鄂爾多斯盆地地層水的配伍性研究*

徐勇 王衛(wèi)忠 高鋒博 劉絲雨 楊鵬輝 屈撐囤

（1.陜西延安石油天然氣有限公司；2.西安石油大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院）

鄂爾多斯盆地地層水的配伍性研究*

徐勇1王衛(wèi)忠1高鋒博1劉絲雨2楊鵬輝2屈撐囤2

（1.陜西延安石油天然氣有限公司；2.西安石油大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院）

水平井體積壓裂技術(shù)是致密油氣藏高效開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)。為了合理地處理鄂爾多斯盆地長7采出水及避免油井水淹，通過對水質(zhì)離子含量分析、失硫酸根率、結(jié)垢量和垢型的分析，研究了陜北油田長7和延10地層產(chǎn)出水的混合結(jié)垢性質(zhì)，探索了上述混合水樣回注延10地層的可行性，得出了可回注地層的長7與延10地層產(chǎn)出水最佳混合比例。結(jié)果表明：長7與延10地層水以8∶2比例混合時，失硫酸根率與結(jié)垢量達到最高；混合水與延10地層水以9∶1的比例混合時，失硫酸根率與結(jié)垢量為最低；經(jīng)過絮凝處理的混合水懸浮物含量、含油量分別降至為1.0，2.50 m g/L，達到S Y/T 5329—2012《碎屑巖油藏注水水質(zhì)指標及分析方法》的要求。

體積壓裂；致密油藏；地層水；配伍性；鄂爾多斯盆地

0 引 言

鄂爾多斯盆地三疊系長7儲層屬于致密砂巖儲層，孔隙度小、滲透率極低，開發(fā)難度大［1］。水平井體積壓裂技術(shù)可開啟天然裂縫，形成人工裂縫與儲層天然裂縫相結(jié)合并貫穿整個油藏的縫網(wǎng)系統(tǒng)，已成為致密油氣藏高效開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)［2-3］。在鄂爾多斯盆地長7儲層采用水平井體積壓裂技術(shù)取得了很好的效果，壓裂后單井日產(chǎn)量可達10 t以上［4-5］。然而在實現(xiàn)儲層改造的同時，長7采出水的去向成為該技術(shù)順利應(yīng)用的遺留問題。

長7采出水如果直接回注，將很快導(dǎo)致油井水淹。為了合理地處理鄂爾多斯盆地長7采出水及避免油井水淹，通過離子含量分析、結(jié)垢量及垢型分析、混合水的失硫酸根率分析等，研究了陜北油田長7和延10地層產(chǎn)出水的混合結(jié)垢性質(zhì)，探索了上述混合水樣回注延10地層的可行性，得出了可回注地層的長7與延10層產(chǎn)出水最佳混合比例，為水平井體積壓裂技術(shù)在鄂爾多斯盆地長7儲層的應(yīng)用提供了保障。

1 實 驗

1.1 儀器與試劑

電子天平、烘箱、循環(huán)水真空泵（S H B-Ⅲ）、加熱爐。

E D T A標準溶液、鈣羧酸指示劑、氫氧化鈉溶液、酚酞指示劑、甲基橙指示劑、氯化鋇標準溶液。

污水分別取自新安邊區(qū)塊延長組長7層位采出水與延安組延10層位處理后水。

1.2 實驗方法

1.2.1 水質(zhì)分析

按照S Y/T 5523—2006《油田水分析方法》、S Y/ T 5329—2012《碎屑巖油藏注水水質(zhì)指標及分析方法》等相關(guān)標準對水樣進行水質(zhì)離子含量分析。

1.2.2 配伍性實驗

按照一定比例將長7和延10地層水于40℃恒溫烘箱中放置12 h后，測定混合后水中的S O2-4離子的濃度變化，以失硫酸根率最大者（結(jié)垢量最大）為地面最佳混合比例。而后將以該比例混合后的水與延10地層水混合，以失S O2-4率最小者（結(jié)垢量最低）為回注的最佳混合比例。

2 結(jié)果與討論

2.1 長7與延10地層水的離子含量分析

依據(jù)相關(guān)標準，對長7和侏羅系延10地層水進行了離子含量分析，測定結(jié)果見表1。

從表1可知，長7和延10地層水的礦化度接近30 000 m g/L，屬于高礦化度的碳酸氫鈉水型。長7地層水的鈣、鎂等成垢陽離子含量較高；而侏羅系延10地層水的硫酸根含量較高，達到1 126.06 m g/L。

