Hall曲线在气田水回注环境风险预警中的应用.pdf

H a l l曲线在气田水回注环境风险预警中的应用何坤忆1,2 翁帮华1,2 焦艳军1,2 吴潇1 林青3 胡学华1,21.中国石油西南油气田公司安全环保与技术监督研究院 2.四川天宇石油环保安全技术咨询服务有限公司3.中国石油西南油气田公司川中油气矿 摘要:目的 为有效控制气田水回注泄漏风险,将地下水污染环境风险防控关口前置。方法 结合回注井日常运行参数,建立了回注井H a l l曲线关系,利用回注井累积注入量与H a l l积分(注入压差累计时间)的线性关系,监测回注异常工况,并应用微地震监测技术进行结果验证。结果 应用H a l l曲线能更为简便直观地对回注井进行跟踪监测,消除单次注水参数变化等带来的影响,在气田水回注井地下水常规监测的基础上实现回注风险的提前预警,提高气田水回注井泄漏监测的准确性和科学性,为下一步回注井地下水环境风险预警奠定基础。结论 气田水回注应进一步建立完善以气田水回注井完整性管理为核心的地下水环境风险防控体系。关键词:H a l l曲线;气田水回注;环境风险;地下水;微地震监测;防控措施D O I:1 0.3 9 6 9/j.i s s n.1 0 0 7-3 4 2 6.2 0 2 3.0 4.0 2 1 引用格式:何坤忆,翁帮华,焦艳军,等.H a l l曲线在气田水回注环境风险预警中的应用J.石油与天然气化工,2 0 2 3,5 2(4):1 2 2-1 2 5.HEKY,WE N GBH,J I AO YJ,e ta l.A p p l i c a t i o no fH a l lp l o t i ne n v i r o n m e n t a lr i s kp r e v e n t i o na n dc o n t r o lo fg a sf i e l dw a t e rr e i n j e c t i o nJ.C h e m i c a lE n g i n e e r i n go fO i l&G a s,2 0 2 3,5 2(4):1 2 2-1 2 5.A p p l i c a t i o no fH a l lp l o t i ne n v i r o n m e n t a l r i s kp r e v e n t i o na n dc o n t r o l o f g a s f i e l dw a t e r r e i n j e c t i o nH eK u n y i1,2,W e n gB a n g h u a1,2,J i a oY a n j u n1,2,W uX i a o1,L i nQ i n g3,H uX u e h u a1,21.R e s e a r c hI n s t i t u t eo fS a f e t y,E n v i r o n m e n tP r o t e c t i o na n dT e c h n i c a lS u p e r v i s i o n,P e t r o C h i n aS o u t h w e s tO i l&G a s f i e l dC o m p a n y,C h e n g d u,S i c h u a n,C h i n a;2.S i c h u a nT i a n y uP e t r o l e u mE n v i r o n m e n t a lP r o t e c t i o n&S a f e t yT e c h n o l o g yC o n s u l t i n gS e r v i c e sC o.,L t d,C h e n g d u,S i c h u a n,C h i n a;3.C e n t r a l S i c h u a nO i la n dG a sD i s t r i c t,P e t r o C h i n aS o u t h w e s tO i l&G a s f i e l dC o m p a n y,S u i n i n g,S i c h u a n,C h i n aA b s t r a c t:O b j e c t i v eI no r d e r t oe f f e c t i v e l yc o n t r o l t h e l e a k a g e r i s ko fw a t e r r e i n j e c t i o n i n t h eg a s f i e l d,t h ep r e v e n t i o na n dc o n t r o lg a t eo f g r o u n d w a t e rp o l l u t i o n r i s k i sp u t i n f r o n t.M e t h o d s T h i s s t u d ye s t a b l i s h e d t h eH a l l p l o t o f t h e r e i n j e c t i o nw e l l c o m b i n e dw i t ht h ed a i l yo p e r a t i o np a r a m e t e r s.T h el i n e a rr e l a t i o n s h i pb e t w e e nt h ec u m u l a t i v ei n j e c t i o nv o l u m eo ft h er e i n j e c t i o nw e l la n d H a l li n t e g r a l(i n j e c t i o np r e s s u r ed i f f e r e n c e c u m u l a t i v et i m e)w