试论油田注水水质监测与分析

景咏梅

[摘 要]油田注入水必须满足的两个基本要求：一是不允许水腐蚀、堵塞设备；二是不允许水堵塞注入层。而水的许多物理和化学性质能促使腐蚀及堵塞，因此全面了解水的这些特性及其对设备和注入层造成伤害的机理，是成功地执行注水方案的要素之一。本文从油田注水水质监测与分析两大方面进行了详尽阐述。

[关键词]油田注水，水质监测，水质分析

中图分类号：TP274.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）07-0022-01

前言

水质检测是油田注水前一项重要的工作。注水水质不但影响原油的采收率，而且也将影响到地下水源。科学的油田注水水质检测方法，能更好地完成油田注水水质检测任务，同时也可用于环境部门对水质的监测，所以油田注水水质监测与分析具有很强的现实意义。

1.注水水质监测方法

1.1 物理性质

物理性质的检测主要包括以下几个项目：密度、颜色、透明度、味道、嗅味、导电性、PH值、粘度。

水的颜色受溶解物、胶质有机物、矿物质及微生物粘染的影响而带色。含H2S的水，当其氧化时，分解出游离硫而呈淡青绿色；含微古生物或降红色硫菌时，呈玫瑰色；含铁的胶状体时，呈淡红色、褐色或淡黄色。它的检测是靠目测来进行的。

当水中含有油脂乳化物和胶体乳化物而透明度较差，水的透明度降低，常呈混浊状。它的检测是靠目测来进行的。

当水中含有MgSO4和Na2SO4的盐类，水的味道常具苦涩味，若以含NaCl为主，则水的味道常具咸味。它的检测是用尝试法进行的。

对于水的嗅味，若含H2S气体，则有腐烂鸡蛋臭味；若混有少量石油，则具有汽油和煤油味。它的检测是靠人的嗅觉来进行的。

对于水的密度、导电性、PH值、粘度则用相应的仪器来测定。

1.2 悬浮物含量

悬浮物通常是指在水中不溶解而又存在于水中不能通过过滤器的物质。对悬浮固体含量的测定，本标准推荐采用滤膜过滤法。分析步骤如下：

一、将滤膜放入蒸馏水中浸泡30min，并用蒸馏水洗3～4次。

二、取出滤膜放在微波炉中，在70℃下烘3min（或在烘箱中，90℃下烘30min），取出后放入干燥器冷却至室温，称重。

三、按3.2条重复操作，直至恒重（二次称量差小于0.2mg）。

四、将欲测水样装入微孔薄膜过滤试验仪中。

五、将已恒重的滤膜用水润湿装到微孔滤器上。

六、用氮气加压，使薄膜过滤试验仪内压力保持在0.1～0.15MPa，打开阀门过滤样，并记录流出体积。

七、用镊子从滤器中取出滤膜并烘干，用汽油冲洗滤膜至滤液无色为止（至少洗4次）取出滤膜烘干。

八、再用蒸馏水洗滤膜至水中无氯离子。

九、再按第二和第三条步骤操作。

1.3 悬浮物颗粒直径中值

颗粒直径中值是指水中颗粒的累积体积占颗粒总体积的50%时的颗粒直径。分析水样前的准备工作：1.配制电解质溶液：称取分析纯氯化钠20g置于烧杯中，加入蒸馏水1000mL使其溶解，用孔径0.2～0.45μm的滤膜或超级过滤器过滤，使水中颗粒符合测定要求。2.选用合适的小孔管和适宜的标准颗粒对仪器进行校正。校正方法详见仪器说明书。3.悬浮颗粒含量较高的水样，应采用按2.1条配制的电解质溶液进行稀释。

