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油田注入水結(jié)垢評(píng)價(jià)及治理措施

文檔作者：鄭忠文，田世偉，李俊華，路建萍，焦偉杰，張江平姚磊文檔來源： 1．延長油田股份有限責(zé)任公司青化砭采油廠 2．陜西省石油化工研究設(shè)計(jì)院		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2025年09月25日
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上一篇：油田注水泵房噪聲危害和防治措施

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化學(xué)工程師
Chemical Engineer 2015年第o7期
；油
鞠：
張
DOI：10．16247~．cnki．23-1171，tq．20150738
油田注入水結(jié)垢評(píng)價(jià)及治理措施
鄭忠文 ，田世偉 ，李俊華 ，路建萍 ，焦偉杰 ，張江平 ，姚磊
(1．延長油田股份有限責(zé)任公司青化砭采油廠。陜西延安716003；2．陜西省石油化工研究設(shè)計(jì)院。陜西西安710054)
摘要：對(duì)青化砭油田注水系統(tǒng)的長6地層水及注入水進(jìn)行了水質(zhì)分析，采用飽和指數(shù)和熱力學(xué)溶解度
法對(duì)結(jié)垢類型及趨勢(shì)進(jìn)行理論預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)上，并對(duì)混注水進(jìn)行配伍性分析，運(yùn)用化學(xué)分析、XRD、SEM等手段
分析了典型結(jié)垢部位垢樣，并提出了綜合防垢措施。
關(guān)鍵詞：油田；注水系統(tǒng)；結(jié)垢；防垢措施
中圖分類號(hào)：TE357．6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
Evaluation on the oilfidd water injection scaUng and treatment measures
ZHENG Zhong—weni~TIAN Shi-weiI,LI Jun-hua2,LU Jian-ping2，JIAO Wei-jie‘，ZHANG Jiang-ping1,YAO Lei
(1．Qinghuabian Refinery，Prolong Oilfield Shares Lliability Company，Yah"oll Shaanxi 716003，China；
2．Shaanxi Research Desgn Tnstitute of Petroleum and Chemical Idustry，Xi an 710054，China)
Abstract：The long-six formation water and the injected water from the water injection system of Qinghuabian
Oilfield were analyzed in water quality．On the basic of predicting theoretically scaling types and trends by satura—
tion index and thermodynamic solubility method，the compatibility analysis of mixed water injection was carried．
The typical parts of scaling sample were analyzed by using chemical analysis，XRD and SEM．Finally the compre—
hensive anti-scaling measures were put forward．
Key words：oiltield；water injection system；sealing；anti-scaling measures
在油田的不斷開采過程中，地層能量逐步下
降，表現(xiàn)為油井液面下降甚至供油不足，油井產(chǎn)量
急劇下降。為了保持或增加油層壓力，使油田高產(chǎn)
穩(wěn)產(chǎn)及提高石油采收率，油田逐步進(jìn)入注水開采階
段。注水類型有清水注入、清污混注和污水回注等
方式。青化砭采油廠注水系統(tǒng)采用清污混注的方式
進(jìn)行注水。兩種水均含有不同的成垢離子，由于水
的熱力學(xué)不穩(wěn)定性和化學(xué)不相容性，成垢離子相互
作用，就會(huì)產(chǎn)生不穩(wěn)定的、易于沉淀的物質(zhì)。同時(shí)，
地層水中所含的成垢陰陽離子原有的化學(xué)平衡在
壓力、溫度和pH值等因素的變化下被破壞，成垢組
分溶解度降低而析出結(jié)晶沉淀，最終造成管線和設(shè)
備的腐蝕，BaSO4(Si)、CaCO3、CaSO4結(jié)垢問題和地
層堵塞問題，嚴(yán)重影響油田的正常生產(chǎn)。
1 油田注水系統(tǒng)水質(zhì)分析
油田注水系統(tǒng)中出現(xiàn)嚴(yán)重的結(jié)垢問題多為注
入水和地層水含有不同的成垢離子，導(dǎo)致其配伍性
收稿日期：2015-O3—27
作者簡介：鄭忠文(1963一)，男，陜西三原人，教授級(jí)高工，博士，現(xiàn)從
事科研開發(fā)工作。
較差。因此，需要對(duì)油田注入水和地層水的水質(zhì)進(jìn)
行分析。選擇延河水和長6層位水水樣，依據(jù)《碎屑
巖油藏注水水質(zhì)推薦指標(biāo)及分析方法》(SY／T5329—
94)t-1《油田水分析方法)(SY／T5523—2006)t 】對(duì)青
化砭油田注水系統(tǒng)進(jìn)行水質(zhì)分析，具體結(jié)果見表1。
表1 青化砭注水系統(tǒng)水質(zhì)分析結(jié)果(mg·L- )
Tab．1 Water quali~analysis results of Qinghuabian
water injection system
