水质调控技术课件.ppt

1、123456789.10.11121314SY/T5329-94 推荐水质主要控制指标 注入层平均空气渗透率m2 0.10 标准分级 A1 A2 A3 悬浮固体含量mg/L 1.0 2.0 3.0 悬浮物颗粒直径中值m 1.0 1.5 2.0 含油量mg/L 5.0 6.0 8.0 平均腐蚀率mm/a 0.076 A1级：试片各面都无点腐蚀 A2级：试片有轻微点蚀 点腐蚀 A3级：试片有明显点蚀 SRB菌，个/mL 0 10 25 铁细菌，个/mL 110102 控制指标 腐生菌，个/mL 110102 15国内部分油田注水水质标准 油田 胜利油田 华北油田 大庆长垣 大庆外围 长庆油田 52

2、0 30 20 10 15 含油量，mg/L 总铁，mg/L 0.5 0.5 0.5 0.5 K0.2, 2.0 K0.2, 2.0 地下水2.0 地下水2.0 1.0 K0.2, 4.0 K0.2, 5.0 地面水5.0 其他水2.0 悬浮固体，mg/L 污水10.0 K0.2, 2.0,p90% 5.0 2.0 K0.2, 5.0,p90% p70% p70% 悬浮固体直径，m 密闭流程，0.05 总矿化度1000mg/L, 0.05 含油污水0.5 0.05 0.05 溶解氧（O2） ，mg/L 开式流程，0.5 总矿化度0.2,2.5104 104 104 103 103 K0.2,2

3、.5102 细菌总数 （TGB） ，个/mL 20 膜滤系数（MF） 16国外部分油田注水水质要求 油田名称 固体悬浮物 溶解氧 铁 油 细 菌 伊朗马龙 1ppm 杀菌 北海福蒂斯 过滤除悬浮物 0.05ppm 氯气杀菌 迪拜法特 11 0.02ppm 次氯酸钙杀菌 苏联 1ppm 0.51ppm,0.5ppm (以 Fe2O3计0.5ppm) 沙特阿拉伯加瓦尔 0.2ppm,粒径2m N2与 SO2 脱氧 17181920212223正交实验考虑因素与水平设计表 项项目目 参参数数水水平平 岩心渗透率10-3m2 39 50 100 150 160 颗粒粒径(m) 1-3 3-5 5-10

4、 10-20 20-30 颗粒浓度(mg/l) 1 5 10 20 30 24正交实验考虑因素与水平设计表 项项目目 参参数数水水平平 岩心渗透率10-3m2 39 50 100 150 160 油珠粒径(m) 6 10 20 30 34 油珠浓度(mg/l) 6 10 20 30 34 25图4.1 不同颗粒粒径和浓度对岩心的伤害实验0.000.200.400.600.801.001.20050100150200250300350累积注入孔隙体积倍数渗透率比值K1 (1:1-3)K2 (5:3-5)K3 (10:5-10)K4 (20:10-20)K5 (30:20-30) 右图是不同浓度和

5、粒径对岩心伤害评价的部分实验结果曲线。从图中可以看出，岩心渗透率的降低是微粒浓度和粒径共同作用的结果。对不同渗透率岩心其伤害程度是不同的，这与岩样的喉道、微粒粒径和浓度的相互作用有关。 图4.2 不同颗粒粒径和浓度对岩心的伤害实验0.000.200.400.600.801.001.20050100150200250300350累积注入孔隙体积倍数渗透率比值K6 (1:3-5)K7 (5:5-10)K8 (10:10-20)K9 (20:20-30)K10 (30:1-3)26右图是在颗粒粒径和浓度一定的情况下，随着累积注入孔隙体积倍数的增加，岩心的损害程度增加，但损害程度增加的速度减缓；同时也

6、表明，岩心渗透率越大，伤害程度减弱，也就是说，低渗透岩心更容易伤害。27图4.4是在岩心渗透率和颗粒浓度一定的情况下，颗粒粒径对伤害程度的影响。可以看出颗粒粒径越大伤害程度越低，而粒径越小伤害越大。原因可能是小颗粒能进入岩心孔喉引起堵塞，而大颗粒不能进入岩样，只在端面形成外部滤饼，因而伤害程度相对要小。 28图4.5是颗粒粒径和岩心渗透率一定的情况下，损害程度在不同颗粒浓度时随累积注入孔隙体积的变化情况。其结果表明不论微粒浓度多大，损害程（m）度随累积注入孔隙体积倍数增加而增加，但变化幅度减小；同时发现，颗粒浓度越大岩心损害程度越大。固相颗粒浓度也是造成储集层伤害的原因之一。正交实验结果表明，

