大庆油田油藏水驱注水水质指标及分析.docx
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大庆油田油藏水驱注水水质指标及分析
Q/SY
ICS
中国石油天然气股份有限公司
企业标准
大庆油田有限责任公司
Q/SYDQ0605-2006
代替Q/SYDQ0605-2000
大庆油田油藏水驱注水水质
指标及分析方法
Indexesandanalyticalmethodofinjectedwaterquality
inreservoirwaterfloodingindaqingoilfield
2006-05-30发布2006-06-30实施
中国石油天然气股份有限公司大庆油田有限责任公司发布
前言
本标准代替Q/SYDQ0605-2000《大庆油田油藏水驱注水水质指标及分析方法》。
本标准与Q/SYDQ0605-2000相比主要变化如下：
——修改了Q/SYDQ0605-2000中不含聚合物注入水水质控制指标；
——修改了Q/SYDQ0605-2000中含聚合物注入水水质控制指标。
本标准内有关信息是保密的，其版权属于大庆油田有限责任公司（以下简称油田公司）所有。
未经油田公司质量安全环保部的许可，该标准的任何一部分均不得泄露给第三方，或复制、或储存于可检索系统，也不允许以任何形式或任何方法（电、机械复制、抄录）传播……。
标准使用的管理权属油田公司，用户分两类：
a）油田公司和所属单位在其管理、科研、生产和经营活动中有权使用本标准；
b）承包商/分包商、制造厂/供方，以上述第一类组织的名义，为达到下述目的也可被授权使用本标准：
——为项目做准备或被授权使用本标准；
——确实为这些组织执行任务。
本标准的提供程序是在获得充分的保密保证后才予以提供，并且是永不更改的须知程序，被授权使用本标准的单位，有责任安全保管并保证标准不被用于油田公司之外的目的。
油田公司将寻访这些组织，以确认他们是如何执行这些要求的。
本标准由大庆油田有限责任公司开发部提出。
本标准由大庆油田有限责任公司批准。
本标准由大庆油田有限责任公司开发地质专业标准化技术委员会归口。
本标准起草单位：
大庆油田有限责任公司勘探开发研究院、油田建设设计研究院。
本标准主要起草人：
贾忠伟。
本标准所代替标准的历次版本发布情况为：
——Q/SYDQ0605-2000。
大庆油田油藏水驱注水水质指标及分析方法
1范围
本标准规定了大庆油田油藏注水水质的基本要求、水质指标、分析方法及水质监测的要求。
本标准适用于大庆油田油藏不同渗透层对注水水质的要求和油藏注入水的水质分析。
含聚合物注水和三元驱注水暂时参照执行该方法。
2规范性引用文件
下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
GB/T13916冲压件形状和位置未注公差
SY/T5329-1994碎屑岩油藏注水水质推荐指标及分析方法
SY/T5523-2000油气田水分析方法
3术语和定义
下列术语和定义适用于本标准。
3.1
悬浮固体suspendedsolid
悬浮固体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。
在测定其含量时，由于所用的过滤器的孔径不同，对测定的结果影响很大。
本标准规定的悬浮固体是指采用平均孔径为0.45μm的纤维素脂微孔膜过滤，经汽油或石油醚溶剂洗去原油后，膜上不溶于油水的物质。
3.2
悬浮物颗粒直径中值meanvalueofdiameterofsuspendedparticles
颗粒直径中值是指水中颗粒的累积体积占颗粒总体积50%时的颗粒直径。
3.3
含油oil-bearing
含油是指在酸性条件下，水中可以被汽油或石油醚萃取出的石油类物质，称为水中含油。
3.4
铁细菌ferrobacteria
能从氧化二价铁中得到能量的一群细菌，形成的氢氧化铁可在细菌膜鞘的内部或外部储存。
3.5
腐生菌（TGB）saprophyticbacteria
腐生菌是指“异养”型的细菌，在一定条件下，他们从有机物中得到能量，产生粘性物质，与某些代谢产物累积沉淀可造成堵塞。
3.6
硫酸盐还原菌（SRB）sulfatereducingbacteria