a su s e dt om o n i t o ra b n o r m a lr e i n j e c t i o nc o n d i t i o n s.T h ea p p l i c a t i o no fm i c r o s e i s m i cm o n i t o r i n gt e c h n o l o g ya l s ov e r i f y t h e r e s u l t s.R e s u l t sT h e a p p l i c a t i o no fH a l l p l o t c a n t r a c ka n dm o n i t o r t h e r e i n j e c t i o nw e l l sm o r ee a s i l ya n dv i s u a l l y,e l i m i n a t et h ei n f l u e n c eo fc h a n g e si ns i n g l ei n j e c t i o np a r a m e t e r s,r e a l i z et h ee a r l y w a r n i n go fr e i n j e c t i o nr i s ko nt h eb a s i so fr o u t i n em o n i t o r i n go nu n d e r g r o u n dw a t e ri nt h ew a t e rr e i n j e c t i o nw e l l s,i m p r o v et h ea c c u r a c ya n ds c i e n t i f i c i t yo f l e a k a g em o n i t o r i n go nt h er e i n j e c t i o nw e l l si ng a sf i e l d,a n dl a yaf o u n d a t i o nf o rt h ee a r l yw a r n i n go fu n d e r g r o u n dw a t e re n v i r o n m e n t a l r i s k i nt h er e i n j e c t i o nw e l l s i nt h e f o l l o w i n gs t e p.C o n c l u s i o n s T h eg r o u n d w a t e re n v i r o n m e n t a l r i s kp r e v e n t i o na n dc o n t r o l s y s t e m w i t ht h e i n t e g r i t ym a n a g e m e n to fg a sf i e l dw a t e rr e i n j e c t i o nw e l l sa st h ec o r es h o u l db ef u r t h e re s t a b l i s h e da n di m p r o v e d.K e y w o r d s:H a l l p l o t;g a s f i e l dw a t e rr e i n j e c t i o n;e n v i r o n m e n t a l r i s k;u n d e r g r o u n dw a t e r;m i c r o s e i s m i cm o n i t o r i n g;p r e v e n t i o na n dc o n t r o lm e a s u r e s 有水气藏的开采过程中通常伴有地层水采出,形成气田水,气田水回注是目前国内外气田水处置的主要方式之一1-5。如何确保气田水“注得进、封得住”,是制约气田安全清洁高效开发的关键问题。气田水回注环境风险主要来源于回注层位的地质风险、回注井井筒风险,一旦气田水泄漏进入浅部含水层中,将对地下水环境造成影响6-7。由于地下水污染具有隐蔽性、难以逆转性和滞后性,油气行业通过气田水回注风险评估、提出回注风险监测预警技术、建立回注标准规范等,构建基于回注层优选、回注井建设、回注水水质指221石 油 与 天 然 气 化 工 CHEM I C A LE NG I N E E R I NGO FO I L&G A S 2 0 2 3 基金项目:中国石油西南油气田公司新技术推广项目“气田水回注井地下水环境风险预警技术推广应用研究”(2 0 2 1 0 3 0 7-1 1)作者简介:何坤忆,1 9 9 4年生,工学硕士,工程师,2 0 1 9年毕业于西南石油大学化学工程与技术专业,主要从事油气田开发环境保护研究工作。E-m a i l:h e_k y p e t r o c h i n a.c o m.c n标控制和地下水环境监测为核心的从源头到末端的回注井环境风险防控技术体系8-9,并致力将风险防控关口前移,不断提高气田水回注环境风险防控水平。现有的地下水环境风险预警以水质趋势预警为主,本研究将H a l l曲线分析法运用于气田水回注地下水环境风险预警中,监测回注异常工况,实现回注风险的提前预警。1 气田水回注环境风险监测技术与发展1.1 国内外气田水回注政策美国联邦法律原则上禁止油气田废水向地表水体排放,而采用深井灌注处置废水最基本的前提是保证排放物与可利用的地下水资源完全隔绝。安全饮用水法 授予美国环境保护署(E P A)针对地下水灌注控制的管理权限,对回注井的建设、运行、监测、报告和封井等进行规定,其中第类井可灌注油气工业废水。现阶段我国还没有针对气田水回注进行专门立法,对气田水回注的法律控制主要体现在以下三个方面:(1)中华人民共和国环境保护法(以下简称 环境保护法)及 中华人民共和国水污染防治法(以