7、在孔隙喉道相同时，岩心堵塞程度与浓度基本成正比关系。在颗粒粒径一定的条件下，颗粒浓度与伤害程度近视呈直线关系 29214213212211109876543210 cccccdrxxcxdxrxcrxcxdrxdxdcxrxxcxdxxk30图4.6是油珠浓度和粒径一定时，不同渗透率情况下损害程度与累积注入孔隙体积倍数的关系曲线，不难看出渗透率越小油珠伤害越严重，但随渗透率的增加伤害程度减弱。这就是说低渗透岩心更容易受到油珠的伤害。 31图4.7是油珠浓度和渗透率一定时，不同油珠尺寸情况下损害程度与累积注入孔隙体积倍数的关系曲线，不难看出油珠粒径越小伤害越严重，但随油珠尺寸的增加伤害程度减弱，

8、这种减弱的程度随粒径的增大而下降，也就是说油珠尺寸较小时其尺寸的影响较大，当油珠较大时对伤害程度的影响力减弱。 32图4.8是油珠尺寸和渗透率一定时，不同油珠浓度情况下损害程度与累积注入孔隙体积倍数的关系曲线，结果表明浓度对损害程度的增加具有明显的贡献作用，浓度越大伤害越严重。 33214213212211109876543210 cccccdrxxcxdxrxcrxcxdrxdxdcxrxxcxdxxk343536373839标区间水处理设备处理能力指经济评价目标描述系统改造指标描述洗井、增注指标描述吸水能力innnnxyyyfMxxxfyxxxfytxxxfy ),.,(. ),.,( )

9、,.,( ),.,(11112121332122211140水处理设备处理能力指标区间水处理设备处理能力指标区间实验研究实验研究数学模型研究数学模型研究吸水能力与水质控制指标的定量规律吸水能力与水质控制指标的定量规律水质控制指标单因素敏感性分析水质控制指标单因素敏感性分析初步确定控制指标调控幅度初步确定控制指标调控幅度调控幅度与增注措施指标计算调控幅度与增注措施指标计算调控幅度与水处理系统改造指标计算调控幅度与水处理系统改造指标计算技术经济评价与现场应用技术经济评价与现场应用控制指标、调控幅度完善控制指标、调控幅度完善上升为标准分级推广应用上升为标准分级推广应用4142434445A1、A2、

10、A3、B2四四级级标标准准控控制制指指标标 机杂含量(mg/L) 机杂粒径(m) 含油量(mg/L) A1 1 1 5 A2 2 1.5 6 A3 3 2 8 B2 4 2.5 10 46四四级级标标准准与与机机杂杂含含量量、机机杂杂粒粒径径、含含油油量量三三指指标标的的正正规规组组合合 机杂含量(mg/L) 机杂粒径(m) 含油量(mg/L) - B2 - - A3 - - A2 - - A1 - B2 - - A3 - - A2 - - A1 - - - - B2 - - A3 - - A2 - - A1 A1、A2、A3、B2四级标准与机杂含量、机杂粒径、含油量三指标的正规组合共有12种

11、。当提高（或降低）一级标准时，水处理流程（设备）、处理费用可能会发生相应的变化，处理费用的变化可根据处理工艺的变化计算出来。 47四四级级标标准准与与机机杂杂含含量量、机机杂杂粒粒径径、含含油油量量三三指指标标的的交交叉叉组组合合 (X1,Y1,Z1) (X1,Y1,Z2) (X1,Y1,Z3) (X1,Y1,Z4) (X1,Y2,Z1) (X1,Y2,Z2) (X1,Y2,Z3) (X1,Y2,Z4) (X1,Y3,Z1) (X1,Y3,Z2) (X1,Y3,Z3) (X1,Y3,Z4) (X1,Y4,Z1) (X1,Y4,Z2) (X1,Y4,Z3) (X1,Y4,Z4) (X2,Y1,Z

