姬塬油田长8油藏多组分复合微乳胶束液增注工艺技术研究

周 丹，古 亮，李泰余，魏江伟

（1.西安中孚凯宏石油科技有限责任公司，陕西西安 710018；2.中国石油长庆油田分公司长庆实业集团，陕西西安 710016；3.中国石油长庆油田分公司第五采油厂，陕西榆林 719000）

姬塬油田长8油藏多组分复合微乳胶束液增注工艺技术研究

周 丹1，古 亮2，李泰余2，魏江伟3

（1.西安中孚凯宏石油科技有限责任公司，陕西西安 710018；2.中国石油长庆油田分公司长庆实业集团，陕西西安 710016；3.中国石油长庆油田分公司第五采油厂，陕西榆林 719000）

姬塬油田注水开发中出现了注水井压力偏高、注水量下降或注不进水的现象。本文分析了其产生原因，针对性的开发研究了多组分复合微乳液增注工艺技术，在现场试验中取得了较好的效果。

姬塬油田；多组分；微乳液；增注

姬塬油田2007年在罗1井区长8储层开展井组开发试验，拉开了长8层滚动开发的序幕。在油田长期注水开发过程中，外来注入水不断地注入到油层中，必然要与油层的岩石和流体接触，并发生各种物理、化学变化。一方面由于地层水与注入水不配伍以及注水系统管路腐蚀，产生沉淀结垢；另一方面地层长期注淡水，引起地层水敏伤害，导致油田注水压力升高，欠注严重。加之姬塬油田长8油藏储层的特低渗特征，导致油田在注水期间水井压力持续偏高、注水量下降或注不进水，达不到配注要求，严重影响了油田生产和开发效果。多组分复合微乳胶束液增注技术针对姬塬油田长8油藏出现的问题，在工艺和配方上做了适应性的调整，在现场应用中取得了较好的效果[1，2]。

1 姬塬油田长8油藏注水井欠注原因及其影响因素

1.1 欠注井的主要特点

1.1.1 长8储层物性差，注水井投注初期即高压欠注长8储层致密，渗透率低，孔喉半径细小，原生粒间孔保存较差。储层黏土和高岭土含量高，容易产生水敏伤害，导致储层物性变差。具体表现为投注初期注水压力偏高，投注后很快出现注不够和注不进现象。

1.1.2 注水过程中结垢严重，地层堵塞，吸水能力变差造成欠注 长8注水地层普遍存在严重的BaSO4结垢，且贯穿整个注水开发过程。地层结垢对储层渗透率影响较大，造成注水井吸水能力下降，注水压力持续升高，进而导致欠注。

1.1.3 部分井措施后即失效

1.2 注水井欠注原因及其影响因素

1.2.1 注水适应性分析 姬塬油田部分注水站，水源来自洛河层，Na2SO4水型，SO42-含量最高达2423mg/L。所辖油井为三叠系延长组长8油层，水型为CaCl2型，普遍含有 Ba2+、Sr2+，浓度超过1000mg/L，有的井 Ba2+含量达2436mg/L。这两种水相混后会形成不溶于酸的硫酸钡、钙盐，在采油井井底、地面系统管道内结垢，更严重的是注水时在油层内结垢，堵塞储层孔隙喉道，是造成注水开发后注水压力持续升高或注不进水的主要原因[3]（见表1）。

实验表明，注入水与长8地层水不同程度见水后均存在结垢趋势，结有硫酸钡、碳酸钙，其中长8最大结垢量2867mg/L，其中硫酸钡1061mg/L。姬塬油田注入水与三叠系长8地层水存在严重不配伍问题，随着注水开发的进程，在地层会发生结垢，堵塞渗流通道，使注水压力逐渐升高（见表2）。

1.2.2 储层物性差是欠注的重要因素 姬塬长8相比油田其他长8储层，矿物成熟度较高，储层粒度细、黏土含量高，填隙物中高岭石含量较高，注水开发过程中易造成水敏、速敏伤害，导致储层物性变差。

姬塬长8储层致密，渗透率低，面孔率小，孔喉半径细小，原生粒间孔保存较差，开发过程中易造成堵塞，导致地层伤害，是造成姬塬油田投注初期注水压力普遍偏高的重要原因之一。加之非均质性强，难以形成有效渗流通道，导致水井吸水能力差[4，5]。

1.2.3 储层存在敏感也会造成注水井欠注 室内敏感性评价表明，姬塬长8储层敏感性伤害以水敏和速敏为主，程度为中等-弱。在注水开发的过程中由于敏感矿物的普遍存在，会加剧已有的地层伤害。

1.2.4 储层岩石的润湿性为弱亲油性

2 多组分复合胶束微乳液技术原理及特点

2.1 多组分复合胶束微乳液技术原理

2.1.1 胶束酸体系的穿透及增溶作用 胶束酸是在基酸中加入一种性能优良的胶束剂而配制成的酸液。从而赋予酸液低表/界面张力、防乳化能力、悬浮地层酸不溶物颗粒、水润湿地层岩石及延缓酸岩反应速度等能力，在低压下产生低阻，实现深穿透，提高地层渗透率。

