海洋石油开采工程 第六章 注水与增产增注技术
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Q 水源总供水量： Q1 Q2 Q3 Q4
Q1—油田注水量； Q2—油田辅助生产用水量 Q3—油田生活用水量；Q4—其它用水量
第一节 注水技术
2、水处理基本措施
➢沉 淀 ➢过 滤 ➢杀 菌 ➢脱 气 ➢除 油 ➢曝 晒
第一节 注水技术
➢沉 淀
✓ 沉淀是让水在沉淀池（罐）内有一定的停留时间，使其 中所悬浮的固体颗粒借助自身的重量沉淀下来。
3、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
第一节 注水技术
➢ 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
第一节 注水技术
➢ 矿物类 ✓ 阳离子：钙、镁、铁、钡（锶）离子 ✓Βιβλιοθήκη Baidu阴离子：氯根、碳酸根和碳酸氢根及硫酸根
Fe 2 H 2O Fe(OH )2 O2 Fe(OH )3
✓ 铁菌的代谢作用产生
4Fe(HCO3 )2 2H 2O O2 4Fe(OH )3 8CO2
第一节 注水技术
➢ 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
Fe 2 H 2S FeS
✓ 水中硫酸盐菌还原成H2S，与Fe2+生成
取样点 来水 Fe,mg/L 0.21
某区注入水总铁量沿程变化 大罐 泵出口 3-24 井 4-3 井 4-27 井 6-3 井 0.14 0.29 0.72 1.23 2.38 2.96
6-25 井 底
4.43
✓ 腐蚀产物主要是氢氧化铁和硫化亚铁。
第一节 注水技术
➢ 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
➢ 海水 高含氧和盐，腐蚀性强，悬浮固体颗粒随季节变化,水源丰 富。
➢ 混合水 混合水指上述二种或三种以上水源相混合的水。大多数情 况是含油污水与其它水源混合注入地层。
第一节 注水技术
（2）水源选择原则
➢ 充足的水量，且供水量稳定。 ➢ 良好或相对良好的水质，且水处理工艺相对简单或
水处理经经济技术可行。 ➢ 含油污水优先，以减少环境污染。 ➢ 考虑水的二次或多次利用，减少资源浪费。
第一节 注水技术
➢ 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
第一节 注水技术
➢ 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。
水中含有亚铁、氧和有机物，总铁量在16mg/L的水中， 温度为2225℃。 ✓ 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。
第一节 注水技术
腐生菌（TGB）
✓ 一类好氧“异养”型的细菌，存在分布较广。 ✓ 生成环境
存在分布较广。 ✓ 危害
与铁细菌大体相同。
第一节 注水技术
✓ 提高沉降效果
足够的沉淀时间：加迂回挡板，增大流程。
快速的下沉速度：加入絮凝剂，增大颗粒直径。
✓ Stokes沉降规律：
V
gd 2(w
d )
w
第一节 注水技术
➢ 过滤
✓ 过滤目的是除悬浮固体或除铁。 ✓ 常见的除铁方法
自然氧化法（石英砂过滤） 接触催化法（天然锰砂过滤） 人工石英砂法。 ✓ 过滤器的种类 不同的过滤器，过滤标准或过滤对象不尽相同。
➢ 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
第一节 注水技术
2、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
注水保持压力是一项工艺技术。把水注入油藏，补充 油藏原有的天然能量，改善油田的生产特性。
注好水（质）注够水（量）和有效注水是注水工程的 基本任务。
第一节 注水技术
水质
主
水源及水处理
要 注水井动态
内
容
注水工艺
注水井工艺措施
第一节 注水技术
一、水 质
1、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
2H
SO
2 4
4H 2
H 2S
4H 2O
第一节 注水技术
➢ 注入水与地层水不配伍
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 出生成沉淀。
CO 2
H 2O CO32
2
HCO
2 3
✓ 在硫酸盐还原菌作用下，生成CaCO3沉淀。
Ca 2
SO
2 4
CO2
8H
CaCO3
H 2S
3H 2O
第一节 注水技术
➢ 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 ✓ 注入水与岩石润湿性反转
第一节 注水技术
➢ 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
第一节 注水技术
➢ 相关指标 ✓ PH值 ✓ 温度 ✓ 含油：mg/L
第一节 注水技术
二、水源及水处理
1、水源选择 （1）水源类型
➢ 地下水 水量稳定，水质不受季节影响，矿化度较高。
➢ 地表水 矿化度低，泥砂含量高，溶解氧充足，水量受季节变 化。
第一节 注水技术
➢ 油田污水 偏碱性，硬度低，含铁少，矿化度高，含油量高和胶体物 量高，悬浮物组成复杂,油田注水的主要水源。
第一节 注水技术
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。 ✓ 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。
第一节 注水技术
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
第六章 注水与增产增注技术
第一节 注水技术
一、水 质
四、注水工艺
二、水源及水处理
五、注水井工艺措施
三、注水井动态
第二节 堵水调剖技术
第三节 酸化技术
第四节 水力压裂技术
第一节 注水技术
注水开发是最重要的油田开发方式。