分析步骤如下：1.取水样150～200mL直接放到样品架上。2.将取样方式开关指向压力计，同时选择进样体积开关使之指向需要的体积。3.按照仪器操作规程进行操作。

2.示踪剂在油田注水中的应用与分析技术

在注水过程中，为了确定注水的水线推进速度、方向、波及体积、裂缝延伸方向以及水淹井的来水方向等，井间示踪剂的应用与分析技术是解决以上问题的有效方法之一。现将示踪剂在注水中的应用与分析技术阐述如下。

2.1 示踪剂溶液的配制

2.1.1 示踪剂溶液注入量的计算。

依据公式：

G=1.44×10-2×H×￠×SW×△Gp×q0.265×L1.735×分子量

式中：G—示踪剂注入量t

H—地层有效厚度（注水的油层厚度）m

￠—地层孔隙度度%

SW—地层水饱和度%

△Gp—示踪剂的峰值差ppm

q—0.0153（分散系数）

L—井距102m。

2.1.2 示踪剂溶液及前置液的配置。

2.1.2.1 示踪剂溶液的配置。

a、确定峰值差△Gp：

一般设定为50ppm，此值为经验值。

b、根据示踪剂注入量的计算公式，计算示踪剂溶液的注入量。

c、参照示踪剂的静态吸附量，确定示踪剂溶液的浓度。

d、根据示踪剂溶液的注入量，及确定的浓度求出示踪剂的质量。

公式：

m=C×G

式中：m：为示踪的质量t。

C：示踪剂溶液的浓度%

G：示踪剂溶液的注入量t

e、溶液的配置。

根据示踪剂注入量选用合适的配液池，在配液池中加入一定量的注入水，然后，将示踪剂缓慢加入配液池，边加边搅拌，使示踪剂完全溶解，最后给配液池补加水至设计用量，并继续搅拌使示踪剂溶液与补加的水混合均匀即可。

2.2 现场监测资料的录取及示踪剂的检测方法

2.2.1 NO3-的测定。

（1）、用吸管吸取水样25mL于50mL的比色管中，加入NH4Cl溶液和KCl—HCl缓冲溶液各1mL。

（2）、保持水温于0-20℃加锌粉0.2g摇动混合10秒，反复4-5次，放置10分钟（还原时间为7-20分钟），用干燥滤纸过滤。

（3）、取滤液10mL，加入一勺GR试剂（约60mg）混合，在20-80分钟内比色（显色温度15-30℃），用520nm（毫微米）波长，以蒸馏水做对照测定其吸光度，取蒸馏水25mL按水样测定的操作过程进行空白测定。

（4）、测定示踪剂中的NO3-的浓度应减去空白实验中的NO3-与NO2-中的浓度之和。

2.2.2 SCN-的测定。

（1）、从油样中用移液管吸取约100mL的游离水。

（2）、对取出的水样进行过滤，取滤液10mL于20mL的比色管中，再取1支20mL的比色管，取蒸馏水10mL。

（3）、向二支比色管中分别滴加1：1HCl1mL。

（4）、用滴管向比色管（盛水样管）中滴加0.2%的铁标液至水样颜色不变为止，然后向盛有蒸馏水的比色管中滴加相同体积的铁标液。

（5）、用刻度移液管向盛有蒸馏水的比色管中滴加50%的NH4SCN标准溶液，根据消耗NH4SCN标准溶液的体积，根据公式便可求出水样中SCN-的浓度。

结束语

油田注水，是提高驱油效率、保持油层产量、稳定油井生产能力的重要措施。随着油田注水开采的日益發展，建立完善的水质标准和配套的快速测试方法、使用经济有效的化学处理剂改善水质，提高水处理工艺技术尤为重要。另外在油田水处理过程中，正确选择和应用水处理技术和工艺也是稳定注水、保护油层的一项重要工作。

参考文献

[1] 《无机化学》主编：曹素忱高等教育出版社.

[2] 《水的分析》编者：日本分析化学会北海道支部.中国建筑工业出版社.

[3] 《油田化学原理与技术》编者：马宝歧等.石油工业出版社.