根据胶束理论，胶束有一个很重要的特性，即增溶作用：水外相胶束可以增溶和水不相溶的油相，使之进入胶团内；油外相的胶束也可把不溶于油的水相增溶到胶团内。与常规酸液相比，胶束酸具有表/界面张力低、反应速度慢、有效作用时间长、穿透距离长、返排效果好等优点，而且胶束酸悬浮固体微粒的能力强，它通过静电作用能将酸化作业过程中所释放出的酸不溶微粒悬浮于残酸液中，防止微粒运移、沉积造成地层损害。

表面活性剂是由亲水基和亲油基（疏水基）组成，其在水或油中的分布状况随浓度的变化而变化。活性剂溶解到水中，活性剂分子首先排布在水的表面，亲水基向水，亲油基向空气。随着浓度增大，活性剂分子布满水表面后，便进入水中。由于水分子对亲水基的吸引和对亲油基的排斥，促使活性剂分子互相缔合，当活性剂浓度＞CMC（临界胶束浓度）时，就缔合成以亲油基为内核，亲水基外露的多分子集合体，称为胶束或胶团。同理，也可以形成亲水基为内核，亲油基外露的油外相胶束（见图1）。

表1 姬塬油田注入水与地层水配伍性实验

表2 结垢物组分含量，%

图1 胶束形成及增溶过程示意图

2.1.2 微乳化液对储层渗流环境的改善作用 微乳化液是一种由油相、水相、表面活性剂和助剂等成分在一定浓度范围内自发形成的透明或大半透明的新型油水分散体系。

2.1.3 多组分对无机垢、有机垢和细菌产物的溶解及螯合作用 酸性微乳化胶束液解堵技术也正是结合长庆油田各区块延长组储层特点，针对储层绿泥石含量高、酸敏、地层水Ca2+（Ba2+）含量高、延安组和延长组地层水严重不配伍等诸多问题，以清除无机垢和黏土矿物堵塞为主，兼有溶解蜡沉积和防止被改造层出水的一项油井增产技术。

2.2 多组分复合胶束微乳液技术特点

2.2.1 多组分胶束酸微乳液具有良好的物理性能 微乳液胶束酸体系通过胶束溶剂中含有表面活性剂、互溶剂等可以渗透、溶解重质烃，把覆盖在岩石或无机垢表面的油垢溶解，部分油污可增溶到胶束中，从而解除有机堵塞，后续酸液解除无机堵塞。

2.2.2 降低液相表面张力 主体组分ZF-1微乳化液胶束酸体系、ZF-2碱质液的表面张力随着时间的增加而下降，分别达到最低值17×10-3mN/m和10×10-3mN/m（见图2）。

2.2.3 改善油层渗流特性（见图3）

图2 降低流体表面张力

图3 改善油层渗流特性

3 多组分复合胶束微乳液增注现场实施及效果分析

3.1 施工参数优化设计

在油田现场设计时，对施工参数进行合理的选择和优化：根据不同施工井况实施不同的作业工艺、应用不同的增注配方；按照地质方案要求，根据地层物性特征和油田酸化增注措施的实践，为达到经济有效的目标，设计合理的解堵半径；根据处理油层段、射孔段厚度、射开程度，设计进入地层处理液量。

现场注入方式：分段塞连续注入；注入速度：控制排量在150 L/min～300 L/min。在井口、管线额定安全压力条件下，可适当调大注入排量，提高解堵液穿透距离，深部解堵。

3.2 注水井降压增注实施情况

3.2.1 现场试验情况 本项技术在姬塬油田长8油藏共实施水井增注28井次，其中多组分复合降压增注11口，暂堵酸压7口，不加砂酸压10口。措施有效率96%，日增注2340.5 m3，平均单井日增注15.4 m3，措施后平均油压降低1.6MPa，平均套压降低1.6MPa。

3.2.2 注水井长效增注的技术体系 姬塬油田长8油藏经过多年的注水开发，注水压力不断上升，欠注问题凸显。近年，对注水井措施增注工艺进行了探索，试验了多种降压增注工艺技术，取得了一定成效。主要应用多组分复合酸、暂堵酸化及不加砂酸压等3种主体增注工艺体系（见表3）。

表3 姬塬油田长8油藏主体增注工艺体系

3.3 应用实例分析

实例1：Y63-XX注水井复合降压增注。

（1）措施依据：Y63-XX井2010年9月高能气体压裂长811，2010年11月投注，投注后注水正常，措施前注水压力高注不进。

（2）措施要求及目的：措施处理油层段总厚度为13.0 m，射孔段总厚度为10.0 m，射开油层段总厚度为13.0 m，设计入井处理液总量为115 m3，其中入地层液量55 m3。措施要求对该井长811层2688.0 m～2698.0 m井段实施酸化增注技术，提高注水效率和对应油井的水驱波及程度，补充周围油井地层能量（见表4）。