注水是一种二次采油方法。通过注水井向地层注水， 将地下原油驱替到生产井，增加原油的采收率。
Q1—油田注水量； Q2—油田辅助生产用水量 Q3—油田生活用水量；Q4—其它用水量
第一节 注水技术
2、水处理基本措施
➢沉 淀 ➢过 滤 ➢杀 菌 ➢脱 气 ➢除 油 ➢曝 晒
第一节 注水技术
➢沉 淀
✓ 沉淀是让水在沉淀池（罐）内有一定的停留时间，使其 中所悬浮的固体颗粒借助自身的重量沉淀下来。
3、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
第一节 注水技术
➢ 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
第一节 注水技术
➢ 矿物类 ✓ 阳离子：钙、镁、铁、钡（锶）离子 ✓Βιβλιοθήκη Baidu阴离子：氯根、碳酸根和碳酸氢根及硫酸根
Fe 2 H 2O Fe(OH )2 O2 Fe(OH )3
✓ 铁菌的代谢作用产生
4Fe(HCO3 )2 2H 2O O2 4Fe(OH )3 8CO2
第一节 注水技术
➢ 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
Fe 2 H 2S FeS
✓ 水中硫酸盐菌还原成H2S，与Fe2+生成
取样点 来水 Fe,mg/L 0.21
某区注入水总铁量沿程变化 大罐 泵出口 3-24 井 4-3 井 4-27 井 6-3 井 0.14 0.29 0.72 1.23 2.38 2.96
6-25 井 底
4.43
✓ 腐蚀产物主要是氢氧化铁和硫化亚铁。
第一节 注水技术
➢ 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
➢ 海水 高含氧和盐，腐蚀性强，悬浮固体颗粒随季节变化,水源丰 富。
➢ 混合水 混合水指上述二种或三种以上水源相混合的水。大多数情 况是含油污水与其它水源混合注入地层。
第一节 注水技术
（2）水源选择原则
➢ 充足的水量，且供水量稳定。 ➢ 良好或相对良好的水质，且水处理工艺相对简单或
水处理经经济技术可行。 ➢ 含油污水优先，以减少环境污染。 ➢ 考虑水的二次或多次利用，减少资源浪费。
第一节 注水技术
➢ 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
第一节 注水技术
➢ 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。
水中含有亚铁、氧和有机物，总铁量在16mg/L的水中， 温度为2225℃。 ✓ 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。
第一节 注水技术
腐生菌（TGB）
✓ 一类好氧“异养”型的细菌，存在分布较广。 ✓ 生成环境
存在分布较广。 ✓ 危害
与铁细菌大体相同。
第一节 注水技术
✓ 提高沉降效果
足够的沉淀时间：加迂回挡板，增大流程。
快速的下沉速度：加入絮凝剂，增大颗粒直径。
✓ Stokes沉降规律：
V
gd 2(w
d )
w
第一节 注水技术
➢ 过滤
✓ 过滤目的是除悬浮固体或除铁。 ✓ 常见的除铁方法
自然氧化法（石英砂过滤） 接触催化法（天然锰砂过滤） 人工石英砂法。 ✓ 过滤器的种类 不同的过滤器，过滤标准或过滤对象不尽相同。
➢ 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
第一节 注水技术
2、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
注水保持压力是一项工艺技术。把水注入油藏，补充 油藏原有的天然能量，改善油田的生产特性。
注好水（质）注够水（量）和有效注水是注水工程的 基本任务。
第一节 注水技术
水质
主
水源及水处理
要 注水井动态
内
容
注水工艺
注水井工艺措施
第一节 注水技术
一、水 质
1、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
2H
SO
2 4
4H 2
H 2S
4H 2O
第一节 注水技术
➢ 注入水与地层水不配伍
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 出生成沉淀。
CO 2
H 2O CO32
2
HCO
2 3
✓ 在硫酸盐还原菌作用下，生成CaCO3沉淀。
Ca 2
SO
2 4
CO2
8H
CaCO3
H 2S
3H 2O
第一节 注水技术
➢ 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 ✓ 注入水与岩石润湿性反转
第一节 注水技术
➢ 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
第一节 注水技术
➢ 相关指标 ✓ PH值 ✓ 温度 ✓ 含油：mg/L
第一节 注水技术
二、水源及水处理
1、水源选择 （1）水源类型
➢ 地下水 水量稳定，水质不受季节影响，矿化度较高。
➢ 地表水 矿化度低，泥砂含量高，溶解氧充足，水量受季节变 化。
第一节 注水技术
➢ 油田污水 偏碱性，硬度低，含铁少，矿化度高，含油量高和胶体物 量高，悬浮物组成复杂,油田注水的主要水源。
第一节 注水技术
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。 ✓ 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。
第一节 注水技术
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
第六章 注水与增产增注技术
第一节 注水技术
一、水 质
四、注水工艺
二、水源及水处理
五、注水井工艺措施
三、注水井动态
第二节 堵水调剖技术
第三节 酸化技术
第四节 水力压裂技术
第一节 注水技术
注水开发是最重要的油田开发方式。
注水是一种二次采油方法。通过注水井向地层注水， 将地下原油驱替到生产井，增加原油的采收率。