注水油气田开发相关讲座1(注水系统与水源水质)
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
真空脱氧示意图
（5）曝晒
水源中含有过饱和碳酸盐时，注入地层后由于温度升高可能产生碳
酸盐沉淀而堵塞油层。因此需预先进行曝晒处理将碳酸盐沉淀下来使水
质稳定。
（6）除油 采出水中含有少量滴状的悬浮油（100～200mg /L），且这些油粒的
直径很小（浮油粒度中值>100μm、分散油粒度中值10～100μm、乳化油 粒度中值<10μm）。重力分离和气体浮选（气浮法）是基本的除油方法 ，必要时可加混凝剂。 重力分离
主要设施：井口装置和井下注水管柱
1.5注水井投注程序
投注程序：注水井从完钻到正常注水之间所需进行的工作。它包括 排液、洗井、预处理、试注、正常注水等几个方面。
1.排液
目的：清除油层内的堵塞物，在井底附近造成适当的低压带，为进 水创造有利条件，并利用部分弹性储量，减少注水井排或注水井附近的 能量损失，有利于注水井排拉成水线。
2.洗井
目的：把井筒内的腐蚀物、杂质等污物冲洗出来，避免油层被污物 堵塞。
洗井方式 正洗:水从油管进井，从油套环形空间返回地面； 反洗:水从油套环形空间进井，从油管返回地面
1.5注水井投注程序
3.预处理
防止粘土颗粒的膨胀和运移。
4.试注
确定油层吸水启动压力和吸水指数等资料，选定注入压力。
5. 正常注水
4.含油污水
油层产出水含铁少，矿化度高，含碳酸盐少（硬度小）。
Biblioteka Baidu
1.1、水源选择
1.2、水质要求
注水引起油层损害类型：堵塞、腐蚀、结垢。 注水引起油层损害原因：水质不合格、注入水与地层 不配伍、注水工艺不科学
基本水质指标： 机械杂质浓度、粒径、 细菌含量：腐生菌、硫酸还原菌、铁菌； 铁离子含量； 溶解氧含量； 含油量； 硫化物含量； pH值； 矿化度。
1.2、水质要求
1.3、注入水处理技术
1.常用水处理措施
（1）沉淀
主要是除去机械杂质（固体颗粒 ）。悬浮的固体颗粒借自身的重力而 沉淀下来。
迂回挡板 ：增加沉降时间 混凝剂：加速沉淀
硫酸铝 常 用 硫酸铁 的 混 三氯化铁 凝 剂 偏铝酸钠
机械反应池 进水管
叶轮
搅拌机 隔板反应池 斜板沉淀池
集水槽 出水管
注 注入方式 水 方 式 注水要求
正注：油管注入 反注：套管注入 合注：笼统注水 分注：分层注水
1.地面淡水：江河水、湖泊水、水库水
优点：矿化度低，廉价。 缺点：水质随着季节变化很大、高含氧高，江河水携带大量悬浮物 和各种微生物。
2.海水
高含氧和盐、腐蚀性强、悬浮的固体颗粒随季节变化大，一般在海 底钻浅井，过滤机械杂质。
3.地下水
浅层水：水质好，含有少量氧、硫酸还原菌。 深层水：淡水水质好，盐水的矿化度较高，都不含氧
大多数水处理设备使用重力分离。 气体浮选
把小直径气泡注入到水中，气泡与悬浮在水流中的油滴接触，使它 们像泡沫一样上升到水面。
1.3、注入水处理技术
2.地面水处理
地面水水质的主要问题是泥砂含量高，溶解氧含量高。除悬浮物 和脱氧是主要的处理措施。主要是除悬浮物和氧。
基本流程: 水泵
加药 药水混合器
污水处理过程包括：沉淀、撇油、絮凝、浮选、过滤、加抑垢剂、 杀菌等。
基本流程: 污油回收
加药
污水回收池
杀菌剂Cl2
污水
除油罐
单阀过滤罐
缓冲水罐
注水罐
输出泵站
计量间
输出到井口
1.3、注入水处理技术
4.海水处理
海水处理可分为净化及脱氧两大部分。净化部分目前一般采用多级 过滤净化处理，脱氧部分可用真空、气提和化学方法进行单级或多级脱 氧。
