周 丹，古 亮，李泰余，魏江偉

（1.西安中孚凱宏石油科技有限責(zé)任公司，陜西西安 710018；2.中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司長(zhǎng)慶實(shí)業(yè)集團(tuán)，陜西西安 710016；3.中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司第五采油廠，陜西榆林 719000）

姬塬油田長(zhǎng)8油藏多組分復(fù)合微乳膠束液增注工藝技術(shù)研究

周 丹1，古 亮2，李泰余2，魏江偉3

（1.西安中孚凱宏石油科技有限責(zé)任公司，陜西西安 710018；2.中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司長(zhǎng)慶實(shí)業(yè)集團(tuán)，陜西西安 710016；3.中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司第五采油廠，陜西榆林 719000）

姬塬油田注水開(kāi)發(fā)中出現(xiàn)了注水井壓力偏高、注水量下降或注不進(jìn)水的現(xiàn)象。本文分析了其產(chǎn)生原因，針對(duì)性的開(kāi)發(fā)研究了多組分復(fù)合微乳液增注工藝技術(shù)，在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中取得了較好的效果。

姬塬油田；多組分；微乳液；增注

姬塬油田2007年在羅1井區(qū)長(zhǎng)8儲(chǔ)層開(kāi)展井組開(kāi)發(fā)試驗(yàn)，拉開(kāi)了長(zhǎng)8層滾動(dòng)開(kāi)發(fā)的序幕。在油田長(zhǎng)期注水開(kāi)發(fā)過(guò)程中，外來(lái)注入水不斷地注入到油層中，必然要與油層的巖石和流體接觸，并發(fā)生各種物理、化學(xué)變化。一方面由于地層水與注入水不配伍以及注水系統(tǒng)管路腐蝕，產(chǎn)生沉淀結(jié)垢；另一方面地層長(zhǎng)期注淡水，引起地層水敏傷害，導(dǎo)致油田注水壓力升高，欠注嚴(yán)重。加之姬塬油田長(zhǎng)8油藏儲(chǔ)層的特低滲特征，導(dǎo)致油田在注水期間水井壓力持續(xù)偏高、注水量下降或注不進(jìn)水，達(dá)不到配注要求，嚴(yán)重影響了油田生產(chǎn)和開(kāi)發(fā)效果。多組分復(fù)合微乳膠束液增注技術(shù)針對(duì)姬塬油田長(zhǎng)8油藏出現(xiàn)的問(wèn)題，在工藝和配方上做了適應(yīng)性的調(diào)整，在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中取得了較好的效果[1，2]。

1 姬塬油田長(zhǎng)8油藏注水井欠注原因及其影響因素

1.1 欠注井的主要特點(diǎn)

1.1.1 長(zhǎng)8儲(chǔ)層物性差，注水井投注初期即高壓欠注長(zhǎng)8儲(chǔ)層致密，滲透率低，孔喉半徑細(xì)小，原生粒間孔保存較差。儲(chǔ)層黏土和高嶺土含量高，容易產(chǎn)生水敏傷害，導(dǎo)致儲(chǔ)層物性變差。具體表現(xiàn)為投注初期注水壓力偏高，投注后很快出現(xiàn)注不夠和注不進(jìn)現(xiàn)象。

1.1.2 注水過(guò)程中結(jié)垢嚴(yán)重，地層堵塞，吸水能力變差造成欠注 長(zhǎng)8注水地層普遍存在嚴(yán)重的BaSO4結(jié)垢，且貫穿整個(gè)注水開(kāi)發(fā)過(guò)程。地層結(jié)垢對(duì)儲(chǔ)層滲透率影響較大，造成注水井吸水能力下降，注水壓力持續(xù)升高，進(jìn)而導(dǎo)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響因素