硫酸盐还原菌是指在一定条件下能够将硫酸根离子还原成二价硫离子，进而形成副产物硫化氢，对金属有很大腐蚀作用的一类细菌，腐蚀反应中产生硫化铁沉淀可造成堵塞。
4油藏水驱注水水质
4.1水质基本要求
水质基本要求如下：
a）水质稳定，与油层水相混不产生沉淀；
b）水注入油层后不使粘土矿物产生水化膨胀或悬浊；
c）水中不得携带大量悬浮物，以防堵塞注水井渗滤端面及渗流孔道；
d）对注水设施腐蚀性小；
e）当采用二种水源进行混合注水时，应首先进行室内实验，证实二种水的配伍性好，对油层无伤害才可注入。
4.2不含聚合物注水水质控制指标
不含聚合物注水水质控制指标见表1。
表1不含聚合物注入水水质控制指标
项目
空气渗透率
μm2
＜0.02
0.02～0.1
0.1～0.3
0.3～0.6
＞0.6
指标
悬浮物颗粒直径中值，μm
≤1.0
≤2.0
≤2.0
≤3.0
≤3.0
悬浮固体含量，mg/L
≤1.0
≤3.0
≤5.0
≤5.0
≤10.0
含油量，mg/L
≤5.0
≤8.0
≤10.0
≤15.0
≤20.0
平均腐蚀率，mm/a
≤0.0076
SRB菌，个/mL
≤25
≤25
≤25
≤25
≤25
腐生菌，个/mL
n×102
n×102
n×103
n×103
n×104
铁细菌，个/mL
n×102
n×102
n×103
n×103
n×104
注：
表中0≤n＜10
4.3水驱注水水质辅助性指标
4.3.1水质的主要控制指标已达到注水要求时，可以不考虑辅助性指标；如果达不到要求，为查其原因可进一步检测辅助性指标。
4.3.2油层采出水中溶解氧浓度不能超过0.10mg/L。
清水中的溶解氧要小于0.50mg/L。
4.3.3侵蚀性二氧化碳：
-1.0mg/L＜CCO2＜1.0mg/L。
4.3.4清水中不应含硫化物，油层采出水中硫化物浓度应小于2.0mg/L。
4.3.5水的pH值应控制到≥6.5为宜。
4.3.6地下清水中含铁量应≤0.5mg/L。
4.4含聚合物污水注水水质控制指标
含聚合物污水注水水质控制指标见表2。
4.5含聚合物污水注水水质辅助性指标
含聚合物污水注水水质辅助性指标同4.3。
表2含聚合物污水注水水质控制指标
项目
空气渗透率
μm2
＜0.1
0.1～0.3
0.3～0.6
＞0.6
指标
悬浮物颗粒直径中值，μm
≤2.0
≤3.0
≤3.0
≤5.0
悬浮固体含量，mg/L
≤5.0
≤10.0
≤15.0
≤20.0
含油量，mg/L
≤5.0
≤10.0
≤15.0
≤20.0
平均腐蚀率，mm/a
≤0.0076
SRB菌，个/mL
≤102
≤102
≤102
≤102
腐生菌，个/mL
n×102
n×102
n×103
n×104
铁细菌，个/mL
n×102
n×102
n×103
n×104
污水含聚最低界限
聚合物含量≥20mg/L
注：
表中0≤n＜10；三元复合驱含油注水注水指标暂时执行表2中所列指标。
5油藏注水水质分析方法
5.1取样前的准备和采集水样的要求
5.1.1采集注水系统的水样应具有代表性。
5.1.2取样前应准备好接头和胶皮管线。
以便于取样端与注水系统的连接。
5.1.3取样前将取样阀门打开，以5L/min～6L/min的流速畅流3min后再取样。
5.1.4溶解氧、硫化物需在现场及时测定。
5.1.5腐生菌、硫酸盐还原菌、铁细菌含量分析应在现场接种，同时测定水温，室内培养。
若无测试瓶，应现场取样，24h内送实验室接种。
5.1.6含油量分析取样时不得用所取水样冲洗取样瓶，应该直接取样。
5.1.7取侵蚀性、二氧化碳水样时，需在取样瓶中加人固体碳酸钙3g～5g。
5.1.8采样后随即贴上标签，标签上应注明取样日期、时间、地点、取样条件及取样人。
5.2悬浮固体含量
5.2.1原理
对悬浮固体含量的测定，本标准推荐采用滤膜过滤法。
该法系让水通过已称至恒重的滤膜，根据过滤水的体积和滤膜的增重计算水中悬浮固体的含量。
5.2.2设备及材料
设备及材料包括：
a）微孔薄膜过滤试验仪或其他同类仪器；
b）真空泵；
c）微波炉或烘箱；
d）天平：
感量为0.lmg；
e）滤膜：
孔径0.45μm；
f）装有氮气的钢瓶；
g）量筒：
lOOOmL；
h）不含铅汽油。
5.2.3分析步骤
5.2.3.1将滤膜放人蒸馏水中浸泡30min，并用蒸馏水洗3次～4次。
