油田產(chǎn)出污水回注對儲層傷害評價

趙子豪

（東北石油大學(xué)石油工程學(xué)院）

油田產(chǎn)出污水回注對儲層傷害評價

趙子豪

（東北石油大學(xué)石油工程學(xué)院）

在油氣田生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量的污水，為了維持生產(chǎn)和減少環(huán)境污染，需要對產(chǎn)出的污水進(jìn)行處理回注到儲層中，這種方式被各油田普遍采用。文章對某聯(lián)合站處理后水質(zhì)進(jìn)行分析，證明油田產(chǎn)出污水得到了較好的處理。對處理后污水開展速敏性和水敏性評價試驗(yàn)，結(jié)果表明：注入水和模擬油速敏程度以及模擬地層條件水敏試驗(yàn)結(jié)果均為中等偏弱，可滿足油田生產(chǎn)需要。

產(chǎn)出污水；環(huán)境保護(hù)；巖心評價實(shí)驗(yàn)；儲層傷害

0 引 言

在油井產(chǎn)出的污水中含有一定細(xì)菌、懸浮物、硫化氫、油污等有害物質(zhì)，其水質(zhì)礦化度高于環(huán)境水體，對周圍水體環(huán)境會造成一定程度的影響。為了減少對環(huán)境的污染，油田產(chǎn)出污水處理后再回注到儲層中是目前各油田普遍采用的一種形式。因此，需要對注水開發(fā)的油田開展敏感性評價實(shí)驗(yàn)，以便了解儲層在注水過程中水質(zhì)處理的程度和儲層損害程度。通過對某聯(lián)合站污水處理前后的水質(zhì)評價以及巖心儲層敏感性評價，明確了處理后的水質(zhì)與儲層具有較好的配伍性，使儲層得到了較好的保護(hù)，并且能夠減小對環(huán)境的影響。

1 水質(zhì)分析

1.1 產(chǎn)出污水

實(shí)驗(yàn)分析用水取自某低滲透區(qū)塊油井產(chǎn)出污水，具有一定代表性。從水質(zhì)分析來看，水質(zhì)中含有大量的細(xì)菌懸浮物等，這類水質(zhì)既不能回注儲層又達(dá)不到環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)［1-2］。具體水質(zhì)分析結(jié)果見表1。1.2處理后污水

表1 油田產(chǎn)出水質(zhì)分析指標(biāo)

污水處理工藝技術(shù)主要包括自然沉降、添加絮凝劑、斜板隔油和物理化學(xué)殺菌等［3］。污水處理后水質(zhì)指標(biāo)見表2。

表2 處理后水質(zhì)分析指標(biāo)

根據(jù)污水處理前后水質(zhì)分析指標(biāo)對比，油田產(chǎn)出污水得到了較好的治理，達(dá)到了回注儲層要求。另外，污水回注油藏深度在2 000 m左右，不會對淺層水體環(huán)境造成污染。

2 儲層敏感性傷害評價

針對油井產(chǎn)出污水處理后是否對儲層造成傷害，開展了速敏性和水敏性兩種傷害性評價實(shí)驗(yàn)，主要是了解儲層中固相顆粒運(yùn)移和黏土礦物膨脹分散運(yùn)移以及堵塞孔道。實(shí)驗(yàn)過程嚴(yán)格按照石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY／T 5358—2010《儲層敏感性流動實(shí)驗(yàn)評價方法》執(zhí)行［4］。

2.1 速敏性評價

速敏性實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖橇私馕鬯欠衲軌驅(qū)又形⒘Ｔ斐蛇\(yùn)移，明確不同流體對儲層傷害的主次關(guān)系。采用三種不同流體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：一是模擬地層水，二是處理后污水，三是模擬油。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表3。

