注水-采油工程课件

石油工程与环境工程学院石油工程与环境工程学院Yanan universityChapter 5第五章第五章第五章第五章 注水注水注水注水注水是一项开发措施：注水是一项开发措施：注水是一项开发措施：注水是一项开发措施：提高采收率和采油速度提高采收率和采油速度提高采收率和采油速度提高采收率和采油速度油藏工程油藏工程油藏工程油藏工程采油工程采油工程采油工程采油工程注水注水注水注水基基基基 本本本本 任任任任 务务务务1.1.注入什么样的水注入什么样的水注入什么样的水注入什么样的水2.2.如何保证所需的注水量如何保证所需的注水量如何保证所需的注水量如何保证所需的注水量3.3.如何将水注入到需要的层位如何将水注入到需要的层位如何将水注入到需要的层位如何将水注入到需要的层位 第五章 注水注水是一项开发措施：提高采收率和采油速度油藏工石油工程与环境工程学院石油工程与环境工程学院Yanan universityChapter 5 内容提要内容提要内容提要内容提要第一节第一节第一节第一节 水源及水处理水源及水处理水源及水处理水源及水处理 第二节第二节第二节第二节 吸水能力分析吸水能力分析吸水能力分析吸水能力分析 第三节第三节第三节第三节 注水指示曲线的分析和应用注水指示曲线的分析和应用注水指示曲线的分析和应用注水指示曲线的分析和应用 第四节第四节第四节第四节 注水井调剖注水井调剖注水井调剖注水井调剖 第五章第五章第五章第五章 注水注水注水注水 内容提要第五章 注水石油工程与环境工程学院石油工程与环境工程学院Yanan universityChapter 5注入水与地层水不配伍注入水与地层水不配伍注入水与储层岩石矿物不配伍注入水与储层岩石矿物不配伍注入条件变化注入条件变化不溶物造成地层堵塞不溶物造成地层堵塞一、一、一、一、注水中油层伤害原因及机理注水中油层伤害原因及机理第五章第五章第五章第五章 注水注水注水注水直接生成直接生成CaCOCaCO3 3、CaSOCaSO4 4或或BaSOBaSO4 4、SrSOSrSO4 4等沉淀等沉淀水中溶解氧引起铁氧化物沉淀水中溶解氧引起铁氧化物沉淀水中硫化氢引起硫化亚铁沉淀水中硫化氢引起硫化亚铁沉淀水中二氧化碳引起水中二氧化碳引起CaCOCaCO3 3、BaCOBaCO3 3等等沉淀沉淀铁的沉淀机理：铁的沉淀机理：注入水经地面管线到井底，含注入水经地面管线到井底，含铁量显著增加。铁量显著增加。腐蚀产物主要是氢氧化铁腐蚀产物主要是氢氧化铁和硫化亚铁。和硫化亚铁。注入水与地层水不配伍一、注水中油层伤害原因及机理第五章 石油工程与环境工程学院石油工程与环境工程学院Yanan universityChapter 5油层伤害表现在：油层伤害表现在：矿化度敏感引起水敏物质的膨胀、分散与运移矿化度敏感引起水敏物质的膨胀、分散与运移 PHPH值变化引起的微粒脱落、分散和沉淀值变化引起的微粒脱落、分散和沉淀 注入水与岩石沉淀注入水与岩石沉淀第五章第五章第五章第五章 注水注水注水注水 注水中油层伤害原因及机理注水中油层伤害原因及机理注入水与地层水不配伍注入水与地层水不配伍注入水与储层岩石矿物不配伍注入水与储层岩石矿物不配伍注入条件变化注入条件变化不溶物造成地层堵塞不溶物造成地层堵塞油层伤害表现在：矿化度敏感引起水敏物质的膨胀、分散与运移石油工程与环境工程学院石油工程与环境工程学院Yanan