王建華，楊 蕾，馬 翔，王志明，宋 奇，許 濤

（中國石化股份公司江蘇油田分公司工程院，江蘇揚(yáng)州 225009）

CB 油田于1999 開發(fā)初期對陳2 和陳3 塊各層地層水開展了配伍性研究，研究結(jié)果表明，區(qū)塊各層獨(dú)自存在時，穩(wěn)定性好，但當(dāng)兩個不同層位地層水混合時水體結(jié)垢嚴(yán)重，易對地層堵塞。因此確定該油田以清水作為注入水源，但隨著滾動推進(jìn)，陳堡油田含水率逐年上升，產(chǎn)出污水量不斷增加[1]，從環(huán)保出發(fā)，需進(jìn)行污水有效回注，為解決各層位之間地層水不配伍的問題，開展了注入污水改性及注污水配伍方面的研究，但由于對改性后的污水中產(chǎn)生污泥處理手段匱乏，污泥出路難解決等，污泥滯留后導(dǎo)致水質(zhì)惡化，形成惡性循環(huán)，2011 年開展并應(yīng)用了生化處理技術(shù)研究，使得污水水質(zhì)得到了有效的改善與提高。本文通過對CB 油田注入水離子數(shù)據(jù)對比，結(jié)合ScaleChem 結(jié)垢預(yù)測軟件，對不同時期注入水與地層水混合后的結(jié)垢趨勢進(jìn)行對比及配伍性研究，為油田注水開發(fā)提供理論依據(jù)。

1 概況

CB油田由陳2 塊Ef1、陳3 塊Ef1、Kt 和Kc 的三個層，Kt、Kc 屬于同一油水系統(tǒng)的油藏。截止2013 年12月陳2 斷塊綜合含水75.04 %，注水22 口，開井21口，日注水651.3 m3；陳3 斷塊Kt 注水井15 口，開井14 口，日注水平795.6 m3，累積注水99.8×104m3。陳3Kc 斷塊共有采油井10 口，開井10 口，綜合含水47.4 %。

2 地層水離子成分特征

據(jù)CB 油田12 口井水分析資料，本區(qū)陳2 Ef1地層水總礦化度為16 177.27 mg/L～24 168.00 mg/L，臨界礦化度為10 000 mg/L～20 000 mg/L ，Cl-含量、Na++K+含量相對較高，水型為NaHCO3型。

陳3 的臨界鹽度為11 383 mg/L～31 578 mg/L，其中E1f1地層水總礦化度為22 974.99 mg/L，水型NaHCO3型，K2t1、K2c 地層水總礦化度為38 941.67 mg/L～42 496.00 mg/L，水型為Na2SO4型（見表1）。由地層水性質(zhì)可見陳堡地區(qū)為高鹽地層水。水敏程度差異大，各種水敏特征均有，表現(xiàn)為極強(qiáng)水敏的有陳2、3 塊E1f12，傷害率高達(dá)86.1 %；中偏強(qiáng)水敏的有陳3 塊K2t11，傷害率60.9 %；中偏弱水敏的有K2t13，平均滲透率傷害率為31.1 %。

表1 CB 油田不同層位地層水離子分析

2.1 地層水結(jié)垢預(yù)測分析

表2 CB 油田不同層位本身結(jié)垢預(yù)測結(jié)果

當(dāng)?shù)貙铀?dú)自存在時，穩(wěn)定性好，但不同層位地層水混配后配伍性差，結(jié)垢量和結(jié)垢指數(shù)有增大趨勢[2]（見表3）。當(dāng)陳2E1f1地層水和陳3E1f1地層水混合后配伍性差，在地面條件下混合比例為1：1 時，結(jié)垢指數(shù)和結(jié)垢量分別增加31.3 %和41.9 %；陳3E1f1地層水分別和K2t1、K2c 地層水混合，結(jié)垢量和結(jié)垢指數(shù)在1:1 混合時增加了26.2 %～57.6 %，在地層條件下結(jié)垢量和結(jié)

通過ScaleChem 結(jié)垢預(yù)測軟件分析CB 油田地層水產(chǎn)生的垢主要為CaCO3，陳2 和陳3E1f1、陳3K2t1地層水結(jié)垢趨勢和結(jié)垢量都不大，而陳3K2c 地層污水Ca2+含量和HCO3-含量都較高，因此垢趨勢和結(jié)垢量都比較大（見表2）。垢趨勢值遠(yuǎn)高于地面，表明其地層水相互間混合后額外產(chǎn)生垢量，彼此之間不配伍。

3 不同時期注入水與地層水混配后結(jié)垢分析

測試結(jié)垢分析采用的地層溫度為80 ℃，原始地層壓力為24 MPa，水性數(shù)據(jù)（見表4）。利用ScaleChem 結(jié)垢預(yù)測軟件分別對陳2、陳3 塊不同時期注入污水與地層水結(jié)垢趨勢進(jìn)行預(yù)測，預(yù)測對比結(jié)果（見圖1～圖4）。

從圖1～圖4 結(jié)垢預(yù)測組圖可以分析得出以下結(jié)論：

（1）1998 年大站污水與陳2 地層水混合后結(jié)垢曲線彎曲并有額外垢量，水性嚴(yán)重不配伍，當(dāng)污水所占比例達(dá)到40 %時，結(jié)垢趨勢最大（見圖2），最大結(jié)垢量為272.3 mg/L，結(jié)垢指數(shù)為25.4，而目前處理污水與陳2 地層水混合曲線光滑，配伍性好（見圖1），雖然在地層條件下，隨著污水比例增加，結(jié)垢量和結(jié)垢指數(shù)逐漸增加，但結(jié)垢量和結(jié)垢指數(shù)均小于早期污水。

表3 不同層位地層水混配后結(jié)垢預(yù)測結(jié)果

表4 不同時期CB 油田三相分離器出口水樣離子分析數(shù)據(jù)對比表

圖1 2014 污水與陳2 Ef3 地層水混合結(jié)垢趨勢

圖2 1998 處理污水與陳2Ef3 地層結(jié)垢趨勢

圖3 2014 污水與陳3 Ef1 地層水混合結(jié)垢趨勢

圖4 2003 處理污水與陳3Ef1 地層結(jié)垢趨勢

（2）2003 年大站污水與陳3 地層水混合曲線光滑隨著污水比例增加結(jié)垢量和結(jié)垢指數(shù)逐漸增加，最大結(jié)垢量為355.7 mg/L，結(jié)垢指數(shù)為35（見圖4）；而目前處理污水最大結(jié)垢量為228.3 mg/L，結(jié)垢指數(shù)為21.8，結(jié)垢趨勢明顯降低。

4 結(jié)論

目前產(chǎn)出水與早期相比總礦化度和易成垢離子均明顯降低，Ca2+、Mg2+與早期相比降低了3～4 倍，SO42-從1 518.8 mg/L 下降到目前的84.78 mg/L，從結(jié)垢趨勢預(yù)測組圖也進(jìn)一步說明早期污水與地層水混合后有額外垢量產(chǎn)生，而目前處理污水注入到地層，配伍性較之開發(fā)初期明顯改善，結(jié)垢量和結(jié)垢趨勢均減緩，減輕了對地層傷害，有利于注水開發(fā)。說明隨著油田含水上升和注水開發(fā)延長，注入水水性發(fā)生了變化。

［1］ 王彪.陳堡油田污水系統(tǒng)存在問題分析及對策［J］.腐蝕與防護(hù)，2012，33（S1）：275-277.

［2］ 李圣芳，李汗周，等.陳堡油田污水回注的配伍性分析［J］.油氣田地面工程，2003，22（8）：22-23.