块的具体地质特征和实际生产情况制定了不同的回注水水质指标，通过不同区块回注水指标的不同要求，从而简化处理工艺、降低工程改造投资，降低水质处理的运行成本，使污水水质的指标控制更具有针对性、可操作性和经济实用性，更重要的是对地层起到了保护作用，进而促进油田可持续发展。

主要研究思路是：以油田各开发区块的地质特征为基础，进行储层物性特征和生产运行参数的系统调查与分析，找出回注水对储集层存在明显伤害的开发区块及对应层位，并对其选择性的进行室内岩芯伤害评价。根据各区块实际注水水质情况、注水井生产运行参数变化情况以及岩心伤害评价结果三个方面进行综合分析，从而实现对油田各污水站的水质指标的优化与制定。

2西一联合站水质标准制定

2.1西一联合站注水区块物性分析

西一联合站主要是给港西油田提供注水，港西油田主要储层为明化镇和馆陶组，港西油田储层物性较好，孔隙度平均值31%，孔吼半径8.5μm，平均空气渗透率为844×10-3μm2，属于中孔高渗储层。

2.2西一联合站注水区块生产现状

西一联合站污水回注主要是港西油田区块，现该区块有注水井177口，开井124口，日注水量为16700m3左右，主要注水区块十六个。根据对其中80口常开注水井1998～2017年统计结果表明，注水量有较大幅度波动，但泵压整体上变化幅度不大，注水井泵压在11～12MPa之间,油压在7～7.5MPa之间，单井日注水量由1998年的190m3下降到2017年的100m3左右；区块注水泵压基本在12MPa左右，注水压力和注水量基本稳定。

通过以上数据分析表明，港西油田注水压力和注水量整体上比较平稳。

2.3室内岩芯伤害评价结果分析

港西油田主力油层开展密闭性取芯，并对岩心开展5敏伤害性试验。

（1）速敏实验

速敏是岩石骨架颗粒排列方式的改变由此导致油田储集层渗透率改变的情形。速敏评价实验的目的是确定临界流量，避免颗粒运移对地层造成的伤害，在有助于保护油气层的同时确定合理的注采速度。

结论：通过速敏实验发现，港西地区主力油层的临界流量是0.1mL/min，且对岩心的损害程度比较强。

（2）水敏实验

水敏评价目的是为了了解外来流体的矿化度与储层中粘土物质不配伍时，引起粘土矿物水化膨胀，分散，运移而导致储层渗透率下降的现象及其程度。水敏实验是通过粘土膨胀实验阳离子交换量测定来实现的。

粘土膨胀实验是测量储层敏感性评价实验的一项辅助实验，它是通过测定岩样水化后的线膨胀率来评价岩石的膨胀性及膨胀程度，可间接反应粘土矿物对储层潜在伤害的影响程度。岩石中膨胀性粘土含量越高，表现出膨胀性越强，由粘土矿物引起的储层水敏性，盐敏性伤害也将越严重。

阳离子交换容量是粘土矿物的重要性质之一，不同粘土矿物的阳离子交换容量不同。膨胀性粘土矿物含量越高，其阳离子交换容量越大。阳离子容量测定试验也是储层敏感性评价试验的一项辅助试验，通过测定岩样阳离子交换容量，也可间接反应粘土矿物对储层潜在伤害的影响程度。岩石中膨胀性粘土含量越高，表现出阳离子交换容量也就越大，由粘土矿物引起的储层水敏性，盐敏性伤害也将越严重。

结论：通过用不同浓度的盐水侵蚀岩心后，发现岩石的水敏比较严重，对其渗透率的伤害可以达到77.5%~99%。因此，控制好注入水的矿化度是保护储层的有力措施。

（3）酸敏及碱敏实验

现场上比较注重的酸敏和碱敏实验。所谓酸敏就是酸液注入储层后与酸敏物质发生反应，产生沉淀或释放颗粒，使储层渗透率下降的可能性及其程度。所谓碱敏，就是碱液进入储层后与碱敏物质发生反应，产生沉淀，从而使储层渗透率降低的情况。

碱敏性评价的目的是了解岩心渗透率随流体PH值变化而变化的现象，找出使渗透率明显下降的临界PH值。

酸敏性评价的目的在于了解酸化液与储层岩石的配伍性，即反映它是改善地层还是伤害地层，了解其对地层的改善程度或伤害程度，以便优选酸液配方，提高酸化效果，减小对储层伤害度。

结论：通过实验发现，港西油田储层岩石呈现弱碱敏（19.4%）和弱酸敏（5.3%）的特质。

综上，经过对岩心的5敏分析实验发现，港西油田主力储层对污水的注入速度和污水的矿化度较为敏感，注入速度不宜大于0.1mL/min，污水矿化度不应小于17737mg/L。

2.4西一联合站处理水质现状分析

西一联污水站于1991年进行了整体改造，污水处理采用重力式工艺。污水设计处理能力13000m3/d，目前实际处理量12100m3/d，污水处理系统满负荷运行。处理后水质设计指标达到《碎屑岩油藏注水水质推荐指标及分析方法》（SY/T5329-94）中的C3级标准，即含油≤30mg/L，悬浮物≤10mg/L，粒径中值≤4μm。

从西一联污水站近两年处理的水质情况看，处理后污水水质含油量为7.9～32.5mg/L，平均19.6mg/L；悬浮固体含量为10～26mg/L，平均16mg/L；粒径中值为7.0～23.4μm，平均14.5μm；硫酸盐还原菌和腐生菌含量为102～104个/mL。污水实际运行指标在C3级及C3级以下。

西一联处理后的污水不能达到标准的C3标准，现已无法满足油田注水开发需求。长期注水，不仅使得管道结垢、结蜡严重，三级水质不合格，严重时污染地层，堵塞渗流孔道，注水井问题日渐突出，有必要开展针对水质问题的治理工作。

2.5西一联合站处理污水水质指标优化与确定

从港西油田地质特性看，回注水区块属于高渗透储层；从近5年的注水生产运行情况看，回注水区块泵压和注水量总体上变化比较平稳，目前注水泵压在12MPa左右；从污水站处理污水水质实际运行情况看，西一联污水站近几年处理污水水质在C3级及C3级以下，原则讲不能够满足注水区块回注水水质指标要求。因此，综合分析后认为西一联污水站污水水质应控制在原设计指标C3级，即悬浮固体≤10mg/L，含油≤30mg/L。目前该站处理后污水水质含油量波动较大，需要严格控制其处理水质的稳定性，以减少对地层岩心造成的伤害。

3结论

本章综述了现行污水处理指标的不适应性，通过开展西一联注水区域开发地层的密闭取芯工作和岩心的五敏实验，发现西一联区域开发储层水敏严重，注入低矿化度的水易造成粘土膨胀堵塞孔道，所以西一联区域开发储层采用的注水开发的水源应选择开采的地层水进行回注；在岩心试验的基础上，优化制定西一联回注污水处理指标。

参考文献：

[1]陈忠喜.油田采出水处理设计规范[J].油气田地面工程,2016,35(08):1-5.