universityChapter 5 流速影响流速影响 温度变化影响温度变化影响 压力变化影响压力变化影响第五章第五章第五章第五章 注水注水注水注水 注水中油层伤害原因及机理注水中油层伤害原因及机理注入水与地层水不配伍注入水与地层水不配伍注入水与储层岩石矿物不配伍注入水与储层岩石矿物不配伍注入条件变化注入条件变化不溶物造成地层堵塞不溶物造成地层堵塞 外来的机械杂质堵塞地层外来的机械杂质堵塞地层 注水系统中的腐蚀产物注水系统中的腐蚀产物 各种环境下生长的细菌各种环境下生长的细菌 油及其乳化物油及其乳化物 流速影响第五章 注水 注水中油层伤害原因及机理注入水石油工程与环境工程学院石油工程与环境工程学院Yanan universityChapter 5 注注水水水水质质的的基基本本要要求求 控制控制悬浮固体悬浮固体浓度与粒径浓度与粒径 控制腐蚀性介质（溶解氧、控制腐蚀性介质（溶解氧、COCO2 2、H H2 2S S）控制含油量控制含油量 控制细菌含量控制细菌含量 控制水垢的形成控制水垢的形成第五章第五章第五章第五章 注水注水注水注水 注水水质的基本要求 控制悬浮固体浓度与粒径第五章 注水石油工程与环境工程学院石油工程与环境工程学院Yanan universityChapter 5第一节第一节第一节第一节 水源及水处理水源及水处理水源及水处理水源及水处理二、水源二、水源二、水源二、水源序号序号序号序号水源类型水源类型水源类型水源类型主要水型名称主要水型名称主要水型名称主要水型名称水源性质水源性质水源性质水源性质1 1 1 1地面水地面水地面水地面水江河、湖泊、水库江河、湖泊、水库江河、湖泊、水库江河、湖泊、水库江河水水量丰富，水矿化度低，泥砂江河水水量丰富，水矿化度低，泥砂江河水水量丰富，水矿化度低，泥砂江河水水量丰富，水矿化度低，泥砂含量大；湖泊、水库水泥砂含量较江含量大；湖泊、水库水泥砂含量较江含量大；湖泊、水库水泥砂含量较江含量大；湖泊、水库水泥砂含量较江河水少，但由于水中溶解氧充足，水河水少，但由于水中溶解氧充足，水河水少，但由于水中溶解氧充足，水河水少，但由于水中溶解氧充足，水生动植物大量繁殖，常有异常气味及生动植物大量繁殖，常有异常气味及生动植物大量繁殖，常有异常气味及生动植物大量繁殖，常有异常气味及胶体。地面水性质受季节影响大。胶体。地面水性质受季节影响大。胶体。地面水性质受季节影响大。胶体。地面水性质受季节影响大。2 2 2 2海水海水海水海水海水海水海水海水水源丰富，含盐量高，腐蚀性强水源丰富，含盐量高，腐蚀性强水源丰富，含盐量高，腐蚀性强水源丰富，含盐量高，腐蚀性强3 3 3 3地下水地下水地下水地下水地层水地层水地层水地层水水量丰富，水矿化度较高，含有铁、水量丰富，水矿化度较高，含有铁、水量丰富，水矿化度较高，含有铁、水量丰富，水矿化度较高，含有铁、锰等元素。水质较好锰等元素。水质较好锰等元素。水质较好锰等元素。