5.2.3.2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至室温，称重。
5.2.3.3按5.2.3.2重复操作。
直至恒重（二次称量差小于0.2mg）。
5.2.3.4将欲测水样装入微孔薄膜过滤试验仪中。
5.2.3.5将已恒重的滤膜用水润湿装到微孔滤器上。
5.2.3.6用氮气加压，使薄膜过滤试验仪内压力保持在0.1MPa～0.15MPa，打开阀门过滤水样，并记录流出体积。
5.2.3.7用镊子从滤器中取出滤膜并烘干，按图1所示用汽油冲洗滤膜直至滤液无色为止（至少洗4次），取出滤膜烘干。
5.2.3.8再按图l所示用蒸馏水洗滤膜至水中无氯离子。
5.2.3.9再按5.2.3.2和5.2.3.3步骤操作。
1—洗涤溶液；2—过滤器；3—抽空瓶；4—接真空泵；5—缓冲瓶
图1悬浮固体试验装置
5.2.4计算结果
悬浮固体含量按式（l）计算：
Cx=
………………………………………………………
（1）
式中：
CX——悬浮固体含量，mg/L；
mq——试验前滤膜质量，mg；
mh——试验后滤膜质量，mg；
Vw——通过滤膜的水样体积，L。
5.2.5注意事项
5.2.5.1若水样不含油，则在分析步骤中可省去洗油操作。
5.2.5.2若水中悬浮固体含量较低，则应增加过滤水样的体积。
5.3悬浮固体颗粒直径中值
5.3.1仪器、材料和试剂
仪器、材料和试剂有：
a）库尔特颗粒计数器（或同类仪器）；
b）过滤器及孔径为0.2μm～0.45μm的滤膜或超级过滤器；
c）烧杯：
l000mL；
d）量筒：
1000mL；
e）氯化纳：
分析纯；
f）标准颗粒：
校正仪器用的标准颗粒可采用直径为2.09μm，8.70μm，13.7μm，19.1μm，39.4μm的LATEX标准颗粒或直径相近的其他标准颗粒。
5.3.2分析水样前的准备工作
5.3.2.1配制电解质溶液：
称取分析纯氯化纳20g置于烧杯中，加入蒸馏水1000mL使其溶解，用孔径0.2μm～0.45μm的滤膜或超级过滤器过滤，使水中颗粒符合测定要求。
5.3.2.2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。
5.3.2.3悬浮颗粒含量较高的水样，应采用按5.3.2.1配制的电解质溶液进行稀释。
5.3.3分析步骤
5.3.3.1取水祥150mL～200mL直接放到样品架上。
5.3.3.2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。
5.3.3.3按照仪器操作规程进行操作。
5.3.4打印内容
打印内容包括：
a）每一个通道（颗粒直径范围）的颗粒数目与颗粒体积百分数；
b）水样中的颗粒总数目；
c）取样时间；
d）各通道（颗粒直径范围）的累计颗粒数目与累计体积百分数。
5.3.5计算结果
5.3.5.1原水样中每个通道（颗粒直径范围）的颗粒数目按式
（2）计算：
N=103n·
…………………………………………………………
（2）
式中：
N——原水样中每个通道的颗粒数目，个/mL；
n——分析测得的每个通道Vy体积中的颗粒数目，个；
Vy——压力计取样体积，μL；
VS——杯中加入被测水样体积，mL；
Vd——杯中加入电解质溶液体积，mL。
5.3.5.2水样中颗粒体积计算：
a）每个通道颗粒体积按式（3）计算
V=10-3·D3·
·N/6…………………………………………（3）
式中：
V——每个通道所含颗粒体积，mm3/m3；
D——对应通道的颗粒直径，μm；
N——对应通道的颗粒数，个/mL；
b）水样中颗粒总体积按式（4）计算：
∑V=V1+V2+V3+…+V16…………………………………………（4）
式中：
∑V——颗粒总体积，mm3/m3；
V1，V2，…，V16——各个通道的颗粒体积，mm3/m3；
5.3.5.3颗粒直径中值的确定：
以颗粒直径为横坐标，颗粒累加体积百分数为纵坐标作图，在图上颗粒累加体积50%时所对应的直径为颗粒直径中值。
5.3.6注意事项
使用仪器测定颗粒时，若仪器可自动将测出的颗粒体积累加到l00%，那么测出的颗粒体积分布可直接由仪器打印出来。
当水中颗粒较少，仪器累加达不到100%时，可采用计算机，运用式（3），（4）计算每个通道的颗粒体积V与总体积∑V的比值，再用累加的办法得出来。