反应沉淀池
过滤池
脱氧 清水池
吸水池
输出泵站
计量间
输出到井口
工艺措施：沉淀、过滤、杀菌、脱氧、曝晒。
1.3、注入水处理技术
3.地下水处理
地下水水质主要矛盾是含有铁、锰矿物和悬浮固体主要目的是除铁。
基本流程: 加N2或天然气
加药
除悬 浮物
地下水 源井
铁锰除 铁滤罐
石英砂 滤罐
缓冲 水罐
输出泵站
计量间
输出到井口
工艺流程：
来水进站
计量
水质处理
储水罐
泵出
1.4注水系统
注水站的主要设施：
储水罐：具有储备作用、缓冲作用、分离作用 高压泵组：给注入水增压
流量计：计量水量 分水器：将高压水分配给各配水间
注水站的规模主要依据管辖范围内注水井的总日注量。
日注水量：Qw
BC
Qo
Bo
o
1
fw
fw
对于高渗地层水，在除铁过程已除去大部分固体悬浮物，一般不 用石英砂滤罐，而低渗地层水则必须进行深度处理，以除去更细的固 体颗粒。
1.3、注入水处理技术
4.采出污水处理
污水回注优点： ① 污水中含表面活性物质，能提高洗油能力； ② 高矿化度污水回注后，不会使粘土颗粒膨胀而降低渗透率；③ 污 水回注保护了环境，提高了水的利用率。
净化部分：采用砂滤器、硅藻土滤器、金属网状筒式三级过滤器等 多级净化。
脱氧部分：真空脱氧、气提脱氧、化学脱氧三种类型。
1.4注水系统
注水系统是指从水源至注 水井的全套设备和流程，包括 水源泵站、水处理站、注水站、 配水间和注水井。
1.注水站
主要作用：
增压，满足大部分注水井的注水压力； 满足各井注水量。
积泥区
斜板
反应沉淀池结构示意图
排泥管
1.3、注入水处理技术
（2）过滤
过滤是除去少量很细的悬浮 物和细菌，过滤设备常用过滤池 或过滤器。
过滤池
重力式滤池 压力式滤罐
压力式滤罐：滤池完全密封，
水在一定压力下通过滤池。
将水中的悬浮杂质、聚凝 物和细菌等拦阻在滤料层表面， 形成一个软泥薄层“滤膜”。
1.3、注入水处理技术
（3）杀菌 为防止水中藻类、铁菌或硫酸还原菌堵塞油层和腐蚀管柱。常用
的杀菌剂有氯或其它化合物。 常用的 氯及其化合物，如次氯酸、次氯酸盐等； 杀菌剂 甲醛：既有杀菌又有防腐作用。
（4）脱氧 除去氧气、碳酸气和硫化氢气体。
氧是造成注水系统腐蚀的最主要最直 接的因素。 化学除氧：最常用的是亚硫酸钠。 气提脱氧（天然气逆流冲刷 ） 真空脱氧
w
Qx
Qf
B为注采比；C为注水系数； Qx 、Qf分别为洗井水量、附加用水量。
1.4注水系统
2.配水间
主要作用： 用来调节、控制和计量各注水井的注水量
主要设施：
分水器 正常注水和旁通备用管汇 压力表和流量计
分类：配水间一般分为单井配水间 和多井配水间两种
3.注水井
主要作用：注入水从地面进入地层的通道。
1.2、水质要求
注水水质基本要求：
（1）在运行条件下注入水不应结垢； （2）注入水对水处理设备、注水设备和输水管线腐蚀 性要小； （3）注入水不应携带超标悬浮物、有机淤泥和油； （4）注入水注入油层后，不使粘土发生膨胀和移动； （5）如果油田含油污水与其他供给水（如地下水、地 面污水和地面水等）混注时，必需具备完全的可混性，否 则必须进行必要的处理后方可混注； （6）考虑到油藏孔隙结构和喉道直径，要严格控制水 中固体颗粒的粒径。
注水工艺技术
提纲
1、注水系统与水源水质 2、注水井吸水能力分析 3、注水井网、方式和时机 4、注水方法及工艺 5、水平井注水新技术
1、注水系统与水源水质
1.1、水源选择 1.2、水质要求 1.3、注入水处理技术 1.4、注水系统 1.5、注水井投注程序
1.1、水源选择