水质较好4 4 4 4采出污水采出污水采出污水采出污水含油（聚合物）污含油（聚合物）污含油（聚合物）污含油（聚合物）污水水水水一般偏碱性，矿化度高，含铁少一般偏碱性，矿化度高，含铁少一般偏碱性，矿化度高，含铁少一般偏碱性，矿化度高，含铁少5 5 5 5工业污水工业污水工业污水工业污水污水污水污水污水水中成分复杂水中成分复杂水中成分复杂水中成分复杂第一节 水源及水处理二、水源序号水源类型主要水型名称水源性石油工程与环境工程学院石油工程与环境工程学院Yanan universityChapter 5三、水质及其要求三、水质及其要求三、水质及其要求三、水质及其要求 水质：水质：水质：水质：对注入水质量所规定的指标，包括注入水中的矿对注入水质量所规定的指标，包括注入水中的矿对注入水质量所规定的指标，包括注入水中的矿对注入水质量所规定的指标，包括注入水中的矿物盐、有机质和气体的构成与含量以及水中悬浮物含量与粒物盐、有机质和气体的构成与含量以及水中悬浮物含量与粒物盐、有机质和气体的构成与含量以及水中悬浮物含量与粒物盐、有机质和气体的构成与含量以及水中悬浮物含量与粒度分布等，是储层对外来注入水适应程度的内在要求。度分布等，是储层对外来注入水适应程度的内在要求。度分布等，是储层对外来注入水适应程度的内在要求。度分布等，是储层对外来注入水适应程度的内在要求。（一）（一）（一）（一）注水过程中油层伤害的因素注水过程中油层伤害的因素注水过程中油层伤害的因素注水过程中油层伤害的因素 主要原因：主要原因：主要原因：主要原因：注入水与储层性质不配伍或配伍性不好、注入水与储层性质不配伍或配伍性不好、注入水与储层性质不配伍或配伍性不好、注入水与储层性质不配伍或配伍性不好、水质处理及注水工艺不当。水质处理及注水工艺不当。水质处理及注水工艺不当。水质处理及注水工艺不当。注入水与地层水不配伍注入水与地层水不配伍注入水与地层水不配伍注入水与地层水不配伍 注入水与储层岩石矿物不配伍对地层的伤害注入水与储层岩石矿物不配伍对地层的伤害注入水与储层岩石矿物不配伍对地层的伤害注入水与储层岩石矿物不配伍对地层的伤害 注入条件变化注入条件变化注入条件变化注入条件变化 不溶物造成地层堵塞不溶物造成地层堵塞不溶物造成地层堵塞不溶物造成地层堵塞 第一节第一节第一节第一节 水源及水处理水源及水处理水源及水处理水源及水处理三、水质及其要求第一节 水源及水处理石油工程与环境工程学院石油工程与环境工程学院Yanan universityChapter 5（二）（二）（二）（二）油田生产对注水水质的基本要求油田生产对注水水质的基本要求油田生产对注水水质的基本要求油田生产对注水水质的基本要求注水引起的油层损害主要是堵塞、腐蚀和结垢三大类型。注水引起的油层损害主要是堵塞、腐蚀和结垢三大类型。注水引起的油层损害主要是堵塞、腐蚀和结垢三大类型。注水引起的油层损害主要是堵塞、腐蚀和结垢三大类型。1 1控制悬浮固体浓度与粒径控制悬浮固体浓度与粒径控制悬浮固体浓度与粒径控制悬浮固体浓度与粒径2 2控制腐蚀性介质（溶解氧、控制腐蚀性介质（溶解氧、控制腐蚀性介质（溶解氧、控制腐蚀性介质（溶解氧、COCO2 2 、HH2 2S S）3 3控制含油量控制含油量控制含油量控制含油量4 4控制细菌含量控制细菌含量控制细菌含量控制细菌含量l l 硫酸盐还原菌（硫酸盐还原菌（硫酸盐还原菌（硫酸盐还原菌（SRBSRB）l l 铁细菌铁细菌铁细菌铁细菌 l l 腐生菌（腐生菌（腐生菌（腐生菌（TGBTGB）5 5控制水垢的形成控制水垢的形成控制水垢的形成控制水垢的形成 第一节第一节第一节第一节 水源及水处理水源及水处理水源及水处理水源及水处理1.1.粘土膨胀粘土膨胀2.2.机械杂质机械杂质3.3.微粒运移微粒运移4.4.细菌堵塞细菌堵塞5.5.反应沉淀物反应沉淀物6.6.原油原油1.1.