1.2.1 注水適應(yīng)性分析 姬塬油田部分注水站，水源來(lái)自洛河層，Na2SO4水型，SO42-含量最高達(dá)2423mg/L。所轄油井為三疊系延長(zhǎng)組長(zhǎng)8油層，水型為CaCl2型，普遍含有 Ba2+、Sr2+，濃度超過(guò)1000mg/L，有的井 Ba2+含量達(dá)2436mg/L。這兩種水相混后會(huì)形成不溶于酸的硫酸鋇、鈣鹽，在采油井井底、地面系統(tǒng)管道內(nèi)結(jié)垢，更嚴(yán)重的是注水時(shí)在油層內(nèi)結(jié)垢，堵塞儲(chǔ)層孔隙喉道，是造成注水開(kāi)發(fā)后注水壓力持續(xù)升高或注不進(jìn)水的主要原因[3]（見(jiàn)表1）。

實(shí)驗(yàn)表明，注入水與長(zhǎng)8地層水不同程度見(jiàn)水后均存在結(jié)垢趨勢(shì)，結(jié)有硫酸鋇、碳酸鈣，其中長(zhǎng)8最大結(jié)垢量2867mg/L，其中硫酸鋇1061mg/L。姬塬油田注入水與三疊系長(zhǎng)8地層水存在嚴(yán)重不配伍問(wèn)題，隨著注水開(kāi)發(fā)的進(jìn)程，在地層會(huì)發(fā)生結(jié)垢，堵塞滲流通道，使注水壓力逐漸升高（見(jiàn)表2）。

1.2.2 儲(chǔ)層物性差是欠注的重要因素 姬塬長(zhǎng)8相比油田其他長(zhǎng)8儲(chǔ)層，礦物成熟度較高，儲(chǔ)層粒度細(xì)、黏土含量高，填隙物中高嶺石含量較高，注水開(kāi)發(fā)過(guò)程中易造成水敏、速敏傷害，導(dǎo)致儲(chǔ)層物性變差。

姬塬長(zhǎng)8儲(chǔ)層致密，滲透率低，面孔率小，孔喉半徑細(xì)小，原生粒間孔保存較差，開(kāi)發(fā)過(guò)程中易造成堵塞，導(dǎo)致地層傷害，是造成姬塬油田投注初期注水壓力普遍偏高的重要原因之一。加之非均質(zhì)性強(qiáng)，難以形成有效滲流通道，導(dǎo)致水井吸水能力差[4，5]。

1.2.3 儲(chǔ)層存在敏感也會(huì)造成注水井欠注 室內(nèi)敏感性評(píng)價(jià)表明，姬塬長(zhǎng)8儲(chǔ)層敏感性傷害以水敏和速敏為主，程度為中等-弱。在注水開(kāi)發(fā)的過(guò)程中由于敏感礦物的普遍存在，會(huì)加劇已有的地層傷害。

1.2.4 儲(chǔ)層巖石的潤(rùn)濕性為弱親油性

2 多組分復(fù)合膠束微乳液技術(shù)原理及特點(diǎn)

2.1 多組分復(fù)合膠束微乳液技術(shù)原理

2.1.1 膠束酸體系的穿透及增溶作用 膠束酸是在基酸中加入一種性能優(yōu)良的膠束劑而配制成的酸液。從而賦予酸液低表/界面張力、防乳化能力、懸浮地層酸不溶物顆粒、水潤(rùn)濕地層巖石及延緩酸巖反應(yīng)速度等能力，在低壓下產(chǎn)生低阻，實(shí)現(xiàn)深穿透，提高地層滲透率。

根據(jù)膠束理論，膠束有一個(gè)很重要的特性，即增溶作用：水外相膠束可以增溶和水不相溶的油相，使之進(jìn)入膠團(tuán)內(nèi)；油外相的膠束也可把不溶于油的水相增溶到膠團(tuán)內(nèi)。與常規(guī)酸液相比，膠束酸具有表/界面張力低、反應(yīng)速度慢、有效作用時(shí)間長(zhǎng)、穿透距離長(zhǎng)、返排效果好等優(yōu)點(diǎn)，而且膠束酸懸浮固體微粒的能力強(qiáng)，它通過(guò)靜電作用能將酸化作業(yè)過(guò)程中所釋放出的酸不溶微粒懸浮于殘酸液中，防止微粒運(yùn)移、沉積造成地層損害。

