第十二章注水

注水是通過注入井將水注入油層，保持油層壓力，提高采油速度和采收率的一種措施。本章主要內容：水處理措施；分層注水工藝；并對注聚合物工藝做了簡單介紹。油田回注水標準

第一節水質與水處理一、注入水水質標準1.水質的基本要求

對油田注入水除要求水量穩定、取水方便、經濟合理外，其水質還必須符合以下基本要求：1)水質穩定與油層水相混不產生沉淀；2)水注入地層后不使粘土產生水化膨脹或產生混濁；3)不得攜帶大量懸浮物，以防注水井滲濾端面堵塞；4)對注水設施腐蝕性小；5)當一種水源量不足，需要第二種水源時，應首先進行室內試驗，證實兩種水的配合性好，對油層無傷害。油田回注水標準2.水質推薦指標1)懸浮物固體含量及顆粒直徑、腐生菌、硫酸鹽還原菌、膜濾系數(MF)值見表12-1。2)含油量指標，當地層滲透率≤0.1μm2

時,含油量≤5.0mg/l；當地層滲透率＞0.1μm2

時,含油量≤10.0mg/l；3)總鐵含量應小于0.5mg/l；4)溶解氧含量地層水總礦化度＞5000mg/l時溶解氧≤0.05mg/l；總礦化度≤5000mg/l時溶解氧≤0.5mg/l；5)平均腐蝕率應小于或等于0.076mm/a；6)游離二氧化碳含量應小于或等于10.0mg/l；7)硫化物(指二價硫)含量應小于等于10.0mg/l。油田回注水標準

目前礦場常用膜濾系數（MF）分析來衡量水對濾膜的細微孔道堵塞程度，借以分析水對巖石孔道的堵塞。

MF值是在一定的濾膜直徑、平均孔徑、過濾壓力和過濾水體積的條件下，水通過濾膜所需時間的函數。在SY5329-88標準規定的條件下，使1000水通過濾膜所需的時間為MF值，用下式計算:MF=1000/20t;式中t——過濾1000ml水樣所需時間，min；

MF——膜濾系數，無量綱。相同條件下測定水的值，若MF值降低說明水質變差了。油田回注水標準二、注水水源與地層適應性的評價1.分析資料

分析注入水與油層水各種離子濃度的主要分析項目有：陽離子：鈉、鉀(或鈉與鉀總量)、鈣、鎂、鋇、鍶、三價鐵、二價鐵、鋁等；陰離子：氯、碳酸根、重碳酸根、二價硫、硫酸根等；其它：可溶性二氧化硅、游離二氧化碳、硫化氫；pH值及水的總礦化度；油田回注水標準2.一般儲層的評價方法1）含鋇、鍶、鈣離子的水與含有硫酸根離子的水混合注入時，必須考慮硫酸鹽結垢問題，經試驗或計算認為不能生成沉淀時才可注入，否則應進行處理。2)二價硫離子含量高的水與含有二價鐵離子的水混注時，應考慮硫化亞鐵結垢的問題，應經處理才可注入。3)當碳酸氫根和碳酸根離子含量較高的水與鈣、鎂、鋇、鍶、二價鐵等離子含量較高的水相混合時，應考慮碳酸鹽結垢的問題。油田回注水標準4)若水中有游離二氧化碳逸出時往往使水的pH值升高，易產生碳酸鹽沉淀，故用此種水源時應重視碳酸鹽結垢問題。5)按化學溶度積理論，可初步判斷各種離子在水中的穩定性。6)CEC值大于0.09(按一價離子計算)時，就不能忽略粘土的水化膨脹問題。7)室內進行天然巖心注水試驗，一般情況下，水測滲透率下降值應小于20%。油田回注水標準三、常用水處理措施1.沉淀

