西南石油采油工程课件第五章_注水
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若注水又较顺利，可以不考虑辅助性指标。
执行标准的原则
标准分级原则
三类油层指标各自分级，先严后松，逐级放 宽。新投入注水开发的油藏或新建注水站应执行 一级标准（A1、B1、C1），而建站时间较长或实 际水处理能力已超过原设计能力或高含水期可执 行二级标准（A2、B2、C2），甚至三级标准。
执行标准的原则
注入水与地层水不配伍
油层伤害表现在： 直接生成CaCO3、CaSO4或BaSO4、SrSO4等沉淀 水中溶解氧引起铁氧化物沉淀 水中硫化氢引起硫化亚铁沉淀 水中二氧化碳引起CaCO3、 BaCO3等沉淀
注入水与地层水不配伍
铁的沉淀机理：
注入水经地面管线到井底，含铁量显著增加。
某区注入水总铁量沿程变化
在分布较广。
生成环境：存在分布较广。
危害：与铁细菌大体相同。
矿物类
阳离子：钙、镁、铁、钡（锶）离子 阴离子：氯根、碳酸根和碳酸氢根及硫酸根
相关指标 PH值 温度 含油：mg/L
综合类
悬浮固体含量 悬浮固体颗粒直径 平均腐蚀率 总铁含量 膜滤系数MF 总矿化度
注入水水质标准
注水水质标准沿革 SY/T5329-94标准规范 执行标准的原则 水质标准的制定方法
注水水质标准沿革
沿用前苏联二项指标（悬浮物，含铁量） 六十年代中期，增加含油量指标
七十年代末提出的“五指标、三要求”的建议
88年底，我国首次颁布SY5329-88注水水质标 准 95年，修订为SY/T5329-94标 准
SY/T5329-94标准规范
水质基本要求：水质稳定；不使粘土矿物产生
✓ 含碱度较高的水与含钙、镁、钡、锶、铁（Fe2+）等 离子的水相混或当水中游离二氧化碳含量较高，或二氧 化碳逸出使水的PH值升高时，应考虑碳酸盐结垢问题。
✓ 根据化学的溶度积原理，初步判断各离子 在水中的稳定性。
✓ C.E.C值大于0.09mmol/g（按一价离子计算） 时，就不能忽视粘土的水化膨胀。
✓ 测定注水层位岩心的渗透率、孔道分布规律、粘 土矿物组成及其含量，岩心的阳离子交换量以及水 敏指数。
水质标准的制定方法
水的配伍性评价
✓ 含钡、锶、钙离子的水与含有硫酸根离子的水混合时， 经试验后不能生成沉淀时才能注水，否则应进行水质处 理。BaSO4结垢量控制指标为BaS042.5mg/L。
✓ 二价硫离子含量高的水与含有二价铁离子的水混注时， 必须考虑硫化亚铁结垢问题。
实际油田，具体标准原则
各油田应借荐而不是照搬行业标准，应根 据油层的具体特性和生产实际情况，科学制定 切合实际的水质标准，各油田的水质标准是不 完全一致的。
水质标准的制定方法
获取油层岩性、油层水、注入水（水源水）资料 ✓ 测定注入水及油层水中的阴离子的浓度，分析溶 解气浓体度及PH值等参数。
✓ 测定水的温度、密度、粘度,悬浮固体浓度及颗粒 分布、腐生菌、硫酸盐还原菌、铁细菌和平均腐 蚀率等。
西南石油采油工程课件第五章_ 注水
水
质
主
水源及水处理 要
内
注水井动态
容 注水工艺
第一节 水 质
注水中油层伤害原因及机理 注水水质的基本要求 水质的指标体系 注入水水质标准
注水中油层伤害原因及机理
注水中油层伤害的原因： 注入水与地层水不配伍 注入水与储层岩石矿物不配伍 注入条件变化 不溶物造成地层堵塞
注入条件变化
油层伤害表现在： 流速影响 温度变化影响 压力变化影响
不溶物造成地层堵塞
油层伤害表现在： 外来的机械杂质堵塞地层 注水系统中的腐蚀产物 各种环境下生长的细菌 油及其乳化物
注水水质的基本要求
控制悬浮固体浓度与粒径 控制腐蚀性介质（溶解氧、CO2、H2S） 控制含油量 控制细菌含量 控制水垢的形成
水质的指标体系
五类指标： 溶解气 生物类 矿物类 相关指标 综合类
溶解气
溶解在水中的O2、CO2和 H2S的浓度 单位：mg/L 生物类 描述菌类及种菌的含量 单位：个/mL
硫酸盐还原菌（SRB）
一种厌氧条件下使硫酸盐还原成硫化 物，以有机物质为营养的细菌。