表面活性劑是由親水基和親油基（疏水基）組成，其在水或油中的分布狀況隨濃度的變化而變化?；钚詣┤芙獾剿?，活性劑分子首先排布在水的表面，親水基向水，親油基向空氣。隨著濃度增大，活性劑分子布滿水表面后，便進(jìn)入水中。由于水分子對(duì)親水基的吸引和對(duì)親油基的排斥，促使活性劑分子互相締合，當(dāng)活性劑濃度＞CMC（臨界膠束濃度）時(shí)，就締合成以親油基為內(nèi)核，親水基外露的多分子集合體，稱為膠束或膠團(tuán)。同理，也可以形成親水基為內(nèi)核，親油基外露的油外相膠束（見(jiàn)圖1）。

表1 姬塬油田注入水與地層水配伍性實(shí)驗(yàn)

表2 結(jié)垢物組分含量，%

圖1 膠束形成及增溶過(guò)程示意圖

2.1.2 微乳化液對(duì)儲(chǔ)層滲流環(huán)境的改善作用 微乳化液是一種由油相、水相、表面活性劑和助劑等成分在一定濃度范圍內(nèi)自發(fā)形成的透明或大半透明的新型油水分散體系。

2.1.3 多組分對(duì)無(wú)機(jī)垢、有機(jī)垢和細(xì)菌產(chǎn)物的溶解及螯合作用 酸性微乳化膠束液解堵技術(shù)也正是結(jié)合長(zhǎng)慶油田各區(qū)塊延長(zhǎng)組儲(chǔ)層特點(diǎn)，針對(duì)儲(chǔ)層綠泥石含量高、酸敏、地層水Ca2+（Ba2+）含量高、延安組和延長(zhǎng)組地層水嚴(yán)重不配伍等諸多問(wèn)題，以清除無(wú)機(jī)垢和黏土礦物堵塞為主，兼有溶解蠟沉積和防止被改造層出水的一項(xiàng)油井增產(chǎn)技術(shù)。

2.2 多組分復(fù)合膠束微乳液技術(shù)特點(diǎn)

2.2.1 多組分膠束酸微乳液具有良好的物理性能 微乳液膠束酸體系通過(guò)膠束溶劑中含有表面活性劑、互溶劑等可以滲透、溶解重質(zhì)烴，把覆蓋在巖石或無(wú)機(jī)垢表面的油垢溶解，部分油污可增溶到膠束中，從而解除有機(jī)堵塞，后續(xù)酸液解除無(wú)機(jī)堵塞。

2.2.2 降低液相表面張力 主體組分ZF-1微乳化液膠束酸體系、ZF-2堿質(zhì)液的表面張力隨著時(shí)間的增加而下降，分別達(dá)到最低值17×10-3mN/m和10×10-3mN/m（見(jiàn)圖2）。

2.2.3 改善油層滲流特性（見(jiàn)圖3）

圖2 降低流體表面張力

圖3 改善油層滲流特性

3 多組分復(fù)合膠束微乳液增注現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施及效果分析

3.1 施工參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)

在油田現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)施工參數(shù)進(jìn)行合理的選擇和優(yōu)化：根據(jù)不同施工井況實(shí)施不同的作業(yè)工藝、應(yīng)用不同的增注配方；按照地質(zhì)方案要求，根據(jù)地層物性特征和油田酸化增注措施的實(shí)踐，為達(dá)到經(jīng)濟(jì)有效的目標(biāo)，設(shè)計(jì)合理的解堵半徑；根據(jù)處理油層段、射孔段厚度、射開(kāi)程度，設(shè)計(jì)進(jìn)入地層處理液量。