沉淀是讓水在沉淀池或罐內停留一定時間，使其所含懸浮固體顆粒靠重力沉降下來，對于細小的懸浮固體顆粒，常需要足夠的時間才能沉淀下來。

在水中加入聚(絮、混)凝劑，通過中和表面電性而使水中固體懸浮物聚集，加速沉淀。油田回注水標準2.過濾過濾是用容器(過濾設備)除去水中懸浮物和其它雜質的工藝過程。過濾罐(或池、器)自上而下裝有濾料，支撐介質等。濾料一般為石英砂、大理石、無煙煤屑及硅藻土等，支撐介質常用礫石。水自上而下經過濾層、支撐層，而后從罐底部排出清水。按過濾速度濾罐可分為慢速和快速兩種。慢速濾罐一般在0.1～0.3m/h，快速濾罐可達15m/h；油田回注水標準按工作壓力濾罐又可分為重力式、壓力式濾罐。重力式濾罐：濾罐的水面與大氣相連通，利用進出口水位差過濾的；壓力式濾罐濾罐完全密封，水在一定壓力下通過濾罐。濾罐的工作強度：指在單位時間內從單位面積濾罐通過的水量(過濾速度)。油田回注水標準3.殺菌

地面水中多含有藻類、鐵菌或硫酸鹽還原菌和其它微生物等，注水時需將這些微生物除掉以防止堵塞地層和腐蝕管柱。油田常用的殺菌劑有甲醛、氯氣、次氯酸鹽類、季胺鹽類液體藥劑、過氧乙酸、戊二醛等。一般交替使用兩種以上的殺菌劑，以防細菌產生抗藥性。油田回注水標準4.脫氧

地面水源與空氣接觸常溶有一定量的氧，有的水源水中還含有碳酸氣和硫化氫氣體，這些氣體對金屬和混凝土均有腐蝕性，因此注水前要用物理法或化學法除去注入水中所溶解的O2

、CO2

、H2S等氣體。(1)化學法脫氧

脫氧劑Na2SO3、N2H4等可脫除水中的氧。常用Na2SO3的價格低、使用方便，其原理為：

特點：占地面積小，處理工藝較簡單，一次投資較低，但日常消耗化學藥劑費用較高。油田回注水標準(2)物理法脫氧

物理法脫氧主要有真空脫氧和氣提脫氧。1)真空脫氧。國內多用射流泵，以水或蒸汽為介質實現真空塔內抽真空。國外用真空泵。2)氣提脫氧。多用天然氣或氮氣作為氣提氣對水進行逆流沖刷，可除去水中的氧，但不易達到較高的最終脫氧指標，有時要用化學脫氧來彌補。油田回注水標準

當水源水含有大量的過飽和碳酸鹽，如重碳酸鈣和重碳酸鎂鈣及重碳酸亞鐵等，因其化學性質都不穩定，注入地層后因溫度升高可能產生碳酸鹽沉淀而堵塞孔道。因此，在注入地層前用曝曬法使其沉淀除去。此法常在露天的沉淀池中進行。5.曝曬油田回注水標準

四、水處理工藝1.地面淡水處理

地面淡水主要是河流、湖泊水，常常含有少量的機械雜質、細菌等，需要沉淀、過濾與殺菌等，經處理的水沿輸水管道送到注水泵站。油田回注水標準2.地下水處理由于地下水常含有鐵質，主要為二價鐵，常以Fe(HCO3)2的形式存在，二價鐵極易水解，生成Fe(HO)2

，氧化后生成Fe(HO)3，易堵塞地層，對用地下水為水源的注水井，需要先除鐵。除鐵方法主要有：自然氧化法(石英砂過濾)適用于pH＜6.8的含重碳酸亞鐵的地下水，但效率極低；接觸催化法(天然錳砂過濾)適用于pH≥6.0，水中含鐵不超過30mg/L的地下水，應用較普遍；人工石英砂法利用在石英砂表面人工制成的活性濾膜，可加快三價鐵氧化，效果與天然錳砂相近。油田回注水標準3.含油污水處理(1)含油污水處理方法

含油污水處理目的是除去水中的油及懸浮物，處理方法主要有：1)自然沉降法。靠污水中原油顆粒自身的浮力實現油水分離，除去浮油及顆粒較大的分散油。2)絮凝分離法含油污水中油粒小于10μm以下時，自然沉降難以分離。通常油粒帶有負電荷，若選擇在水中溶解后產生正電荷的絮凝劑就能使油滴聚集上浮達到油水分離的目的。實驗證明，氯化亞鐵、硫酸亞鐵作絮凝劑，有較好效果。油田回注水標準含油污水處理工藝流程

1-污水沉降罐；2-污水泵；3-除油罐；4-單閥過濾罐；5-清水罐；

6-外輸水泵；7-污油罐；

8-污油回收泵；9-污水回收泵；10-地下回收水池；11-