2020.07科学技术创新南海M 油田J 层注水适应性试验研究
南源1马双政2陈小娟2曾金辉2张耀元2黄云2李志兰2郑磊2郝燕婷3赵新宇3
（1、长江大学，湖北武汉4301002、中海油能源发展股份有限公司工程技术湛江分公司，
广东湛江5240573、内蒙古民族大学，国家级实验教学示范中心，
内蒙古通辽028000）阳离子 ，mg/L 阴离子， mg/L 水样 水型 pH k ++Na + Mg 2+ Ca 2+ Ba 2+ Sr 2+ Cl - SO 42- HCO 3- CO 32-
矿化度，
mg/L
地层水 NaHCO 3 8.40 2099    3 10 0.0 0.0 989 575 3116 67 6859
水源井A
MgCl 2    6.42 12318 649 807    2.25 23.32 20744 1275 112 0 35905 水源井B CaCl 2    6.66 11855 606 797    1.58 12.47 20485 893 97.3 0 34733
海水 MgCl 2 7.77 10635 1200 407 0    6.97 18698 2470 173 0 33583
注入水水源 粒径中 值，μm 悬浮固体，mg/L 油含量， mg/L SRB ， 个/mL TGB ， 个/mL FB ， 个/mL 25℃平均腐蚀速率，mm/a 60℃平均腐
蚀速率，mm/a
水源井A 47.29 1110.7 32.54 0 110 0 0.0459 0.0934 水源井B 29.02 399.5 19.74 0 2500 0 0.0421 0.0611
海水 0.6 0.8 0 0 7.5 0 0.0471 0.1324  不同沉淀结垢指数和饱和指数
BaSO 4 CaSO 4 CaCO 3 注入水 类型 ST Is ST Is ST Is
水源井A 30.29    2.23 0.16 -0.11 0.20 -1.32
水源井B 15.55    2.00 0.12 -0.20 0.31 -0.97
海水 19.42    1.96 0.17 -0.17 7.08 0.42
备注：ST 表示ScaleChem 软件预测结果；Is 表示Oddo-Tomson 公式计算的结果。注水能够保持地层
能量以及提高采收率，
如果注入水水质的优劣可能会影响油田的正常开采，较
差的水质可能会造成地层损伤，致使油水井频繁作
业[1-2]。大量实验和矿场实践证明：除泥浆等各种入
井工作液对地层造成的伤害外，
注入水水质也会造成地层较大的伤害[3-6]。油田J 层的孔隙度在16%-23%之间，渗透率处于165mD-857mD 之间，
储集岩性主要以中-细为主，岩石组成主要为长石石英
砂岩和岩屑石英砂岩，平均含量约为72.7%，粘土矿物平均含量为27.3%，粘土含量较高。本文通过实验开展了储层岩性和物性分析、岩心敏感性评价、不同水质的注入水对储层岩心的伤害评价、注入水强度对吸水层的伤害评价等试验研究。
1实验设备及方法1.1主要仪器设备
IC-1000离子谱仪，美国热电公司；DR5000
分光光度计，美国哈希公司；888型全自动电位滴
定，瑞士万通公司；流动实验仪，海安石油科研仪器有限公司；动态结垢污染仪，湖北创联石油科技有限公司；ICAP7400电感耦合等离子体发射光谱仪,
美国热电公司。
1.2试验方法
本文注入水与地层水分析的实验方法参照标准：SY/T
5523-2016《油气田水分析方法》;SY/T 5329-2012《碎屑岩油藏注
水水质指标及分析方法对注入水水质指标》
2注入水水源选择
2.1注入水与地层水化学成分分析
从M 油田J 层地层水与水源井水A 、水源井水B 、海水水质分
析结果（表1）可以看出：水源井B 钡离子、锶离子、
重碳酸盐、硫酸根等小于水源井A ，其他水质分析结果较相近，总体而言，水源井
B 作为注入水导致的结垢风险较水源井A 低。
2.2注入水水质分析
由表2注水水质分析可知：a.悬浮固体含量以及悬浮颗粒粒径
注入中值：水源井水B ＜水源井A ，从处理水难易程度考虑，
水源井水B 更适合于用作注入水源；b.三种注入水主要存在的细菌为腐生菌，
最高浓度达到2500个/mL ，在水处理时需要进行杀菌处理；c.从
N80挂片平均腐蚀速率可看出，25℃和60℃下平均腐蚀速率顺序：
水源井B ＜水源井A ＜海水，60℃时，水源井A 和海水的平均腐蚀
速率超过了标准的要求值，
所以，水源井B 能满足注入水要求，其他的注入水需要进行缓蚀处理。
2.3结垢趋势预测分析
结合注入水分析数据，运用Oddo-Tomson 饱和指数法和
Scalechem 软件对三种可供选择注入水在不同温度和压力条件下