5.4含油量
5.4.1原理
污水中的油质可以被石油醚、汽油，三氯甲烷等有机溶剂提取，提取液的颜色深浅度与含油量浓度呈线性关系，因此可以用比色的方法进行测定。
5.4.2仪器及试剂
仪器及试剂包括：
a）分光光度计（紫外，可见光波段）；
b）天平：
感量为0.1mg；
c）无水氯化钙或无水硫酸钠：
分析纯，500℃锻烧lh；
d）不含铅汽油或石油醚；
e）分液漏斗：
250mL～500mL；
f）细口瓶：
100mL～500mL；
g）刻度移液管：
1mL，5mL；
h）比色管（或容量瓶）：
50mL，100mL；
i）盐酸溶液：
（1+1）；
j）量筒：
100mL，250mL，1000mL。
5.4.3标准油的提取
取适量含油水样置于分液漏斗中，加入一定量的石油醚或汽油，在酸性条件下提取水中油品，提取液经无水氯化钙（或无水硫酸钠）脱水后过滤，滤液于78℃～80℃水浴上蒸去石油醚或汽油，即得标准油样。
5.4.4标准油溶液的配制
称取0.50OOg标准油，用石油醚或汽油溶解于100mL容量瓶内并稀释至刻度，此溶液含油浓度为5.0mg/mL。
5.4.5标准曲线的绘制
用移液管分别吸取0.00mL，0.50mL，…，3.0OmL标准油溶液置于7只5OmL比色管中，用汽油稀释至刻度并摇匀，以汽油为空白，在仪器上比色（电压10V，波长43Onm，比色皿3cm），根据测得的光密度值和对应的含油量绘制标准曲线（亦可选用其他波段）。
5.4.6取样要求
取样要求见5.l。
5.4.7分析步骤
5.4.7.1将水样移入分液漏斗中，加盐酸溶液（l+2）2.5mL～5.0mL。
用50mL汽油分2次萃取水样，每次都将洗取样瓶后的汽油倒入分液漏斗中并振摇1min～2min；
5.4.7.2将2次萃取液都收集于50mL比色管中，用汽油稀释到刻度，盖紧瓶塞并摇匀，同时测量被萃取后水样体积（应减去加盐酸体积），若萃取液混浊，应加入无水硫酸纳（或无水氯化钙），脱水后再进行比色测定；
5.4.7.3用萃取剂（汽油）作空白样，在分光光度计上测其光密度值（测定条件同5.4.5），在标准曲线上查出含油量。
5.4.8计算结果：
含油量按公式（5）计算：
Co=103
……………………………………………………（5）
式中：
Co——含油量，mg/L；
mo——在标准曲线上查出的含油量，mg；
Vw——萃取水样体积，mL。
5.4.9相对偏差
平行样的相对偏差不超过15%。
5.5平均腐蚀率
5.5.1原理
将试片悬挂在注水体系内，在正常生产条件下，30d土2d后取出，根据试验前后试片的损失量计算平均腐蚀率。
5.5.2材料及试剂
材料及试剂包括：
a）滤纸；
b）干燥器；
c）游标卡尺：
精度0.02mm；
d）天平：
感量为0.1mg；
e）石油醚：
分析纯；
f）丙酮：
分析纯；
g）无水乙醇：
分析纯；
h）柠檬酸三铵：
分析纯；
i）770l缓蚀剂或同类产品。
5.5.3试片的加工
5.5.3.1材质
应以现场实际使用的钢材加工成试片，一般亦可使用A3钢。
5.5.3.2试片形状及尺寸
试片采用长方形，外形尺寸1×b×h，76mm×l3mm×1.5mm，在一端距边线10mm处钻一直径为8mm小孔并打号。
5.5.3.3试片加工要求
试片经刨、磨工序使其表面粗糙度Ra为0.63μm～1.25μm。
5.5.4准备工作
5.5.4.1用游标卡尺测量试片尺寸并计算表面积。
5.5.4.2用石油醚脱脂，再用无水乙醇清洗，取出试片用滤纸擦干，放于干燥器中4h后称重，称准至0.1mg。
5.5.5配制试片清洗液
5.5.5.1称取柠檬酸三铵10g，加入90mL蒸馏水使其溶解（使用时应在水浴上将溶液加热到60℃）。
5.5.5.2在5%～l0%的盐酸溶液中加l%～2%缓蚀剂（缓蚀剂浓度由空白片失重小于1mg确定），摇匀待用。
5.5.6现场挂片
将准备好的试片固定在试片夹座上，然后安装到注水流程上，应使其试片侧面迎着水流方向，挂片时间（30士2）d，具体安装方法参见SY/T5329-1994中的附录E。
5.5.7试验后试片的处理
将试片取出，用滤纸轻轻擦去油污。
用丙酣洗油后放于清洗液（5.5.5.1或5.5.5.2）中1min～5min（清洗时可用毛刷轻轻刷洗），试片清洗后用蒸馏水冲洗，再用乙醇脱水并用滤纸擦干表面，将其存放于干燥器中4h后称重。