12、1) (X2,Y1,Z2) (X2,Y1,Z3) (X2,Y1,Z4) (X2,Y2,Z1) (X2,Y2,Z2) (X2,Y2,Z3) (X2,Y2,Z4) (X2,Y3,Z1) (X2,Y3,Z2) (X2,Y3,Z3) (X2,Y3,Z4) (X2,Y4,Z1) (X2,Y4,Z2) (X2,Y4,Z3) (X2,Y4,Z4) (X3,Y1,Z1) (X3,Y1,Z2) (X3,Y1,Z3) (X3,Y1,Z4) (X3,Y2,Z1) (X3,Y2,Z2) (X3,Y2,Z3) (X3,Y2,Z4) (X3,Y3,Z1) (X3,Y3,Z2) (X3,Y3,Z3) (X3,Y3,Z4)

13、(X3,Y4,Z1) (X3,Y4,Z2) (X3,Y4,Z3) (X3,Y4,Z4) (X4,Y1,Z1) (X4,Y1,Z2) (X4,Y1,Z3) (X4,Y1,Z4) (X4,Y2,Z1) (X4,Y2,Z2) (X4,Y2,Z3) (X4,Y2,Z4) (X4,Y3,Z1) (X4,Y3,Z2) (X4,Y3,Z3) (X4,Y3,Z4) (X4,Y4,Z1) (X4,Y4,Z2) (X4,Y4,Z3) (X4,Y4,Z4) 482110tCtKKACLtKKYACL04950515253损害类型 G 函数的表达式 井眼变窄 ）（12)ln211(ln211G 井底填高 ）（1lnG

14、 孔眼堵塞 wawpfcrrrdkkGln6412422 内部滤饼 )1(2ln21ln21222warrG 540/pqpqt022/)(ln2)1(qhrEeIINNchrvvwifRRorrwwe55cimfkk111wwewarrrrr)/ln(21102.0ln11560/pqpqt57)43Re(ln2/0SRwBhkkpqwwrwtt)43Re(ln2/000SRwBhkkpqwwrwt58 ,0KKt,.),(cdrcdfK59hrhrrPVww)9()(222hrQw)9 (260020)9(qhrqQTw61TodttfQ)(62TkjikjidttfZYXWQZYXWkj

15、iM0)(),(),(),(63AcidttcQQQN/ )(AcidcttkjitMNQZYXWM),(64dttfQQNcNiiTittc)(10 AcidcNiiTikjikjitMNdttfZYXWQZYXWMc)(),(),(106566 七中东区八道湾组油层地质参数表 分层 岩性描述 含油面积km2 储量 (104t) 有效厚度（m） 孔隙度（%） 渗透率(m2) 分选系数 泥质含量 八1 细砂岩 1.762 46.98 2.19 23.6 0.0569 2.64 26.78 八2 泥质粉细砂岩夹中巨砂岩 2.220 88.59 3.62 22.6 0.0354 3.05 20.3

16、6 八3 泥质中粗砂岩含不等粒砾岩 1.725 65.59 4.1 18.7 0.0952 2.54 18.83 八4 以细砂岩为主，底部为含砾中粗砂岩 7.410 384.6 4.95 21.1 0.1887 2.51 16.54 八5 砂岩夹砂岩 11.32 1352.51 12.32 19.6 0.1413 3.39 11.54 合计 11.32 1938.27 27.18 20.05 0.1577 2.83 18.79 67 七中东八道湾组开采阶段划分 稳产阶段 阶段 指标 注水试验产能建设阶段 注水见效稳产阶段 不正常生产阶段 调整稳产阶段 递减阶段 时间起止 1967-1975 1

17、976-1982 1983-1985 1986-1991 1992-1998 年限 9 7 3 6 7 油井(口) 44 58 67 84 74 水井(口) 10 20 21 36 39 日注水(m3) 172 1499 1631 1785 1660 日采液(t) 209 1104 1064 1322 1170 日采油(t) 193 761 548 623 419 单井平均(t) 6.6 16.9 9.4 7.9 4.2 采油速度(%) 0.36 1.43 1.0 1.17 0.77 地层压力(MPa) 9.6 10.4 11.0 11.1 10.2 阶段压降(MPa) 1.37 0.7 0.