表4 Y63-XX注水井入井处理液用量表

（3）措施效果（见图 4）。

图4 Y63-XX注水井酸化增注施工压力排量曲线图

Y63-XX井从施工过程来看，预处理后压力下降明显，措施后，油压下降了2.8MPa，套压下降了2.5MPa，能够满足配注要求，日增注36 m3，累计增注4793 m3，并且持续有效，措施效果良好（见表5）。

表5 Y63-XX注水井措施效果统计表

实例2：Y35-XX注水井复合暂堵酸压。

（1）措施依据：该井于2010年7月投注，投注初期即注不够，3个月后注不进，注水压力一直较高，均在19.0MPa左右。该井于2011年7月实施酸压增注措施，措施后效果明显，水井日注水量可达到配注，但措施有效期短（8个月），措施前该井欠注。

（2）措施要求及目的：本次处理油层段总厚度为20.7m，射孔段总厚度为10.0m，射开油层段总厚度为20.7m，设计入井处理液总量为123.0m3，其中入地层液量为93.0 m3。措施要求对该井长822层2645.0m～2655.0m井段实施暂堵酸压增注技术，解除地层堵塞恢复注水能力以提高水驱效果（见表6）。

（3）措施效果（见图5）。

Y35-XX井施工过程中添加暂堵剂，提高了施工压力，改变裂缝走向，施工结束裂缝不完全闭合，最终形成具有一定几何尺寸和导流能力的人工裂缝。并通过多组分解堵剂的协同作用，达到改善渗流环境，油井增产，注水井降压增注的目的。措施后，油压下降了4.4MPa，套压下降了4.2MPa，能够满足配注要求，日增注25 m3，累计增注3433 m3，并且持续有效，措施效果良好（见表7）。

表6 Y35-XX注水井入井处理液用量

图5 Y35-XX注水井暂堵酸压增注施工压力排量曲线图

表7 Y35-XX注水井措施效果统计表

4 结论

（1）姬塬油田长8储层，矿物成熟度较高，储层粒度细、黏土含量高，填隙物中高岭石含量较高，注水开发过程中易造成水敏、速敏伤害，使储层物性变差，导致注水井压力升高和欠注。

（3）本技术在姬塬油田长8油藏试验了3种注水井多组分复合微乳胶束液增注技术，各有其不同的技术优势和工艺特点。通过28口井的资料可以看出，这些技术对低渗砂岩储层、堵塞类型复杂、污染严重的欠注水井具有显著的解堵、降压增注效果，具有有效期长，适应性强等特点。各项技术措施的应用，均取得了显著的技术效果和经济效益。

（4）在措施工艺选择时，针对不同的区块、储层条件、堵塞类型以及措施目的等进行有效地选井。针对不同的储层和井况，选用不同的、相适应的增注工艺技术体系；并根据单井的不同情况，对同一酸化技术体系的酸液配方、施工工艺等也应进行相应的、有针对性地调整和优化，提高措施的适应性和有效性。

［1]万仁溥，李志明.压裂酸化技术论文集［M］.北京:石油工业出版社，1999.

［2]任志鹏，王小琳，李欢，等.长庆油田姬塬长8油藏增注工艺技术研究［J］.石油地质与工程，2013，27（2）：108-111.

［3]李泰余，周丹，古亮，等.多组分复合解堵降压增注技术在安塞油田的应用［J］.石油化工应用，2012，31（3）：6-9.

［4]罗跃，陈文斌，郑力军，等.降压增注技术在低渗透油田的应用研究［J］.断块油气田，2008，15（2）：72-74.

［5]胥云.低渗透复杂岩性油藏酸压技术研究与应用［D］.成都：西南石油学院博士学位论文，2004.

Study on multi-component composite micro-emulsion micellar liquid injection technology in Chang 8 reservoir of Jiyuan oilfield

ZHOU Dan1，GU Liang2，LI Taiyu2，WEI Jiangwei3
（1.Petroleum Technology Limited Liability Company of Xi'an Zhongfu Kaihong，Xi'an Shanxi 710018，China；2.Industrial Group Company of PetroChina Changqing Oilfield Company，Xi'an Shanxi 710016，China；3.Oil Production Plant 5 of PetroChina Changqing Oilfield Company，Yulin Shanxi 719000，China）

The pressure of injection wells in the development of water injection in Jiyuan oilfield is high,the water injection is decreased or the water is not injected.This paper analyzes the causes of its development,targeted the development of multi-component composite micro-emulsion injection technology,which has achieved good results in the field test.

Jiyuan oilfield；multi-component；micro-emulsion；water injection

TE357.6

A

1673-5285（2017）09-0019-05

10.3969/j.issn.1673-5285.2017.09.005

2017－08-16

西安市科技计划项目：特低渗透油田超低阻微乳液增产技术及产品，项目编号：CX13118。

周丹，女（1985-），硕士，工程师，主要从事于油田化学技术和油田增产增注技术的研究和项目管理工作。