油田注水水质标准

一、油田注水水质标准

不同的行业，不同的应用领域，对所用水源水质有相应 的要求。油田注水的目的是通过一系列注水管网、注水设备 及注水井将水注入进层，使地层保持能量，提高采油速度和 原油采收率。因此，油田注水的水质要求有其特殊性，在水 质指标方面，与其他行业的侧重点不同。根据油田注水的特 殊用途，对油田注水水质的要求或油田注水水质处理应达到 的指标主要包括以下三个方面。

1、注入性

油田注入水的注入性是指注入注入进层（储层）的难 易程度。在储层物性（如渗透率、孔隙结构等）相同的条件 下，悬浮固体含量低、固相颗粒粒径小、含油量低、胶体含 量少的注入水易注入地层，其注入性好。

2、腐蚀性

油田注水的实施经历以下过程：

注水水源一~＞污水处理站——►注水站►注水井 在油田注水的实施过程中，在地面，涉及到注水设备（如 注水泵），注水装置（如沉降罐、过滤罐等），注水管网；在 地下，涉及到注水井油套管等，这些设备、管网、装置等大 多是金属材质。因此，注入水的腐蚀性不仅会影响注水开发 的正常运行，而且还

会影响油田注水开发的生产成本。

影响注入水腐蚀性的主要因素有：PH值、含盐量、溶 解氧、CO2、H2S,细菌和水温。

3、配伍性

油田注入水注入地层（储层）后，如果作用结果不影 响注水效果或不使储层的物理性质如渗透率变差，则称油田 注入水与储层的配伍性好，否则，油田注入水与储层的配伍 性差。

油田注入水与储层的配伍性，主要表现为结垢和矿物 敏感性两个方面，它们都会造成储层伤害，影响注水量、原 油产量及原油采收率。

二、油田注水水质指标 1、悬浮物

一方面，注入水中的悬浮物会沉积在注水井井底，造 成细菌大量繁殖，腐蚀注水井油套管，缩短注水井使用寿命; 另一方面，造成注水地层堵塞，使注水压力上升，注水量下 降，甚至注不进水。

从理论上讲，注入水中悬浮物（固体）的含量越低、 粒径越小，其注入性就越好，但其处理难度就越大、处理成 本也就大增加。所以，注入水中悬浮物（固体）的含量以及 粒径大小指标应从储层实际需要、技术可行性与经济可行性 三方面来综合考

滤 2、油分

注入水中的油分产生的危害与悬浮固体类似，主要是堵 塞地层，降低水的注入性。油田污水中的油分按油珠粒径大 小可分为四类：浮油、分散油、乳化油、溶解油。

3、平均腐蚀率

注水开发过程是一个庞大的系统工程，涉及到的金属 材质的设备、管网、油套管等数量众多，投资巨大。国内外 注水开发油田实践表明，减缓注入水的腐蚀性，对于提高油 田注水开发的经济效益意义重大。

4、膜滤系数

注入水膜滤系数的大小与许多因素有关。如悬浮物（固 体）的含量以及粒径大小、含油量、胶体与高分子化合物浓 度等。膜滤系数越大，注入水的注入性就越好。

5、溶解氧

在油田产出水中本来仅含微量的氧，但在后来的处理 过程中，与空气接触而含氧。浅井中的清水、地表水含有较 高的溶解氧。

6、二氧化碳

在大多数天然水中都含有溶解的CO?气体。油田采出水 中C02主要来自三个方面：（1）、由地层中地质化学过程产 生；

（2）为提高原油采收率而注入C02气体；（3）采出水中 HCO3-减压、升温分解。

7、硫化氢

在油田水中往往含有硫化氢，它一方面来自含硫油田伴 生气在水中的溶解，另一方面来自硫酸还原菌分解。

8、细菌

在适宜的条件下，大多数细菌在污水系统中都可以生长 繁殖，其中危害最大的为硫酸还原菌、粘泥形成菌(也称腐 生菌或细菌总数)以及铁细菌。

注入水的基本要求及水质标准

油臧注水水质标准：

(1)、水中总铁含量要求不大于0.5mg/l。 (2)、固体悬浮物浓度及颗粒直径指标见表 注入渗透率 (u m2) 固体悬浮物浓度 (mg/l) 颗粒直径 (u m) <2 <0 ,1 0.1-0.6 >0.6 <3 <5 <3 W5

(3)、要求注入水中游离二氧化碳不大于10mg/l (4)、注入水含油指标见表1・2 注入层渗透率(u m2) ^0.1 >0.1 含油浓度(mg/l) <5 〈10

(5 )、对生产及处理设备流程的腐蚀率不大于

0.076mm/a.