18、1 0 0.9 阶段末含水(%) 13.5 38.5 50.6 59.8 71.4 阶段末采出程度(%) 3.3 13.3 16.4 23.4 28.3 阶段含水上升率(%) 4.1 2.5 3.9 1.31 3.26 686970水源水离子含量分析结果 离子含量（mg/l） 水源 分析日期 CO3- HCO3- Cl- SO42- Ca2+ Mg2+ Na+K+ 矿化度 (mg/l) 清水 1997 11.4 150 32 / 30 2 47 198 原油污水 1997 90 854 4467 120 54 12 3265 8444 生活污水 1997 28 240 326 830 126

19、39 502 1970 地层水 1995 34.42 403.95 3967.7 93.00 14.23 4.01 2772.88 7087.48 71727374757677水敏评价结果数据表 模拟地层水 次模拟地层水 去离子水 压力 流量 渗透率 KW 压力 流量 渗透率 K0.5w 压力 流量 渗透率 K*w 岩心号 (MPa) (ml/s) (10-3m2) (MPa) (ml/s) (10-3m2) (MPa) (ml/s) (10-3m2) #2 0.199 0.043 23.673 0.233 0.043 19.969 0.317 0.043 14.67 #4 0.572 0.0

20、08 1.496 0.673 0.008 1.218 1.502 0.008 0.594 水敏指数（Iw=（KW- K*w）/ KW IW= (23.673-14.670)/23.673 =0.38 水敏程度： 中等 备注 说明 水敏指数（Iw=（KW- K*w）/ KW IW= (1.496-0.594)/1.496 =0.6 水敏程度： 中等 787980818283含盐量腐蚀挂片实验结果 NaCl 浓度（mg/l） 1000 2000 4000 6000 8000 腐蚀率（mm/a） 0.0115 0.0203 0.0316 0.0387 0.0412 84硫化氢含量腐蚀挂片实验结果（常

21、温 300C） 硫化氢浓度（mg/l） 5 10 15 20 25 30 腐蚀率（mm/a） 0.063 0.224 0.482 0.636 0.79 0.826 8586水源水地面结垢预测 离子含量（mg/l） 饱和指数 注入水类型 CO3- HCO3- Cl- SO42- Ca2+ Mg2+ Na+K+ SI CaCO3 SI CaSO4 清水(A) 11.4 150.0 32.0 0.0 30.0 2.0 47.0 -0.7800 原油污水(B) 90.0 854.0 4467.0 120.0 54 12.0 3265.0 -2.7000 -2.75 生活污水(C) 28.0 240.0

22、 326.0 830.0 126 39.0 502.0 -0.0700 -1.35 混合水D （8B+2C） 77.6 731.2 3638.8 262.0 68.4 17.4 2712.4 -0.1557 -2.28 混合水E（6B+4C） 65.2 608.4 2810.6 404.0 82.8 22.8 2159.8 -0.0747 -1.98 混合水F（1A+8B+1C） 75.94 722.2 3609.4 179.0 58.8 13.7 2666.9 -0.2080 -2.50 混合水G（3A+5B+2C） 54.02 520.0 2308.3 226.0 61.2 14.4 17

23、47.0 -0.1924 -2.32 混合水H（4A+6B） 58.56 572.4 2693.0 72.0 44.4 8.0 1977.8 -0.3166 -2.97 87 注入水与地层水 1：1 混合后地下结垢预测 离子含量（mg/l） 饱和指数 注入水类型 CO3- HCO3- Cl- SO42- Ca2+ Mg2+ Na+K+ SI CaCO3 SI CaSO4 A+地层水（1：1） 22.91 276.98 1999.85 46.50 22.12 3.01 1409.94 -0.7042 -3.4000 B+地层水（1：1） 62.21 628.98 4217.35 106.50 3

24、4.12 8.01 3018.94 -0.4121 -2.9800 C+地层水（1：1） 31.21 321.98 2146.85 461.50 70.12 21.51 1637.44 -0.1988 -1.9500 D+地层水（1：1） 56.01 567.58 3803.25 177.50 41.32 10.71 2742.64 -0.3320 -2.6600 E+地层水（1：1） 49.81 506.18 3389.15 248.50 48.52 13.41 2466.34 -0.2736 -2.4300 F+地层水（1：1） 55.18 563.08 3788.55 136.00 36