生成环境：PH=7.07.5，温度为 2035C。
水化膨胀或悬浊；配伍性好；低腐蚀、低悬浮；水 源选择评价合标准。
水质主要控制指标：悬浮物颗粒直径、悬浮
固体含量、含油量、平均腐蚀率、SRB、铁细菌、 腐生菌、点腐蚀等指标。
辅助性指标：溶解氧、侵蚀性CO2、H2S、
PH值、总铁含量等指标。
执行标准的原则
控制指标优先原则
✓ 水质主要控制指标首先应达到要求。 ✓ 在主要控制指标已达到注水要求的前提下，
碳酸盐沉淀的机理：
重碳酸钙、重碳酸镁等不稳定盐类，由于温度 变化，析出沉淀。
CO2 H 2O CO32 2HCO32
在硫酸盐还原菌作用下，生成CaCO3沉淀。
Ca2 SO42 CO2 8H CaCO3 H2S 3H2O
注入水与储层岩石矿物不配伍
油层伤害表现在： 矿化度敏感引起水敏物质的膨胀、分散与运移 PH值变化引起的微粒脱落、分散和沉淀 注入水与岩石沉淀
铁菌的代谢作用产生
4Fe(HCO3)2 2H2O O2 4Fe(OH )3 8CO2
注入水与地层水不配伍
硫化亚铁沉淀生成机理：
水中硫化氢H2S与Fe2+生成
Fe2 H2S FeS
水中硫酸盐菌还原成H2S，与Fe2+生成
2H SO42 4H2 H2S 4H2O
注入水与地层水不配伍
危害：产生H2S并与铁作用形成FeS 沉淀和产生粘液物，强化垢的形成。
铁细菌
多种细菌的总称，是好氧性细菌和兼 性细菌。
生成环境：水中含有亚铁、氧和有机 物，总铁量在16mg/L的水中，温度为 2225oC。
危害：促成二价铁氧化成Fe3+，产生氢 氧化铁沉淀；粘液物质形成浓度差电池腐蚀。
腐生菌 一类好氧“异养”型的细菌，存
取样点
来水 大罐 泵出口 3-24 井 4-3 井 4-27 井 6-3 井 6-25 井底
Fe,mg/L 0.21
0.14 0.29 0.72 1.23 2.38 2.96
4.43
腐蚀产物主要是氢氧化铁和硫化亚铁。
注入水与地层水不配伍
氢氧化铁沉淀生成机理：
Fe2+氧化生成
Fe2 H2O 来自百度文库e(OH )2 O2 Fe(OH )3
执行标准的原则
标准分级原则
三类油层指标各自分级，先严后松，逐级放 宽。新投入注水开发的油藏或新建注水站应执行 一级标准（A1、B1、C1），而建站时间较长或实 际水处理能力已超过原设计能力或高含水期可执 行二级标准（A2、B2、C2），甚至三级标准。
执行标准的原则
注入水与地层水不配伍
油层伤害表现在： 直接生成CaCO3、CaSO4或BaSO4、SrSO4等沉淀 水中溶解氧引起铁氧化物沉淀 水中硫化氢引起硫化亚铁沉淀 水中二氧化碳引起CaCO3、 BaCO3等沉淀
注入水与地层水不配伍
铁的沉淀机理：
注入水经地面管线到井底，含铁量显著增加。
某区注入水总铁量沿程变化
在分布较广。
生成环境：存在分布较广。
危害：与铁细菌大体相同。
矿物类
阳离子：钙、镁、铁、钡（锶）离子 阴离子：氯根、碳酸根和碳酸氢根及硫酸根
相关指标 PH值 温度 含油：mg/L
综合类
悬浮固体含量 悬浮固体颗粒直径 平均腐蚀率 总铁含量 膜滤系数MF 总矿化度
注入水水质标准
注水水质标准沿革 SY/T5329-94标准规范 执行标准的原则 水质标准的制定方法
注水水质标准沿革
沿用前苏联二项指标（悬浮物，含铁量） 六十年代中期，增加含油量指标
七十年代末提出的“五指标、三要求”的建议
88年底，我国首次颁布SY5329-88注水水质标 准 95年，修订为SY/T5329-94标 准
SY/T5329-94标准规范
水质基本要求：水质稳定；不使粘土矿物产生
✓ 含碱度较高的水与含钙、镁、钡、锶、铁（Fe2+）等 离子的水相混或当水中游离二氧化碳含量较高，或二氧 化碳逸出使水的PH值升高时，应考虑碳酸盐结垢问题。
✓ 根据化学的溶度积原理，初步判断各离子 在水中的稳定性。
✓ C.E.C值大于0.09mmol/g（按一价离子计算） 时，就不能忽视粘土的水化膨胀。