水源选择要求：水量充足、水质稳定。 可供选择的水源：江、河、湖、泉、地层水、海水、污水
（5）曝晒
水源中含有过饱和碳酸盐时，注入地层后由于温度升高可能产生碳
酸盐沉淀而堵塞油层。因此需预先进行曝晒处理将碳酸盐沉淀下来使水
质稳定。
（6）除油 采出水中含有少量滴状的悬浮油（100～200mg /L），且这些油粒的
直径很小（浮油粒度中值>100μm、分散油粒度中值10～100μm、乳化油 粒度中值<10μm）。重力分离和气体浮选（气浮法）是基本的除油方法 ，必要时可加混凝剂。 重力分离
主要设施：井口装置和井下注水管柱
1.5注水井投注程序
投注程序：注水井从完钻到正常注水之间所需进行的工作。它包括 排液、洗井、预处理、试注、正常注水等几个方面。
1.排液
目的：清除油层内的堵塞物，在井底附近造成适当的低压带，为进 水创造有利条件，并利用部分弹性储量，减少注水井排或注水井附近的 能量损失，有利于注水井排拉成水线。
2.洗井
目的：把井筒内的腐蚀物、杂质等污物冲洗出来，避免油层被污物 堵塞。
洗井方式 正洗:水从油管进井，从油套环形空间返回地面； 反洗:水从油套环形空间进井，从油管返回地面
1.5注水井投注程序
3.预处理
防止粘土颗粒的膨胀和运移。
4.试注
确定油层吸水启动压力和吸水指数等资料，选定注入压力。
5. 正常注水
4.含油污水
油层产出水含铁少，矿化度高，含碳酸盐少（硬度小）。
Biblioteka Baidu
1.1、水源选择
1.2、水质要求
注水引起油层损害类型：堵塞、腐蚀、结垢。 注水引起油层损害原因：水质不合格、注入水与地层 不配伍、注水工艺不科学
基本水质指标： 机械杂质浓度、粒径、 细菌含量：腐生菌、硫酸还原菌、铁菌； 铁离子含量； 溶解氧含量； 含油量； 硫化物含量； pH值； 矿化度。
1.2、水质要求
1.3、注入水处理技术
1.常用水处理措施
（1）沉淀
主要是除去机械杂质（固体颗粒 ）。悬浮的固体颗粒借自身的重力而 沉淀下来。
迂回挡板 ：增加沉降时间 混凝剂：加速沉淀
硫酸铝 常 用 硫酸铁 的 混 三氯化铁 凝 剂 偏铝酸钠
机械反应池 进水管
叶轮
搅拌机 隔板反应池 斜板沉淀池
集水槽 出水管
注 注入方式 水 方 式 注水要求
正注：油管注入 反注：套管注入 合注：笼统注水 分注：分层注水
1.地面淡水：江河水、湖泊水、水库水
优点：矿化度低，廉价。 缺点：水质随着季节变化很大、高含氧高，江河水携带大量悬浮物 和各种微生物。
2.海水
高含氧和盐、腐蚀性强、悬浮的固体颗粒随季节变化大，一般在海 底钻浅井，过滤机械杂质。
3.地下水
浅层水：水质好，含有少量氧、硫酸还原菌。 深层水：淡水水质好，盐水的矿化度较高，都不含氧
大多数水处理设备使用重力分离。 气体浮选
把小直径气泡注入到水中，气泡与悬浮在水流中的油滴接触，使它 们像泡沫一样上升到水面。
1.3、注入水处理技术
2.地面水处理
地面水水质的主要问题是泥砂含量高，溶解氧含量高。除悬浮物 和脱氧是主要的处理措施。主要是除悬浮物和氧。
基本流程: 水泵
加药 药水混合器
污水处理过程包括：沉淀、撇油、絮凝、浮选、过滤、加抑垢剂、 杀菌等。
基本流程: 污油回收
加药
污水回收池
杀菌剂Cl2
污水
除油罐
单阀过滤罐
缓冲水罐
注水罐
输出泵站
计量间
输出到井口
1.3、注入水处理技术
4.海水处理
海水处理可分为净化及脱氧两大部分。净化部分目前一般采用多级 过滤净化处理，脱氧部分可用真空、气提和化学方法进行单级或多级脱 氧。
反应沉淀池
过滤池
脱氧 清水池
吸水池
输出泵站
计量间
输出到井口