25、.52 8.86 2719.89 -0.3830 -2.8300 G+地层水（1：1） 44.22 461.98 3138.00 159.50 37.72 9.21 2259.94 -0.3844 -2.7100 H+地层水（1：1） 46.49 488.18 3330.35 82.50 29.32 6.01 2375.34 -0.4820 -3.1100 88七中东八道湾油田注入水中引起系统腐蚀的主要因素 地面系统腐蚀因素 溶解气 矿化度 O2 H2S CO2 水的温度 细 菌 结 垢 七中东八道湾 注入水状况 - - 七中东八道湾油田注入水中引起系统堵塞的主要因素 引起地层堵塞因素 悬浮物

26、 水敏 盐敏 速敏 应力敏感 浓度 粒径 含油量 细菌及其 腐蚀产物 七中东八道湾 注入水与地层配伍性 因 素 - 89储集层孔隙喉道特征及悬浮物粒径要求 层位 主要孔隙类型 孔隙直径(m) 喉道中值(m) 主流喉道直径 (m) 悬浮物粒径(m) 八31 粒间孔、粗中孔-中喉、中细孔-细喉 1400 1.142.73 6.08.29 (7.54) 1.281.76 八4 粒间孔-界面孔、中孔-中喉、中孔-细喉 10400 0.280.82 10.915.11 (13.74) 2.323.21 八1-15 粒间孔-界面孔-微裂缝，中孔-细中喉 2.022.78 八1-25 界面孔-晶间孔-微裂缝

27、 八1-35 界面孔-溶孔-微裂缝、中喉 1400 0.230.66 （0.375） 9.513.08 (11.89) 909192七中东八道湾油田注水水质推荐标准 技术指标 序号 水质项目 单位 配伍性低限设计 部标准法 1 悬浮物浓度 mg/l 5 2 2 悬浮物粒径 m 3 1.5 3 含 油 量 mg/l 10 6 4 溶解氧含量 mg/l 0.5 0.5 5 硫化物含量 mg/l 10 10 6 二氧化碳含量 mg/l 10 10 7 硫酸还原菌 个/l 10 10 8 腐生菌 个/l 100 100 9 与地层水的相容性 10 与地层岩石的配伍性 939495969798水质指标方

28、案 悬浮物含量(mg/L) 悬浮物粒径 (m) 油含量 (mg/L) SRB含量 （个/L） 方案1 5 3 10 10 方案2 2 2 6 10 方案3 8 3 15 10 方案4 10 4 20 10 方案5 15 5 30 10 99100101102103水质调控决策分析结果输出（评价注水年限：10 年） 方方案案 1 方方案案 2 方方案案 3 方方案案 4 方方案案 5 悬悬浮浮物物含含量量(mg/L) 5 2 8 10 15 悬悬浮浮物物粒粒径径(um) 3 2 3 4 5 油油含含量量(mg/L) 10 6 15 20 30 SRB 含含量量(个个/L) 10 10 10 10

29、 10 水水处处理理总总量量(万万方方) 3517 3517 3517 3517 3517 年年固固定定资资产产占占用用费费(万万元元) 119 119 119 119 119 年年物物理理处处理理费费(万万元元) 391 474 391 381 289 年年化化学学处处理理费费(万万元元) 608 608 608 608 608 年年水水处处理理总总成成本本(万万元元) 998 1082 998 989 896 年年增增注注总总费费用用(万万元元) 91 34 150 229 414 年年完完成成配配注注总总费费用用(万万元元) 1101 1128 1160 1230 1322 每每方方水水处处理理成成本本(元元) 2.1557 2.3335 2.1557 2.1360 1.9380 每每方方水水配配注注成成本本(元元) 2.3497 2.4069 2.4753 2.6246 2.8217 七七中中东东八八道道湾湾年年增增注注周周期期(天天) 76.7 126.0 52.4 44.7 38.2 530 克克下下组组年年增增注注周周期期(天天) 69.3 108.0 47.7 41.5 36.3 104