層位水樣來源pH值
河水延河水1 6．00
延河水2 6．00
長6安4l2井 6．00
賈88井 6．00
蟠30# 6．00
上40井、王53井6．00
房423、421、415井6．00
ca2t Ba2++s M Hc0 c Na． SO：
5n90 0．00 23．34 l90．26 101．74 87．83 110．00
51．加0．00 23．42 l90．30 101．92 88．43 ll2．00
11314．25 429．19 227．9l 134．44 4l608．o2 l3485．58 0．00
9035．89 30656 l08．53 掘62 39181．47 l4760．73 0．00
642．40 343．35 60．85 224．47 32801．18 15922．58 0．00
l1773．50 1859．81 20．26 290．50 55866．72 22182．14 0．00
ll48I．25 858．38 3 52 187，26 43854．49 14388．0l 0~0
2 油田注水結(jié)垢趨勢(shì)分析
不同來源的水相混時(shí)，應(yīng)根據(jù)水中成垢離子的
濃度、理論溶度積常數(shù)的大小，進(jìn)行成垢離子濃度
最大或理論溶度積最小的結(jié)垢趨勢(shì)預(yù)測(cè)。依據(jù)《油
田水結(jié)垢趨勢(shì)預(yù)測(cè)》(sY廠r 0600—1997)t 】對(duì)青化砭
油田注水系統(tǒng)延河水和長6層位部分井水的結(jié)垢
2015年第O7期 鄭忠文等：油田注入水結(jié)構(gòu)評(píng)價(jià)及治理措施 39
趨勢(shì)進(jìn)行分析。
2．1 CaCo3結(jié)垢趨勢(shì)預(yù)測(cè)
CaCO 結(jié)垢趨勢(shì)預(yù)測(cè)可采用由Davis和Stif提
出的預(yù)測(cè)油田水結(jié)垢的飽和指數(shù)法【引。根據(jù)公式計(jì)
算及結(jié)垢趨勢(shì)判斷方法可知，延河水無CaCO，結(jié)構(gòu)
趨勢(shì)；長6除賈88井外，均有CaCO 結(jié)構(gòu)趨勢(shì)。延
河水和長6層位部分井水的CaCO 結(jié)垢趨勢(shì)結(jié)果
幾尢表2。
表2 河水和地層水的CaCO 結(jié)垢趨勢(shì)結(jié)果
Tab．2 Results of CaCO3 scaling trends on fiver
andformationwater
2．2 CaSo 結(jié)垢趨勢(shì)預(yù)測(cè)
Skillman等人以熱力學(xué)溶解度測(cè)定為基礎(chǔ)，提
出了預(yù)測(cè)油田水中硫酸鹽溶解度的計(jì)算方法[5,61，根
據(jù)公式計(jì)算及結(jié)垢趨勢(shì)判斷方法可知，延河水和長
6地層水均無CaSO 結(jié)垢趨勢(shì)。延河水和長6層位
部分井水的CaSO 結(jié)垢趨勢(shì)結(jié)果見表3。
表3 河水和地層水的CaSO 結(jié)垢趨勢(shì)結(jié)果
Tab．3 Results of CaSO4 scaling trends on fiver
and formation water
注：結(jié)垢預(yù)測(cè)結(jié)果均為不結(jié)垢。
2．3 BaSo 結(jié)垢趨勢(shì)預(yù)測(cè)
BaSO 結(jié)垢趨勢(shì)預(yù)測(cè)計(jì)算公式如下：
B {(m+n)一【(m+0)2-4ma+4k ]j
式中B：水質(zhì)穩(wěn)定后水中BaSO 的結(jié)垢量，mol·L『 ；
m和0分別為初始條件中Ba2~和so：一的濃度，tool·
IJ- ；Ksp：BaSO4的溶度積。
根據(jù)公式計(jì)算及結(jié)垢趨勢(shì)判斷方法可得：延河
水和長6地層水均無BaSO 結(jié)構(gòu)趨勢(shì)。延河水和長
6層位部分井水的BaSO 結(jié)垢趨勢(shì)結(jié)果見表4。
表4 河水和地層水的的BaSO 結(jié)垢趨勢(shì)結(jié)果
Tab ．4 Results of BaSO4 scaling trends on fiver
and formation water
3 油田注水配伍性分析
青化砭油田注水系統(tǒng)采用清污混注的方式進(jìn)
行注水，即將延河水注入到長6底層水中。現(xiàn)將兩
種水以不同比例互配，進(jìn)行配伍性分析，分析結(jié)果
見圖l～3和表5。
孑!
犀
延河水與長6地層水配比
圖1 河水與地表水在不同配比下的CaCO 結(jié)垢趨勢(shì)結(jié)果
Fig．1 Results of CaC03 sealing trends on fiver and form ation
water under diferent ratios
延河水與長6地層水配比
圖2 河水與地表水在不同配比下的CaSO 結(jié)垢趨勢(shì)結(jié)果
Fig．2 Results of CaSO4 scaling trends on fiver and formation
water under diferent ratios
O 8 6 4 2 0 2 4 6 8
O O O 0 O

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(上接第40頁)
理，針對(duì)目前油田注水系統(tǒng)出現(xiàn)嚴(yán)重的腐蝕結(jié)垢問
題，應(yīng)從防垢劑的藥劑類型、藥劑用量、加藥方式及
加藥位置等方面著手進(jìn)行試驗(yàn)和研究，找出效果優(yōu)
異、應(yīng)用廣泛、經(jīng)濟(jì)適宜的油田防垢劑及防垢工藝。
(2)注水方式的改進(jìn)因不同類型的水含有不
同的成垢離子，混合后其配伍性差甚至出現(xiàn)嚴(yán)重的
結(jié)垢問題。所以在注人水過程中，應(yīng)避免清污混合
及不同層位水混合注入，實(shí)行清污水分注、同層位
水注入的注入方式。
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