工艺措施：沉淀、过滤、杀菌、脱氧、曝晒。
1.3、注入水处理技术
3.地下水处理
地下水水质主要矛盾是含有铁、锰矿物和悬浮固体主要目的是除铁。
基本流程: 加N2或天然气
加药
除悬 浮物
地下水 源井
铁锰除 铁滤罐
石英砂 滤罐
缓冲 水罐
输出泵站
计量间
输出到井口
工艺流程：
来水进站
计量
水质处理
储水罐
泵出
1.4注水系统
注水站的主要设施：
储水罐：具有储备作用、缓冲作用、分离作用 高压泵组：给注入水增压
流量计：计量水量 分水器：将高压水分配给各配水间
注水站的规模主要依据管辖范围内注水井的总日注量。
日注水量：Qw
BC
Qo
Bo
o
1
fw
fw
对于高渗地层水，在除铁过程已除去大部分固体悬浮物，一般不 用石英砂滤罐，而低渗地层水则必须进行深度处理，以除去更细的固 体颗粒。
1.3、注入水处理技术
4.采出污水处理
污水回注优点： ① 污水中含表面活性物质，能提高洗油能力； ② 高矿化度污水回注后，不会使粘土颗粒膨胀而降低渗透率；③ 污 水回注保护了环境，提高了水的利用率。
净化部分：采用砂滤器、硅藻土滤器、金属网状筒式三级过滤器等 多级净化。
脱氧部分：真空脱氧、气提脱氧、化学脱氧三种类型。
1.4注水系统
注水系统是指从水源至注 水井的全套设备和流程，包括 水源泵站、水处理站、注水站、 配水间和注水井。
1.注水站
主要作用：
增压，满足大部分注水井的注水压力； 满足各井注水量。
积泥区
斜板
反应沉淀池结构示意图
排泥管
1.3、注入水处理技术
（2）过滤
过滤是除去少量很细的悬浮 物和细菌，过滤设备常用过滤池 或过滤器。
过滤池
重力式滤池 压力式滤罐
压力式滤罐：滤池完全密封，
水在一定压力下通过滤池。
将水中的悬浮杂质、聚凝 物和细菌等拦阻在滤料层表面， 形成一个软泥薄层“滤膜”。
1.3、注入水处理技术
（3）杀菌 为防止水中藻类、铁菌或硫酸还原菌堵塞油层和腐蚀管柱。常用
的杀菌剂有氯或其它化合物。 常用的 氯及其化合物，如次氯酸、次氯酸盐等； 杀菌剂 甲醛：既有杀菌又有防腐作用。
（4）脱氧 除去氧气、碳酸气和硫化氢气体。
氧是造成注水系统腐蚀的最主要最直 接的因素。 化学除氧：最常用的是亚硫酸钠。 气提脱氧（天然气逆流冲刷 ） 真空脱氧
w
Qx
Qf
B为注采比；C为注水系数； Qx 、Qf分别为洗井水量、附加用水量。
1.4注水系统
2.配水间
主要作用： 用来调节、控制和计量各注水井的注水量
主要设施：
分水器 正常注水和旁通备用管汇 压力表和流量计
分类：配水间一般分为单井配水间 和多井配水间两种
3.注水井
主要作用：注入水从地面进入地层的通道。
1.2、水质要求
注水水质基本要求：
（1）在运行条件下注入水不应结垢； （2）注入水对水处理设备、注水设备和输水管线腐蚀 性要小； （3）注入水不应携带超标悬浮物、有机淤泥和油； （4）注入水注入油层后，不使粘土发生膨胀和移动； （5）如果油田含油污水与其他供给水（如地下水、地 面污水和地面水等）混注时，必需具备完全的可混性，否 则必须进行必要的处理后方可混注； （6）考虑到油藏孔隙结构和喉道直径，要严格控制水 中固体颗粒的粒径。
注水工艺技术
提纲
1、注水系统与水源水质 2、注水井吸水能力分析 3、注水井网、方式和时机 4、注水方法及工艺 5、水平井注水新技术
1、注水系统与水源水质
1.1、水源选择 1.2、水质要求 1.3、注入水处理技术 1.4、注水系统 1.5、注水井投注程序
1.1、水源选择
水源选择要求：水量充足、水质稳定。 可供选择的水源：江、河、湖、泉、地层水、海水、污水