現(xiàn)場(chǎng)注入方式：分段塞連續(xù)注入；注入速度：控制排量在150 L/min～300 L/min。在井口、管線額定安全壓力條件下，可適當(dāng)調(diào)大注入排量，提高解堵液穿透距離，深部解堵。

3.2 注水井降壓增注實(shí)施情況

3.2.1 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)情況 本項(xiàng)技術(shù)在姬塬油田長(zhǎng)8油藏共實(shí)施水井增注28井次，其中多組分復(fù)合降壓增注11口，暫堵酸壓7口，不加砂酸壓10口。措施有效率96%，日增注2340.5 m3，平均單井日增注15.4 m3，措施后平均油壓降低1.6MPa，平均套壓降低1.6MPa。

3.2.2 注水井長(zhǎng)效增注的技術(shù)體系 姬塬油田長(zhǎng)8油藏經(jīng)過(guò)多年的注水開(kāi)發(fā)，注水壓力不斷上升，欠注問(wèn)題凸顯。近年，對(duì)注水井措施增注工藝進(jìn)行了探索，試驗(yàn)了多種降壓增注工藝技術(shù)，取得了一定成效。主要應(yīng)用多組分復(fù)合酸、暫堵酸化及不加砂酸壓等3種主體增注工藝體系（見(jiàn)表3）。

表3 姬塬油田長(zhǎng)8油藏主體增注工藝體系

3.3 應(yīng)用實(shí)例分析

實(shí)例1：Y63-XX注水井復(fù)合降壓增注。

（1）措施依據(jù)：Y63-XX井2010年9月高能氣體壓裂長(zhǎng)811，2010年11月投注，投注后注水正常，措施前注水壓力高注不進(jìn)。

（2）措施要求及目的：措施處理油層段總厚度為13.0 m，射孔段總厚度為10.0 m，射開(kāi)油層段總厚度為13.0 m，設(shè)計(jì)入井處理液總量為115 m3，其中入地層液量55 m3。措施要求對(duì)該井長(zhǎng)811層2688.0 m～2698.0 m井段實(shí)施酸化增注技術(shù)，提高注水效率和對(duì)應(yīng)油井的水驅(qū)波及程度，補(bǔ)充周圍油井地層能量（見(jiàn)表4）。

表4 Y63-XX注水井入井處理液用量表

（3）措施效果（見(jiàn)圖 4）。

圖4 Y63-XX注水井酸化增注施工壓力排量曲線圖

Y63-XX井從施工過(guò)程來(lái)看，預(yù)處理后壓力下降明顯，措施后，油壓下降了2.8MPa，套壓下降了2.5MPa，能夠滿足配注要求，日增注36 m3，累計(jì)增注4793 m3，并且持續(xù)有效，措施效果良好（見(jiàn)表5）。

表5 Y63-XX注水井措施效果統(tǒng)計(jì)表

實(shí)例2：Y35-XX注水井復(fù)合暫堵酸壓。

（1）措施依據(jù)：該井于2010年7月投注，投注初期即注不夠，3個(gè)月后注不進(jìn)，注水壓力一直較高，均在19.0MPa左右。該井于2011年7月實(shí)施酸壓增注措施，措施后效果明顯，水井日注水量可達(dá)到配注，但措施有效期短（8個(gè)月），措施前該井欠注。

（2）措施要求及目的：本次處理油層段總厚度為20.7m，射孔段總厚度為10.0m，射開(kāi)油層段總厚度為20.7m，設(shè)計(jì)入井處理液總量為123.0m3，其中入地層液量為93.0 m3。措施要求對(duì)該井長(zhǎng)822層2645.0m～2655.0m井段實(shí)施暫堵酸壓增注技術(shù)，解除地層堵塞恢復(fù)注水能力以提高水驅(qū)效果（見(jiàn)表6）。