溶解氧溶解氧2.CO2.CO、COCO2 23.H3.H2 2S S4.4.细菌细菌1.1.无机垢无机垢2.2.有机垢有机垢（二）油田生产对注水水质的基本要求第一节 水源及水处理1石油工程与环境工程学院石油工程与环境工程学院Yanan universityChapter 5（三）（三）（三）（三）注入水水质推荐标准注入水水质推荐标准注入水水质推荐标准注入水水质推荐标准 第一节第一节第一节第一节 水源及水处理水源及水处理水源及水处理水源及水处理注入层平均空气渗透率，注入层平均空气渗透率，注入层平均空气渗透率，注入层平均空气渗透率，mm2 2 0.1 0.6 0.6标准分级标准分级标准分级标准分级A1A2A3B1B2B3C1C2C3控控控控制制制制指指指指标标标标悬浮固体含量，悬浮固体含量，悬浮固体含量，悬浮固体含量，mg/Lmg/L123345567悬浮物颗粒直径中值，悬浮物颗粒直径中值，悬浮物颗粒直径中值，悬浮物颗粒直径中值，mm11.5222.5333.54含油量，含油量，含油量，含油量，mg/Lmg/L56881015152030平均腐蚀率，平均腐蚀率，平均腐蚀率，平均腐蚀率，mm/amm/a0.076点腐蚀点腐蚀点腐蚀点腐蚀A1A1、B1B1、C1C1级：试片各面都无点腐蚀级：试片各面都无点腐蚀级：试片各面都无点腐蚀级：试片各面都无点腐蚀A2A2、B2B2、C2C2级：试片有轻微点腐蚀级：试片有轻微点腐蚀级：试片有轻微点腐蚀级：试片有轻微点腐蚀A3A3、B3B3、C3C3级：试片有明显点腐蚀级：试片有明显点腐蚀级：试片有明显点腐蚀级：试片有明显点腐蚀SRBSRB，个，个，个，个/mL/mL0102501025010100m100m、分散油粒、分散油粒、分散油粒、分散油粒度中值度中值度中值度中值1010100m100m、乳化油粒度中值、乳化油粒度中值、乳化油粒度中值、乳化油粒度中值10m Q Qd d，向上取反之向下取。向上取反之向下取。向上取反之向下取。向上取反之向下取。确定需要调整的水嘴直确定需要调整的水嘴直确定需要调整的水嘴直确定需要调整的水嘴直径径径径 d d。带有水嘴的注水井的配水嘴大小调配，实际工作中也带有水嘴的注水井的配水嘴大小调配，实际工作中也带有水嘴的注水井的配水嘴大小调配，实际工作中也带有水嘴的注水井的配水嘴大小调配，实际工作中也可根据经验关系式进行调换。可根据经验关系式进行调换。可根据经验关系式进行调换。可根据经验关系式进行调换。第三节 注水指示曲线的分析和应用 步骤：带石油工程与环境工程学院石油工程与环境工程学院Yanan universityChapter 5第四节第四节第四节第四节 注水井调剖注水井调剖注水井调剖注水井调剖油层的非均质油层的非均质油层的非均质油层的非均质吸水剖面不均匀吸水剖面不均匀吸水剖面不均匀吸水剖面不均匀 常常常常常常常常808090%90%的注入水量被厚度不大的高渗透层所吸收，的注入水量被厚度不大的高渗透层所吸收，的注入水量被厚度不大的高渗透层所吸收，的注入水量被厚度不大的高渗透层所吸收，且常常随时间推移而加剧。且常常随时间推移而加剧。且常常随时间推移而加剧。且常常随时间推移而加剧。