CB 油田不同开发阶段注入水水性对结垢的影响

王建华，杨 蕾，马 翔，王志明，宋 奇，许 涛

（中国石化股份公司江苏油田分公司工程院，江苏扬州 225009）

CB 油田于1999 开发初期对陈2 和陈3 块各层地层水开展了配伍性研究，研究结果表明，区块各层独自存在时，稳定性好，但当两个不同层位地层水混合时水体结垢严重，易对地层堵塞。因此确定该油田以清水作为注入水源，但随着滚动推进，陈堡油田含水率逐年上升，产出污水量不断增加[1]，从环保出发，需进行污水有效回注，为解决各层位之间地层水不配伍的问题，开展了注入污水改性及注污水配伍方面的研究，但由于对改性后的污水中产生污泥处理手段匮乏，污泥出路难解决等，污泥滞留后导致水质恶化，形成恶性循环，2011 年开展并应用了生化处理技术研究，使得污水水质得到了有效的改善与提高。本文通过对CB 油田注入水离子数据对比，结合ScaleChem 结垢预测软件，对不同时期注入水与地层水混合后的结垢趋势进行对比及配伍性研究，为油田注水开发提供理论依据。

1 概况

CB油田由陈2 块Ef1、陈3 块Ef1、Kt 和Kc 的三个层，Kt、Kc 属于同一油水系统的油藏。截止2013 年12月陈2 断块综合含水75.04 %，注水22 口，开井21口，日注水651.3 m3；陈3 断块Kt 注水井15 口，开井14 口，日注水平795.6 m3，累积注水99.8×104m3。陈3Kc 断块共有采油井10 口，开井10 口，综合含水47.4 %。

2 地层水离子成分特征

据CB 油田12 口井水分析资料，本区陈2 Ef1地层水总矿化度为16 177.27 mg/L～24 168.00 mg/L，临界矿化度为10 000 mg/L～20 000 mg/L ，Cl-含量、Na++K+含量相对较高，水型为NaHCO3型。

陈3 的临界盐度为11 383 mg/L～31 578 mg/L，其中E1f1地层水总矿化度为22 974.99 mg/L，水型NaHCO3型，K2t1、K2c 地层水总矿化度为38 941.67 mg/L～42 496.00 mg/L，水型为Na2SO4型（见表1）。由地层水性质可见陈堡地区为高盐地层水。水敏程度差异大，各种水敏特征均有，表现为极强水敏的有陈2、3 块E1f12，伤害率高达86.1 %；中偏强水敏的有陈3 块K2t11，伤害率60.9 %；中偏弱水敏的有K2t13，平均渗透率伤害率为31.1 %。

表1 CB 油田不同层位地层水离子分析

2.1 地层水结垢预测分析

表2 CB 油田不同层位本身结垢预测结果

当地层水独自存在时，稳定性好，但不同层位地层水混配后配伍性差，结垢量和结垢指数有增大趋势[2]（见表3）。当陈2E1f1地层水和陈3E1f1地层水混合后配伍性差，在地面条件下混合比例为1：1 时，结垢指数和结垢量分别增加31.3 %和41.9 %；陈3E1f1地层水分别和K2t1、K2c 地层水混合，结垢量和结垢指数在1:1 混合时增加了26.2 %～57.6 %，在地层条件下结垢量和结

通过ScaleChem 结垢预测软件分析CB 油田地层水产生的垢主要为CaCO3，陈2 和陈3E1f1、陈3K2t1地层水结垢趋势和结垢量都不大，而陈3K2c 地层污水Ca2+含量和HCO3-含量都较高，因此垢趋势和结垢量都比较大（见表2）。垢趋势值远高于地面，表明其地层水相互间混合后额外产生垢量，彼此之间不配伍。

3 不同时期注入水与地层水混配后结垢分析

测试结垢分析采用的地层温度为80 ℃，原始地层压力为24 MPa，水性数据（见表4）。利用ScaleChem 结垢预测软件分别对陈2、陈3 块不同时期注入污水与地层水结垢趋势进行预测，预测对比结果（见图1～图4）。

从图1～图4 结垢预测组图可以分析得出以下结论：

（1）1998 年大站污水与陈2 地层水混合后结垢曲线弯曲并有额外垢量，水性严重不配伍，当污水所占比例达到40 %时，结垢趋势最大（见图2），最大结垢量为272.3 mg/L，结垢指数为25.4，而目前处理污水与陈2 地层水混合曲线光滑，配伍性好（见图1），虽然在地层条件下，随着污水比例增加，结垢量和结垢指数逐渐增加，但结垢量和结垢指数均小于早期污水。

表3 不同层位地层水混配后结垢预测结果

表4 不同时期CB 油田三相分离器出口水样离子分析数据对比表

图1 2014 污水与陈2 Ef3 地层水混合结垢趋势

图2 1998 处理污水与陈2Ef3 地层结垢趋势

图3 2014 污水与陈3 Ef1 地层水混合结垢趋势

图4 2003 处理污水与陈3Ef1 地层结垢趋势

（2）2003 年大站污水与陈3 地层水混合曲线光滑随着污水比例增加结垢量和结垢指数逐渐增加，最大结垢量为355.7 mg/L，结垢指数为35（见图4）；而目前处理污水最大结垢量为228.3 mg/L，结垢指数为21.8，结垢趋势明显降低。

4 结论

目前产出水与早期相比总矿化度和易成垢离子均明显降低，Ca2+、Mg2+与早期相比降低了3～4 倍，SO42-从1 518.8 mg/L 下降到目前的84.78 mg/L，从结垢趋势预测组图也进一步说明早期污水与地层水混合后有额外垢量产生，而目前处理污水注入到地层，配伍性较之开发初期明显改善，结垢量和结垢趋势均减缓，减轻了对地层伤害，有利于注水开发。说明随着油田含水上升和注水开发延长，注入水水性发生了变化。

［1］ 王彪.陈堡油田污水系统存在问题分析及对策［J］.腐蚀与防护，2012，33（S1）：275-277.

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