(6)、注入水溶解氧控制指标 总矿化度mg/l > 5000 <5000

溶解氧浓度mg/l <0.05 《0.5 (7)、二价硫含量不大于10mg/l。 (8)、腐生菌(TGB)和硫酸盐还原菌(SRB)控制指标 见表1-4： 注入层渗透率 (u m2) < 0,1 0.1-0.6 >0.6 < 102 < 103 < 104 < IO2 < 102 < 102 TGB 个/mg/l SRB 个/mg/l

(9)、堵在管壁设备中的沉淀结垢要求不大于0.5mm/d。 (10)、滤膜系数指标见表1・5： 注入层渗透率(um2) < 0,1 0.1-0.6 >0.6 MF值 220 215 210 (一)地层水

油、气田水的化学成分非常复杂，所含的离子种类甚多, 其中最常见的离子有：

阳离子：Na+、K+、Ca2+> Mg2+； 阴离子：cr> HCO3\". CO32-> S042-O

其中以CL、Na+最多，SCV一较少。在淡水中HCCh一和 Ca?+占优势，在盐水中C「、、Na+居首位。在油、气田水中以 NaCI含量最为丰富，其次为Na2c。3和NaHCO3> MgCb和 CaCb 等。

油、气田水中还常含有B1、「、Sr2+、Li+等微量元素 以及环烷酸、酚及氮、硫的有机化合物等有机质。 （二）油田污水

油（气）田水与石油、天然气一同被开采出来后，经过 原油脱水工艺进行油水分离形成原油脱出水，天然气开采过 程分离出游离水，这两部分共称为产出水。产出水保持了油 （气）田水的主要特征，由于其具有高含盐、高含油的特性, 直接外排将会造成环境污染，因此，产出水通常又叫油田污 水。实际上，油田污水不仅仅是油田产出水，还包括了石油、 天然气勘探、开发、集输等生产作业过程中形成的各类污水, 如钻井污水、油田酸化、压裂等作业污水以及注水管线、注 水井清洗水等，但油田污水以产出水为主。 1 .采油污水

（1）来源。在油田开发过程中，为了保持地层压力，提高 原油采收率，普遍采用注水开发工艺，即注入的高压水驱动 原油并将其从油井中开采出来。经过一段时间注水后，注入 的水将和与原油天然半生的地层水一起随原油被带出，随着 注水时间的

延长，采出流体含油率在不断下降，而含水率不 断上升，这样变产生了大量的采油污水。

（2）特点。由于采油污水是随着原油一起从油层中被开采 出

来的，又经过原油收集及出加工整个过程。因此，采油污 水中杂质种类及性质都和原油地质条件、注入水性质、原油 集输条件等因素有关，这种水是一含有固体杂质、容解气体、 溶解盐类等多种杂质的废水。这种废水有以下特点：

①水温高。一般污水温度在50度左右。个别油田有所差异, 如北方油田为60—70度，西北油田为30度左右。

②矿化度高。不同油田及同一油田不同的污水处理站其矿 化度有很大差异，低的仅有数百毫克/升，高的达数十万毫 克/升。 ③酸碱度在中性左右，一般都偏碱性。但有的油田偏酸性, 如中原油田采油污水的pH值一般在5.5—6.5o

④溶解有一定量的气体。如容解氧、二氧化碳、硫化氢等 以及容有一些环烷酸类等有机质。

⑤含有一定量的悬浮固体。如泥砂：包括黏土、粉沙和细 纱；各种腐蚀产物及垢：包括Fe2O3> CaO、FeS、CaCO3> CaSCU等；细菌：包括硫酸盐还原菌、腐生菌及铁细菌、硫 细菌；有机物：包括胶质沥青质类和石蜡类等。 ⑥含有一定量的原油。 ⑦残存一定数量的破乳剂。 2 ,采气污水