表1 長7與延10地層水離子含量分析結(jié)果m g/L

2.2 長7與延10地層水的混合結(jié)垢性質(zhì)分析

長7與延10地層水混合后的失硫酸根率及結(jié)垢量測定結(jié)果見表2，混合水垢樣的X-衍射分析結(jié)果見圖1。

表2 長7與延10地層水混合后的失硫酸根率及結(jié)垢量測定結(jié)果

圖1 混合水垢樣X-衍射分析結(jié)果

由圖1可知，水樣混合后主要為硫酸鋇和硫酸鍶垢。由表2可知，當(dāng)長7與延10地層水混合比例為8∶2時，失硫酸根率最高，為56.76%，而且在該混合比例下，結(jié)垢量也達到最大，為376.6 mg/L。失硫酸根率與結(jié)垢量的變化程度基本吻合。為了使回注后在地下的結(jié)垢量達到最小，就應(yīng)使注入水和地層水在地面結(jié)垢最大化，盡可能在地面去除成垢離子［6］。由水質(zhì)分析結(jié)果可知，長7水的成垢陽離子濃度高而延10地層水硫酸根離子濃度高，二者混合的最佳比例為8∶2。

2.3 混合水與延10地層水的混合結(jié)垢性質(zhì)分析

將長7與延10地層水以體積比8∶2的混合水與延10地層水以一定比例混合后，混合水失硫酸根率及結(jié)垢量測定結(jié)果見表3。

表3 混合水與延10地層水混合后失硫酸根率及結(jié)垢量測定結(jié)果

由表3可知，長7與延10地層水以體積比8∶2的混合水與延10地層水以不同比例混合時，失硫酸根率小于9%，同時結(jié)垢量小于4.0 m g/L，說明長7與延10地層水以體積比8∶2的混合水與延10地層水是配伍的［7］。

2.4 混合水回注延10地層的可行性評價

參照以往絮凝處理經(jīng)驗［8］，將混合水p H值調(diào)至7.5，并在攪拌狀況下加入70 m g/L NaClO、80 m g/L P A C、1.0 m g/L分子量為1 200萬的P A M，靜置1 h后，用粒徑為0.3 m m、厚度10 cm的石英砂過濾后，水質(zhì)測定結(jié)果見表4。

表4 絮凝處理前后水質(zhì)測定結(jié)果

由表4可知，經(jīng)過絮凝處理后的混合水的懸浮物含量為1.0 m g/L、含油量為2.50 m g/L、腐蝕速率為0.028 8 m m/a，SR B與T G B含量均為10個/m L，均達到S Y/T 5329—2012《碎屑巖油藏注水水質(zhì)指標及分析方法》。

3 結(jié) 論

①長7與延10地層水的礦化度接近30 000 mg/L，屬于高礦化度的碳酸氫鈉水型。

②長7與延10地層水以8∶2比例混合時，失硫酸根率與結(jié)垢量達到最高，分別為56.76%和376.6 mg/L；混合水與延10地層水以9∶1的比例混合時，失硫酸根率與結(jié)垢量為最低，分別為1.19%和0.33 m g/L。

③經(jīng)過絮凝處理的混合水懸浮含量、含油量分別由處理前的2.0，6.67 m g/L降至處理后的1.0，2.50 m g/L，達到S Y/T 5329—2012《碎屑巖油藏注水水質(zhì)指標及分析方法》的標準。

④該研究為水平井體積壓裂技術(shù)在鄂爾多斯盆地長7儲層的應(yīng)用提供了保障。

［1］ 薛永超，田虓豐.鄂爾多斯盆地長7致密油藏特征［J］.特種油氣藏，2014，21（3）：111-115.

［2］ 張礦生，王文雄，徐晨，等.體積壓裂水平井增產(chǎn)潛力及產(chǎn)能影響因素分析［J］.科學(xué)技術(shù)與工程，2013，13（35）：10475-10480.

［3］ 魏子超，綦殿生，孫兆旭，等.體積壓裂技術(shù)在低孔致密油藏的應(yīng)用［J］.油氣井測試，2013，22（4）：50-52.

［4］ 石道涵，張兵，何舉濤，等.鄂爾多斯長7致密砂巖儲層體積壓裂可行性評價［J］.西安石油大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2014，29（1）：52-55.

［5］ 李憲文，張礦生，樊鳳玲，等.鄂爾多斯盆地低壓致密油層體積壓裂探索研究及試驗［J］.石油天然氣學(xué)報，2013，35（3）：142-146.

［6］ 屈撐囤，馬云，謝娟.油氣田環(huán)境保護概論［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2009.

［7］ 宋紹富，屈撐囤，張寧生.哈得4油田清污混注的結(jié)垢機理研究［J］.油田化學(xué)，2006，23（4）：310-313.

［8］ 張曉龍，張煜，屈撐囤，等.長慶油田池46聯(lián)合站采油污水回注處理實驗研究［J］.環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2011，34（3）：93-97.

10.3969/j.issn.1005-3158.2015.05.004

1005-3158（2015）05-0011-03

2015-05-05）

（編輯 王蕊）

國家自然科學(xué)基金（21376189）；西安市科技計劃項目（C X Y1435（5））。

徐勇，2006年畢業(yè)于西安石油大學(xué)油氣田開發(fā)專業(yè)，碩士，高級工程師，現(xiàn)在陜西延安石油天然氣有限公司從事油氣田開發(fā)工藝技術(shù)研究與管理工作。通信地址：陜西省西安市未央?yún)^(qū)鳳城四路長慶科技樓，710018