表3 速敏實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

從表3可看出，模擬地層水的臨界流速為0.17 m L／min，與之對應(yīng)的線性滲流速度為3.26 m／d，表明地層流體在地層中的線性滲流速度在3.26 m／d以內(nèi)，可以確保地層不發(fā)生速敏性傷害。注入水的臨界流速為0.15 m L／min，與之對應(yīng)的線性滲流速度為2.37 m／d，表明注入水可造成地層中黏土礦物一定的膨脹、分散，增加了可運(yùn)移的地層微粒濃度，使線性滲流速度降低，與地層水相比影響程度較低。模擬油臨界流速僅為0.08 m L／min時，與之對應(yīng)的線性滲流速度為1.94 m／d，反映出油相流體對地層微粒的運(yùn)移能力和攜帶能力遠(yuǎn)超出水相能力，因此可以確定污水回注對地層傷害程度較低。

2.2 水敏性評價

儲層水敏性是指外來流體的鹽度變化引起油氣儲層中黏土礦物的水化、膨脹、分散、運(yùn)移，導(dǎo)致巖心滲透率或有效滲透率下降的現(xiàn)象。本次水敏性評價采用兩種評價方式，討論污水回注是否產(chǎn)生儲層傷害以及傷害程度問題。

2.2.1 常規(guī)水敏實(shí)驗(yàn)

根據(jù)地層水資料配制模擬地層水，按照行業(yè)實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)將地層水稀釋成1／2，1／4，1／8地層水鹽度，最后的流體為蒸餾水開始評價實(shí)驗(yàn)，通過14塊巖心水敏性實(shí)驗(yàn)可見水敏程度為中等偏強(qiáng)水敏—強(qiáng)水敏，綜合評定結(jié)果為中等偏強(qiáng)水敏。

2.2.2 模擬地層條件水敏實(shí)驗(yàn)

首先使巖心飽和地層水，油驅(qū)水建立束縛水飽和度，用地層水驅(qū)油至殘余油飽和度，測定殘余油下地層水滲透率，再用處理后污水驅(qū)替地層水并測定注入水滲透率，同時要確保無油相產(chǎn)出［5］。

兩種實(shí)驗(yàn)評價結(jié)果見表4。

表4 水敏實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

從表4可看出，在殘余油狀態(tài)下處理后的污水會對巖心造成滲透率下降，水敏指數(shù)為33.18%，水敏程度由標(biāo)準(zhǔn)性評價中等偏強(qiáng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹械绕酰瑑煞N方法評價相比模擬地層條件水敏實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蚍从吵龅貙拥膶?shí)際情況。

從水敏實(shí)驗(yàn)的兩種結(jié)果分析可以得出以下認(rèn)識：①常規(guī)水敏性評價方法增強(qiáng)了儲層水敏性程度；②常規(guī)性水敏評價只能代表水層的評價結(jié)果；③采用殘余油下水敏評價可以獲得油層的最大水敏傷害程度，并且能夠更好的指導(dǎo)現(xiàn)場注水開發(fā)。

3 結(jié) 論

◆油田產(chǎn)出污水處理后能夠達(dá)到對儲層低傷害的要求。

◆注入水速敏實(shí)驗(yàn)表明污水回注對儲層傷害程度較低，油相速敏性傷害實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛘鎸?shí)的反映出微粒運(yùn)移造成的傷害程度。

◆兩相流體存在的水敏感性評價，能夠真實(shí)反映出注入水對儲層造成的損害的情況，對現(xiàn)場污水回注有重要的指導(dǎo)意義。

［1］ SY／T 5329—2012碎屑巖油藏注水水質(zhì)推薦指標(biāo)及分析方法［S］.

［2］ 李克向.保護(hù)油氣層鉆井完井技術(shù)［M］.北京：石油工業(yè)出版社，1993.

［3］ 劉義敏，潘麗紅，李書閣，等.一體化油田污水處理裝置［J］.油氣田地面工程，2012（12）：106.

［4］ SY／T 5358—2010儲層敏感性流動實(shí)驗(yàn)評價方法［S］.

［5］ 宋付權(quán)，劉慈群.低滲油藏水驅(qū)油兩相滲流分析［J］.低滲透油氣田，1999，10（2）：42-45.

1005-3158（2014）05-0007-02

2014-08-20）

（編輯 石津銘）

10.3969／j.issn.1005-3158.2014.05.003

趙子豪，東北石油大學(xué)石油工程學(xué)院在讀學(xué)生，研究方向：石油工程。通信地址：黑龍江省大慶市東北石油大學(xué)石油工程學(xué)院2011-5班，163318