（3）措施效果（見(jiàn)圖5）。

Y35-XX井施工過(guò)程中添加暫堵劑，提高了施工壓力，改變裂縫走向，施工結(jié)束裂縫不完全閉合，最終形成具有一定幾何尺寸和導(dǎo)流能力的人工裂縫。并通過(guò)多組分解堵劑的協(xié)同作用，達(dá)到改善滲流環(huán)境，油井增產(chǎn)，注水井降壓增注的目的。措施后，油壓下降了4.4MPa，套壓下降了4.2MPa，能夠滿足配注要求，日增注25 m3，累計(jì)增注3433 m3，并且持續(xù)有效，措施效果良好（見(jiàn)表7）。

表6 Y35-XX注水井入井處理液用量

圖5 Y35-XX注水井暫堵酸壓增注施工壓力排量曲線圖

表7 Y35-XX注水井措施效果統(tǒng)計(jì)表

4 結(jié)論

（1）姬塬油田長(zhǎng)8儲(chǔ)層，礦物成熟度較高，儲(chǔ)層粒度細(xì)、黏土含量高，填隙物中高嶺石含量較高，注水開(kāi)發(fā)過(guò)程中易造成水敏、速敏傷害，使儲(chǔ)層物性變差，導(dǎo)致注水井壓力升高和欠注。

（3）本技術(shù)在姬塬油田長(zhǎng)8油藏試驗(yàn)了3種注水井多組分復(fù)合微乳膠束液增注技術(shù)，各有其不同的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和工藝特點(diǎn)。通過(guò)28口井的資料可以看出，這些技術(shù)對(duì)低滲砂巖儲(chǔ)層、堵塞類型復(fù)雜、污染嚴(yán)重的欠注水井具有顯著的解堵、降壓增注效果，具有有效期長(zhǎng)，適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)。各項(xiàng)技術(shù)措施的應(yīng)用，均取得了顯著的技術(shù)效果和經(jīng)濟(jì)效益。

（4）在措施工藝選擇時(shí)，針對(duì)不同的區(qū)塊、儲(chǔ)層條件、堵塞類型以及措施目的等進(jìn)行有效地選井。針對(duì)不同的儲(chǔ)層和井況，選用不同的、相適應(yīng)的增注工藝技術(shù)體系；并根據(jù)單井的不同情況，對(duì)同一酸化技術(shù)體系的酸液配方、施工工藝等也應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的、有針對(duì)性地調(diào)整和優(yōu)化，提高措施的適應(yīng)性和有效性。

［1]萬(wàn)仁溥，李志明.壓裂酸化技術(shù)論文集［M］.北京:石油工業(yè)出版社，1999.

［2]任志鵬，王小琳，李歡，等.長(zhǎng)慶油田姬塬長(zhǎng)8油藏增注工藝技術(shù)研究［J］.石油地質(zhì)與工程，2013，27（2）：108-111.

［3]李泰余，周丹，古亮，等.多組分復(fù)合解堵降壓增注技術(shù)在安塞油田的應(yīng)用［J］.石油化工應(yīng)用，2012，31（3）：6-9.

［4]羅躍，陳文斌，鄭力軍，等.降壓增注技術(shù)在低滲透油田的應(yīng)用研究［J］.斷塊油氣田，2008，15（2）：72-74.

［5]胥云.低滲透復(fù)雜巖性油藏酸壓技術(shù)研究與應(yīng)用［D］.成都：西南石油學(xué)院博士學(xué)位論文，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

西安市科技計(jì)劃項(xiàng)目：特低滲透油田超低阻微乳液增產(chǎn)技術(shù)及產(chǎn)品，項(xiàng)目編號(hào)：CX13118。

周丹，女（1985-），碩士，工程師，主要從事于油田化學(xué)技術(shù)和油田增產(chǎn)增注技術(shù)的研究和項(xiàng)目管理工作。