Нагнетаемые в продуктивные пласты пресные воды обладают различными физико-химическими и биолого-бактериологическими показателями (свойствами).

К физическим показателям поверхностных вод относятся температура воды, содержание в ней взвешенных веществ, запах, цветность (мутность).

К химическим показателям качества воды относятся рН, наличие азотсодержащих веществ, растворенных газов, хлоридов, сульфатов, железа, марганца, жесткость, щелочность, а также окисляемость воды.

К биологическим и бактериологическим показателям качества поверхностных вод относится наличие или отсутствие в них живых организмов и бактерий, тип которых зависит от химических показателей воды в водоеме.

Наибольшую значимость имеют следующие показатели: температура воды, размеры и количество взвешенных частиц, рН, количество и состав растворенных газов, жесткость, щелочность, окисляемость, биологические и бактериологические показатели качества воды.

Температура закачиваемой в пласт воды. Нагнетание больших объемов холодных поверхностных вод (особенно в зимний период) понижает температуру в пласте. С понижением температуры увеличивается вязкость нефти, повышаются показатели ее структурно-механических свойств. В нефтях, содержащих парафин и смолы, при понижении температуры в пласте могут образовываться и отлагаться кристаллы парафина, резко увеличивающие фильтрационные сопротивления и, как следствие этого - снижение нефтеизвлечения. Поэтому для каждого месторождения необходимо знать допустимые пределы изменения температуры закачиваемой в пласт воды и ее влияние на поведение флюидов в пласте.

Количество взвешенных частиц (КВЧ) в поверхностных водах, может колебаться в больших пределах и определяться фотоколориметрическим методом (при концентрации взвеси до 100 мг/л) с помощью бумажных фильтров (если эта концентрация выше 100 мг/л) или с применением культеров — электронных приборов, быстро дающих информацию о размерах частиц и их количестве.

Допустимые пределы изменения содержания механических примесей, содержащихся в поверхностных водах, как и для пластовых сточных вод, зависят от геолого-физических характеристик продуктивных горизонтов (проницаемости, трещиноватости, состава пород).

Концентрация водородных ионов. Важнейшей характеристикой ионного состава воды является содержание в них водородных ионов.

Известно, что молекула воды может диссоциировать на ионы:

Н₂О → Н⁺ + ОНˉ

Состояние равновесия характеризуется константой

(1.1.1)

где - концентрация ионов Н⁺, ОНˉ в воде соответственно, моль/л; - концентрация Н₂О, моль/л.

Концентрация воды постоянна и равна 55,56 моль/л. Поэтому из (1.1.1) следует

где К_в – ионное произведение воды, значения которого при различных температурах представлены в таблице 1.1.1.

При нейтральной реакции концентрации ионов водорода Н⁺ и гидроксильной группы ОНˉ равны, следовательно

Так как при температуре 22°С ионное произведение воды равно 10-14, то моль/л

Таблица 1.1.1

Ионное произведение воды

Отрицательное значение логарифма концентрации водородных ионов обозначается рН, т.е.

-lg С_Н+ = рН (1.1.2)

(1.1.3)

При 22^°С рН=7, следовательно, водный раствор с помощью рН – характеристики можно будет классифицировать следующим образом:

рН=7 – нейтральный;

рН>7 – щелочной;

рН<7 – кислый.

Растворенные в поверхностных водах газы - это могут быть кислород, углекислота, сероводород, азот и метан.

Углекислота встречается во всех водах и влияет на изменение солевого состава закачиваемой в пласт воды.

Н₂S, O₂, СO₂ содержащиеся в поверхностных водах, вызывают коррозию трубопроводов и насосов, и поэтому количество их должно быть минимальным.

Жесткость природных вод. Жесткостью воды называется суммарная эквивалентная концентрация катионов кальция и магния в воде:

С_жо= (qСа²⁺ +qMg²⁺) (1.1.4)

Эквивалентом ионов Э_и вещества называется их молекулярная масса или часть её, соответствующая единице валентности.

(1.1.5)

Таким образом, чтобы выразить содержание ионов вещества в растворе [мг·экв/кг, мг·экв/л] нужно количество миллиграммов ионов вещества в килограмме или в литре разделить на эквивалент

(1.1.6)

Таблица 1.1.2