为了调整注水井的吸水剖面，提高注入水的波及为了调整注水井的吸水剖面，提高注入水的波及为了调整注水井的吸水剖面，提高注入水的波及为了调整注水井的吸水剖面，提高注入水的波及系数，改善水驱效果，向地层中的高渗透层注入化学系数，改善水驱效果，向地层中的高渗透层注入化学系数，改善水驱效果，向地层中的高渗透层注入化学系数，改善水驱效果，向地层中的高渗透层注入化学药剂，药剂凝固或膨胀后，降低油层的渗透率，迫使药剂，药剂凝固或膨胀后，降低油层的渗透率，迫使药剂，药剂凝固或膨胀后，降低油层的渗透率，迫使药剂，药剂凝固或膨胀后，降低油层的渗透率，迫使注入水增加对低含水部位的驱油作用，这种工艺措施注入水增加对低含水部位的驱油作用，这种工艺措施注入水增加对低含水部位的驱油作用，这种工艺措施注入水增加对低含水部位的驱油作用，这种工艺措施称为称为称为称为（注）水井调剖（注）水井调剖（注）水井调剖（注）水井调剖。第四节 注水井调剖油层的非均质吸水剖面不均匀 石油工程与环境工程学院石油工程与环境工程学院Yanan universityChapter 5高渗透层的封堵，可迫使注入水进入高渗透层的封堵，可迫使注入水进入中低渗透层，提高了注入水的波及系中低渗透层，提高了注入水的波及系数，也即提高了原油的采收率。数，也即提高了原油的采收率。高渗透层的存在，必然使注入水首先高渗透层的存在，必然使注入水首先沿着它突入油井，减小了注入水的波沿着它突入油井，减小了注入水的波及系数，降低了原油采收率。及系数，降低了原油采收率。注水井调剖的重要性在于它能提高原油采收率。注水井调剖的重要性在于它能提高原油采收率。高渗透层的封堵，可迫使注入水进入中低渗透层，提高了注入水的波石油工程与环境工程学院石油工程与环境工程学院Yanan universityChapter 5一、调剖方法一、调剖方法一、调剖方法一、调剖方法水井调剖封堵高渗透层可使用单液法或双液法。水井调剖封堵高渗透层可使用单液法或双液法。水井调剖封堵高渗透层可使用单液法或双液法。水井调剖封堵高渗透层可使用单液法或双液法。1.1.单液法单液法单液法单液法 向油层注入一种液体，液体进入油层后，依靠自向油层注入一种液体，液体进入油层后，依靠自向油层注入一种液体，液体进入油层后，依靠自向油层注入一种液体，液体进入油层后，依靠自身发生反应，随后变成的物质可封堵高渗透层，降低身发生反应，随后变成的物质可封堵高渗透层，降低身发生反应，随后变成的物质可封堵高渗透层，降低身发生反应，随后变成的物质可封堵高渗透层，降低渗透率，实现堵水。渗透率，实现堵水。渗透率，实现堵水。渗透率，实现堵水。单液法常用堵剂：单液法常用堵剂：单液法常用堵剂：单液法常用堵剂：石灰乳石灰乳石灰乳石灰乳 硅酸溶胶硅酸溶胶硅酸溶胶硅酸溶胶 铬冻胶铬冻胶铬冻胶铬冻胶 硫酸硫酸硫酸硫酸 水包稠油水包稠油水包稠油水包稠油 第四节第四节第四节第四节 注水井调剖注水井调剖注水井调剖注水井调剖流流 体体流动性降低流动性降低 溶液、乳状液、溶液、乳状液、溶胶、悬浮体溶胶、悬浮体凝胶、冻胶、凝胶、冻胶、沉淀、固化物沉淀、固化物注入过程中注入过程中进入地层后进入地层后一、调剖方法水井调剖封堵高渗透层可使用单液法或双液法。1.石油工程与环境工程学院石油工程与环境工程学院Yanan universityChapter 52.2.双液法双液法双液法双液法 向油层注入由隔离液隔开的两种可反应（或作用）的向油层注入由隔离液隔开的两种可反应（或作用）的向油层注入由隔离液隔开的两种可反应（或作用）的向油层注入由隔离液隔开的两种可反应（或作用）的液体。当将这两种液体向油层内部推至一定距离后，隔离液体。