结垢趋势，进行了预测计算并对结垢情况判断，
结果见下表可知，ScaleChem 软件预测方法与Oddo-Tomson 公式计算出的结垢趋势
相一致。通过分析对比可知，
优先选择的顺序为：水源井B>水源井A>海水，因此，水源井B 更适合作为J 层注入水（表3）。
3注水对储层伤害实验研究
3.1注水速度对储层岩心伤害实验
本文选择1号岩心（气测渗透率较小）、2号岩心（气测渗透率
较大）开展速敏实验，注入流体为水源井B 经滤纸过滤后的地层
水，实验结果如下图所示：1号岩心与2号岩心均表现为弱速敏性
摘要：本文针对南海M 油田即将进行注水的三种水源进行了注水可行性分析评价，
在室内开展了注入水与地层水、注水对储层伤害系列实验研究，研究结果表明：（1）通过对注入水水质分析、存在细菌浓度、地层条件下平均腐蚀速率以及结垢预测分析
数据，选择作为注入水的优先顺序：水源井B>水源井A >海水，综合，水源井B 适合作为M 油田J 层注入水；（2）通过注水速度、
注水强度、注水量对储层岩心的伤害实验，确定了该岩心具有弱速敏，岩心临界注入流量为5mL/min ，注入水的渗流速度不超过
80m/d ，因此，建议M 油田J 层实际地层的注入量134-156m 3/d ，临界注入量为178m 3
/d ，为南海M 油田注入水源的优选提供依据，为该油田注水方案提供理论和基础参数支持。
关键词：注水水源；水质；结垢预测；
岩心伤害中图分类号:TE53
文献标识码:A
文章编号:2096-4390(2020)07-0019-02
表1地层水与注入水水质分析表表2注入水水质分析表3不同结垢预测方法结果对比表作者简介：南源（1987-），男，2009年毕业，工程师，现主要从事油田生产与开发技术方面的服务工作。
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科学技术创新2020.07
伤害程度，1号岩心渗透率损害率28.53%（＞20%），因此，
临界流速为3mL/min （图1-2）。3.2注水强度对储
层岩心伤害实验5号岩心用轻油老
化后，直接用3mL/min 流量建立残余油饱和
度为38.88%，此时开始
逐渐增大流量至
9mL/min ，得出每次流量稳定条件下注入压力、注入时间、注入体积等参数的变化曲线[7-9]，从测试结果可以看出，在注入流量为5mL/min 即注入渗流速度为70m/d 时，5号
岩心渗透率损害率急
剧地升高，后期表现出了很强速度敏感性。因此，5号岩心对应储层
的注入渗流速度在70m/d 为宜，进一步提高地层注入能力，注入渗流速度不应超过
80m/d ，确保地层渗透
率损害率＜20%（图
3-4）。
3.3注水量对储层
岩心伤害实验
为了进一步验证注水量对吸水层损害评价实验，分别选取6号岩心注入流量为5mL/min ，7号岩心注入流量为4mL/min 开展
驱替实验，岩心渗透率和注入压力随着注入体积的变化曲线。从下
图可知：6号岩心在5mL/min 注入速率下，7号岩心在4mL/min 的
注入速率下，随着注入量的变化，
两块岩心的渗透率和注入压力一直保持恒定值，说明注入量增加以后未对储层产生新的损害，
确定的注入流量合理。
根据现场的井下获得的M 油田J 层的地层数据以及注入渗
流速度60-70m/d ，建议每米注入量为46.06-53.74m 3/d 。因此，M
油田J 层建议注入量为134-156m 3/d ，临界注入量为178m 3/d （图
5-6）。
4结论
针对南海M 油田J 层注水的实验数据可以得出如下结论：
4.1通过对注入水水质分析、存在细菌浓度、
地层条件下平均腐蚀速率以及结垢预测分析数据，
选择作为注入水的优先顺序：水源井B>水源井A >海水，综合，
水源井B 适合作为M 油田J 层注入水。
4.2通过注水速度、注水强度、注水量与储层岩心的配伍性实
验，确定了该岩心具有弱速敏，
岩心临界注入流量为5mL/min ，注入水的渗流速度不超过80m/d ，因此，
建议M 油田J 层实际地层的注入量134-156m 3/d ，临界注入量为178m 3/d 。
参考文献
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图11号岩心岩石速敏性实验渗透率比值曲线图22号岩心岩石速敏性实验渗透率比值曲线
图3注入水不同流量下渗透率变化趋势图4注入水不同渗流速度下渗透率损害率变化趋势
图5岩心(6号)注入流量下注入压力与渗透率变化图图6岩心(7号)注入流量下注入压力与渗透率变化图
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