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目前,我国众多的内陆产油区存在一个严峻的问题,就是随着原油累积采出量的逐渐增大,从地下一同采出的伴生水数量越来越多.渤海湾地区的胜坨、孤东、任邱等诸多油田,目前的平均含水比例与采出原油的数量相比已达到95﹪以上,年产地下水总量在整个渤海湾地区预计超过2亿吨.如此庞大的地下采出水量,其排放问题变得十分棘手.这类水质一般具有高矿化度,对地表农作物和生态环境具有极强的负面影响.受地面环境、占地面积和与海岸线的距离等因素限制,只有邻海少数几个油田能够将海洋作为接受污水的排放区.但总体来看,污水污染问题仍然十分严重,污水处理问题的解决迫在眉睫.本文根据华北油田任西地区基本地质条件和实验参数,在研究当中提出了多个创新点:提出了将潜山较高矿化度的混和污水回注相对浅层馆陶组的新思路,利用砂岩储层油气开采的研究思路对污水回注进行了可行性评估,利用石油地质的研究方法、手段和软件结合水文地质的研究思路解决环境保护的问题,利用三维地震资料解释、储层反演预测、油气层保护的研究方法进行污水回注的研究,但开展该领域的研究工作是个新课题,有待于多方位探索.本文作为一种新的尝试提出来加以研究,力求为油田采出水回注地层就地解决污染问题探索一条新思路.本文通过对研究区综合地质宏观、微观因素、水文特征等系统分析,针对深层污水回注浅部地层,认真分析了回注目的层、地层水及回注污水三个地质单元体的基本性质,研究其匹配性和对周围地下环境的影响程度,得到以下进展和认识:1、结合该区基本地质特征,利用地震、测井资料解释成果.用先进的全三维联片解释技术、地质统计分析技术、地震反演及储层预测技术对可注水砂层分布规模进行了预测,分析了构造在全区的分布特点,认为本区砂体与构造间的匹配关系良好,特别是明化镇组下段上部和馆陶组Ⅲ段砂体发育、连通性较好、储盖组合良好,可注水砂层组跟构造特征在工区西南部配置关系最好.2、通过对待注地层原地下水的水文地质条件和地层压力分布特征的研究,认为研究区以潜山断裂部位为轴,向两侧形成一由高至低的水动力场,并且所标定的两套砂体具备了半开启-开启条件,为污水回注提供了压力释放的可能性.3、进行了大量的储层敏感性实验和储层岩石学研究,根据储集体岩性、物性与敏感性分析,针对潜山污水性质,认为回注过程中存在水敏、速敏性,改造过程中存在微弱酸敏和盐、碱敏特征.特别对速敏临界值的允许范围做了详细的分析,证实污水回注是可行的.4、根据待注污水的水质特征,分析了地层条件与污水的、两相水体的配伍性,包括因污水的高矿化度和地层温度、压力的降低引起的结晶体和水垢等.根据上第三系地层水性质和潜山地层水性质的对比分析,认为两相水体基本是匹配的,尽管有微量结晶污垢产生的可能性,但相对高孔、渗储层而言,不会影响回注过程的进行.因此,从两相水体考虑,污水回注是可行的.5、对综合污水回注的各项地质参数作出了评价,对污水回注过程中的动态稳定性作出预测.认为明化镇下段上部河道砂组和馆陶组三段河道底砾岩组,是本区最佳注水层位,但是从注水需要具备的储、盖、通条件看,以馆陶组三段最为适宜,由于馆三段岩性粗、孔隙度大,侧向连通性较好,埋深大,既不会对上层供水构成威胁,也不会对深部采油造成影响.6、提出了钻前注水层保护设计,以避免钻探后的注水井遭受近井带的泥浆污染而致使后期注水存在问题.根据回注井的地理位置、主河道方向、物性及构造发育条件,对具体井位提出了意见,要求注水井压力既要克服地层压力,同时保持一定的压力水头,驱使注入水扩散.但是要注意不要超过临界流速.建议先进行一口井钻探实验,注意注水井的布置应尽可能避开现有的深层地下水开采井及影响区域,根据砂体展布方向及水动力流向,加强临近区新建深井的水位及水质动态检测,以寻找其规律,增强目的性,减少风险.