当将这两种液体向油层内部推至一定距离后，隔离液体。当将这两种液体向油层内部推至一定距离后，隔离液体。当将这两种液体向油层内部推至一定距离后，隔离液变薄至不起隔离作用时，两种液体就会发生反应（或作液变薄至不起隔离作用时，两种液体就会发生反应（或作液变薄至不起隔离作用时，两种液体就会发生反应（或作液变薄至不起隔离作用时，两种液体就会发生反应（或作用），产生封堵地层的物质。由于高渗透层吸入更多堵剂，用），产生封堵地层的物质。由于高渗透层吸入更多堵剂，用），产生封堵地层的物质。由于高渗透层吸入更多堵剂，用），产生封堵地层的物质。由于高渗透层吸入更多堵剂，故封堵主要发生在高渗透层，达到调剖的目的。故封堵主要发生在高渗透层，达到调剖的目的。故封堵主要发生在高渗透层，达到调剖的目的。故封堵主要发生在高渗透层，达到调剖的目的。双液法常用堵剂：双液法常用堵剂：双液法常用堵剂：双液法常用堵剂：沉淀型堵剂沉淀型堵剂沉淀型堵剂沉淀型堵剂 凝胶型堵剂凝胶型堵剂凝胶型堵剂凝胶型堵剂 冻胶型堵剂冻胶型堵剂冻胶型堵剂冻胶型堵剂 胶体分散体型堵剂胶体分散体型堵剂胶体分散体型堵剂胶体分散体型堵剂 第四节第四节第四节第四节 注水井调剖注水井调剖注水井调剖注水井调剖注水注水第一工作液第二工作液隔离液封堵物质注入水2.双液法 向油层注入由隔离液隔开的两种可反石油工程与环境工程学院石油工程与环境工程学院Yanan universityChapter 5二、示踪剂检测二、示踪剂检测二、示踪剂检测二、示踪剂检测示踪剂：示踪剂：示踪剂：示踪剂：能随流体运动，易溶且在低浓度下仍可被检测，用以能随流体运动，易溶且在低浓度下仍可被检测，用以能随流体运动，易溶且在低浓度下仍可被检测，用以能随流体运动，易溶且在低浓度下仍可被检测，用以指示溶解它的液体在多孔介质中的存在、流动方向或渗流速度指示溶解它的液体在多孔介质中的存在、流动方向或渗流速度指示溶解它的液体在多孔介质中的存在、流动方向或渗流速度指示溶解它的液体在多孔介质中的存在、流动方向或渗流速度的物质。的物质。的物质。的物质。作用：作用：作用：作用：检验地层中有无裂缝或高渗透层的存在，评价堵水、调检验地层中有无裂缝或高渗透层的存在，评价堵水、调检验地层中有无裂缝或高渗透层的存在，评价堵水、调检验地层中有无裂缝或高渗透层的存在，评价堵水、调剖效果剖效果剖效果剖效果 要求：要求：要求：要求：在地层中的背景浓度低、滞流量少，与地层矿物不反应，在地层中的背景浓度低、滞流量少，与地层矿物不反应，在地层中的背景浓度低、滞流量少，与地层矿物不反应，在地层中的背景浓度低、滞流量少，与地层矿物不反应，与地层中的流体配伍，化学和生物稳定性好，易检出、灵敏度与地层中的流体配伍，化学和生物稳定性好，易检出、灵敏度与地层中的流体配伍，化学和生物稳定性好，易检出、灵敏度与地层中的流体配伍，化学和生物稳定性好，易检出、灵敏度高，无毒、安全、对测井无影响，来源广、成本低。高，无毒、安全、对测井无影响，来源广、成本低。高，无毒、安全、对测井无影响，来源广、成本低。高，无毒、安全、对测井无影响，来源广、成本低。类型：类型：类型：类型：放射性示踪剂和化学示踪剂放射性示踪剂和化学示踪剂放射性示踪剂和化学示踪剂放射性示踪剂和化学示踪剂 第四节第四节第四节第四节 注水井调剖注水井调剖注水井调剖注水井调剖二、示踪剂检测示踪剂：能随流体运动，易溶且在低浓度下仍可被检