✓ 测定注水层位岩心的渗透率、孔道分布规律、粘 土矿物组成及其含量，岩心的阳离子交换量以及水 敏指数。
水质标准的制定方法
水的配伍性评价
✓ 含钡、锶、钙离子的水与含有硫酸根离子的水混合时， 经试验后不能生成沉淀时才能注水，否则应进行水质处 理。BaSO4结垢量控制指标为BaS042.5mg/L。
✓ 二价硫离子含量高的水与含有二价铁离子的水混注时， 必须考虑硫化亚铁结垢问题。
实际油田，具体标准原则
各油田应借荐而不是照搬行业标准，应根 据油层的具体特性和生产实际情况，科学制定 切合实际的水质标准，各油田的水质标准是不 完全一致的。
水质标准的制定方法
获取油层岩性、油层水、注入水（水源水）资料 ✓ 测定注入水及油层水中的阴离子的浓度，分析溶 解气浓体度及PH值等参数。
✓ 测定水的温度、密度、粘度,悬浮固体浓度及颗粒 分布、腐生菌、硫酸盐还原菌、铁细菌和平均腐 蚀率等。
西南石油采油工程课件第五章_ 注水
水
质
主
水源及水处理 要
内
注水井动态
容 注水工艺
第一节 水 质
注水中油层伤害原因及机理 注水水质的基本要求 水质的指标体系 注入水水质标准
注水中油层伤害原因及机理
注水中油层伤害的原因： 注入水与地层水不配伍 注入水与储层岩石矿物不配伍 注入条件变化 不溶物造成地层堵塞
注入条件变化
油层伤害表现在： 流速影响 温度变化影响 压力变化影响
不溶物造成地层堵塞
油层伤害表现在： 外来的机械杂质堵塞地层 注水系统中的腐蚀产物 各种环境下生长的细菌 油及其乳化物
注水水质的基本要求
控制悬浮固体浓度与粒径 控制腐蚀性介质（溶解氧、CO2、H2S） 控制含油量 控制细菌含量 控制水垢的形成
水质的指标体系
五类指标： 溶解气 生物类 矿物类 相关指标 综合类
溶解气
溶解在水中的O2、CO2和 H2S的浓度 单位：mg/L 生物类 描述菌类及种菌的含量 单位：个/mL
硫酸盐还原菌（SRB）
一种厌氧条件下使硫酸盐还原成硫化 物，以有机物质为营养的细菌。
生成环境：PH=7.07.5，温度为 2035C。
水化膨胀或悬浊；配伍性好；低腐蚀、低悬浮；水 源选择评价合标准。
水质主要控制指标：悬浮物颗粒直径、悬浮
固体含量、含油量、平均腐蚀率、SRB、铁细菌、 腐生菌、点腐蚀等指标。
辅助性指标：溶解氧、侵蚀性CO2、H2S、
PH值、总铁含量等指标。
执行标准的原则
控制指标优先原则
✓ 水质主要控制指标首先应达到要求。 ✓ 在主要控制指标已达到注水要求的前提下，
碳酸盐沉淀的机理：
重碳酸钙、重碳酸镁等不稳定盐类，由于温度 变化，析出沉淀。
CO2 H 2O CO32 2HCO32
在硫酸盐还原菌作用下，生成CaCO3沉淀。
Ca2 SO42 CO2 8H CaCO3 H2S 3H2O
注入水与储层岩石矿物不配伍
油层伤害表现在： 矿化度敏感引起水敏物质的膨胀、分散与运移 PH值变化引起的微粒脱落、分散和沉淀 注入水与岩石沉淀
铁菌的代谢作用产生
4Fe(HCO3)2 2H2O O2 4Fe(OH )3 8CO2
注入水与地层水不配伍
硫化亚铁沉淀生成机理：
水中硫化氢H2S与Fe2+生成
Fe2 H2S FeS
水中硫酸盐菌还原成H2S，与Fe2+生成
2H SO42 4H2 H2S 4H2O
注入水与地层水不配伍
危害：产生H2S并与铁作用形成FeS 沉淀和产生粘液物，强化垢的形成。
铁细菌
多种细菌的总称，是好氧性细菌和兼 性细菌。
生成环境：水中含有亚铁、氧和有机 物，总铁量在16mg/L的水中，温度为 2225oC。
危害：促成二价铁氧化成Fe3+，产生氢 氧化铁沉淀；粘液物质形成浓度差电池腐蚀。
腐生菌 一类好氧“异养”型的细菌，存
取样点
来水 大罐 泵出口 3-24 井 4-3 井 4-27 井 6-3 井 6-25 井底
Fe,mg/L 0.21
0.14 0.29 0.72 1.23 2.38 2.96
4.43
腐蚀产物主要是氢氧化铁和硫化亚铁。
注入水与地层水不配伍
氢氧化铁沉淀生成机理：
Fe2+氧化生成
Fe2 H2O 来自百度文库e(OH )2 O2 Fe(OH )3