5.5.8计算结果
平均腐蚀率按公式（6）计算:
F=
…………………………………………（6）
式中：
F——平均腐蚀率，mm/a；
mgf、mhf——试验前、后试片质量g；
S——试片表面积，cm2；
tf——挂片时间，d；
ρ——试片材质密度，g/cm3。
5.6腐生菌（TGB）、硫酸盐还原菌（SRB）与铁细菌含量
5.6.1原理
采用绝迹稀释法，即将欲测定的水样用无菌注射器逐级注入到测试瓶中进行接种稀释，送试验室培养。
根据细菌瓶阳性反应和稀释的倍数，计算出水样中细菌的数目。
5.6.2材料
材料包括:
a）腐生菌（TGB）测试瓶；
b）铁细菌测试瓶与指示剂；
c）硫酸盐还原菌（SRB）测试瓶；
d）1mL注射器（在l2l℃灭菌20min）；
e）恒温培养箱；
f）电热消毒器。
5.6.3分析步骤
细菌测定推荐采用三次重复法，也可采用二次重复法。
5.6.3.1将测试瓶排成一组，并依次编上序号，若测铁细菌时，应先用无菌注射器分别向其测试瓶中加入0.3mL～0.5mL指示剂。
5.6.3.2按5.1.3步骤操作后，用无菌注射器取1.0mL水样注入l号瓶内，充分振荡。
5.6.3.3用另一支无菌注射器从1号瓶内取l.0mL水样注入2号瓶内，充分振荡。
5.6.3.4再更换一支无菌注射器从2号瓶中取1.0mL水样注入到3号瓶中，充分振荡。
5.6.3.5依次类推一直稀释到最后一瓶为止。
根据细菌含量决定稀释瓶数，一般稀释到7号瓶。
5.6.3.6把上述测试瓶放入恒温培养箱中（培养温度控制在现场水温的土5℃内），SRB菌2周后读数，TGB菌和铁细菌7d后读数。
5.6.4细菌生长的鉴别
SRB瓶中液体变黑或有黑色沉淀，即表示有硫酸盐还原菌。
TGB瓶中液体由红变黄或混浊即表示有腐生菌。
铁细菌测试瓶出现棕红色沉淀即表示有铁细菌。
5.6.5菌量计量
5.6.5.1稀释法三次重复菌量统计查表3。
表3稀释法三次重复菌量计数表
生长指标
菌量
个/mL
生长指标
菌量
个/mL
生长指标
菌量
个/mL
000
0.0
20l
l.4
302
6.5
OOl
0.3
202
2.O
310
4.5
010
0.3
21O
1.5
3ll
7.5
Oll
0.6
21l
2.0
312
11.5
020
0.6
212
3.0
313
16.0
100
0.4
220
2.0
320
9.5
101
0.7
22l
3.0
32l
15.0
102
1.1
222
3.5
322
20.0
llO
0.7
223
4.O
323
30.0
111
l.l
230
3.0
330
25.0
120
l.l
23l
3.5
33l
45.0
l21
1.5
232
4.0
332
110.O
130
l.6
300
2.5
333
l40.0
200
0.9
30l
4.0
5.6.5.2稀释法二次重复菌量统计查表4。
表4稀释法二次重复菌量计数表
生长指标
菌量
个/mL
生长指标
菌量
个/mL
生长指标
菌量
个/mL
000
0.0
110
1.3
211
13.0
001
0.5
111
2.0
212
20.0
010
0.5
120
2.0
220
25.0
011
0.9
121
3.0
221
70.0
020
0.9
200
2.5
222
110.0
100
0.6
201
5.0
101
1.2
210
6.0
5.6.5.3重复样细菌计数示例见表5。
细菌的查表只与重复度有关，菌量数由表3或表4中查出近似值，再扩大相应的次方数即可，细菌生长结果计算示例（见表5）。
表5细菌菌量计数示例表
示
例
长菌观察
生长指标
菌量
个/mL
1号瓶
2号瓶
3号瓶
4号瓶
5号瓶
0级
1级
2级
3级
4级
1
++
++
--
--
--
200
101
2.5
101
2
+-
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100
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0.6
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3
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