（1）来源。在天然气开采过程中随天然气一起被采出的地 层

水称为采气污水。

（2）特点。与采油污水相比，采气污水较为“洁净”，量也 较

少。 3 .钻井污水

（1）来源。在钻井作业中，泥浆废液、起下钻作业产生的 污

水，冲洗地面设备及钻井工具而产生的污水和设备冷却水 等统称钻井污水。

（2）特点。钻井污水所含杂质和性质与钻井泥浆有密切关 系，

即不同的油气田、不同的钻探区、不同的井深、不同的 泥浆材料，在钻井过程形成的污水性质就不尽相同。一般钻 井污水中的主要有害物质为悬浮物、油、酚等。 4 .洗井污水

（1）来源。专向油层注水的注水井，经过一段时间运行后, 由

于注入水中携带有未除净的或在注水管网输送过程中产 生的悬浮固体（腐蚀产物、结垢物、黏土等）、油分、胶体 物质以及细菌等杂物，在注水井吸水端面或注水井井底近井 地带形成“堵塞墙”，从而造成注水井注水压力上升，注水 量下降。需通过定期反冲洗，以清除“滤网”上沉积的固体 及生物膜等堵塞物，使注水井恢复正常运行，从而便产生了 洗井污水。

(2)特点。洗井污水是一种水质及其恶化的污水，表现为 悬浮

物浓度高、铁含量高、细菌含量高、颜色深，而且含有 一定量的原油和硫化氢。 5 .油田作业废水

(1)来源。在原油、天然气的生产过程中，为提高原油、 天然气

的产量，通常要采用酸化、压裂等油田作业措施，在 这过程中也会形成一定量的废液或污水。

(2)特点。这类废液或污水在油田污水中所占的比例不是 很大，

但由于其水质极为特殊、恶化，因而，处理起来十分 棘手。这类废液具有以下特点：①悬浮物含量高，颜色深； ②含有一定量的残酸，水体呈酸性；③铁含量高；④胶体含 量高；⑤油分含量高；⑥含有多种化学添加剂。 污水中的五种机杂 (-)悬浮固体

其颗粒直径范围取1-100 u m因为大于100 u m的固 体颗粒在处理过程中很容易被沉降下来。此部分杂质主要 包括：

(1) 泥沙。0.05~4Hm的黏土，4~60um的粉沙和大 于60

Hm的细纱。

(2) 腐蚀产物及垢。CaO. MgO、FeS等。

(3) 细菌。硫酸盐还原菌(SRB)5~10 u m,腐生菌(TGB)

10-30 u m。

(4) 有机质。胶质沥青类和石蜡等重质石油。

（二）胶体

胶体粒径为nm,主要由泥沙、腐蚀结垢 产物和微细有机物构成，物质组成与悬浮固体基本相似。 （三）分散油及浮油

油田污水中一般含有2000-5000 mg/L的原油，其中 90%左右为10-100 um的分散油和大于100 um的浮油。 （四）乳化油

油田污水中有10%左右的1X10-3 um的乳化油。 （五）溶解物质

（1）无机盐类。基本上以阳离子或阴离子的形式存在， 其粒径都在1X10-3 um以下，主要包括Na+、K+、Cl、CO32> SO42 > Mg2+等，此外还包括环烷酸类等有机溶解物。

（2）溶解气体。如溶解氧、二氧化碳、硫化氢等，其粒 径

一般为 3 X1 CH〜5 X10-4 R m。

油田污水由于含有上述有害物质，如不进行治理就排 放

出去将会对环境产生严重的影响:漂浮在水面上的原油将 隔绝空气，降低水中的溶解氧，并黏附于水生生物体表和呼吸 系统，将其致死。沉积于水底的油经过厌氧分解将产生硫化氢 剧毒物。重质原油黏附于泥沙上，会影响水生生物的栖息和 繁殖；油田污水中含有一些毒性大的有机物，会对水体及土 壤造成污染；油田污水中的有机物和无机物是水中细菌的富 营养物质，结果造成缓慢流动的水域水质恶化，变黑发臭； 油田污水若污染了

饮用水，其中的重金属元素进入人体后对 脏腑产生严重损害；酸碱性的、高矿化度的油田污水，一旦 灌入农田会导致农田酸碱化、盐碱化，使农作物难以生长。