油田常規(guī)鉆井取心巖樣測(cè)定潤濕性的試驗(yàn)研究

王尤富 （油氣鉆采工程湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 （長江大學(xué)）；長江大學(xué)石油工程學(xué)院，湖北 武漢430100）

臧士賓 （中石油青海油田分公司，甘肅 敦煌736202）

胡斌，王立 （長江大學(xué)石油工程學(xué)院，湖北 武漢430100）

油藏巖石潤濕性是巖石與地層流體在特定條件下綜合作用的結(jié)果。人們一般認(rèn)為，儲(chǔ)層巖石孔隙在初始狀態(tài)是充滿水的，且?guī)r石礦物多為石英、長石等親水礦物組成，因此儲(chǔ)層巖石在初始狀態(tài)是水潤濕的；油藏形成后，原油與巖石礦物表面接觸，原油中極性物質(zhì)吸附在巖石表面，使油藏巖石最終的潤濕性偏離成藏之前的水潤濕狀態(tài)，這種改變與油藏形成時(shí)間、原油性質(zhì)、巖石成分、油藏溫度和壓力等多種因素有關(guān)，導(dǎo)致油藏巖石具有不同的潤濕性，即強(qiáng)親水、親水、弱親水、中性、弱親油、親油、強(qiáng)親油等。

油藏巖石潤濕性是油田開發(fā)的重要參數(shù)，它決定油水在巖石孔隙中的分布、油水在巖石孔隙中的滲流特征、水驅(qū)油時(shí)毛細(xì)管力的方向以及水驅(qū)油采收率［1］，準(zhǔn)確確定油藏巖石的潤濕性，對(duì)提高油田開發(fā)效果和提高采收率等方面都有十分重要的意義。

利用油田常規(guī)鉆井取心巖樣測(cè)定潤濕性已得到人們廣泛的應(yīng)用［2～7］。常規(guī)鉆井取心獲得的巖石，由于受到鉆井液的污染，需要對(duì)巖樣進(jìn)行清洗并采用老化的方法恢復(fù)油藏巖石初始潤濕狀態(tài)后再進(jìn)行潤濕性的測(cè)定［8］。實(shí)踐表明，利用常規(guī)鉆井取心巖樣測(cè)定潤濕性的重要環(huán)節(jié)包括巖樣的清洗和老化恢復(fù)巖樣。筆者利用英東油田常規(guī)鉆井取心巖樣，參照文獻(xiàn) ［8］中介紹的自吸法，研究清洗巖樣的溶劑、巖樣老化時(shí)間和老化用油對(duì)測(cè)定巖樣潤濕性的影響。

1 巖樣清洗溶劑對(duì)潤濕性的影響

1.1 試驗(yàn)

試驗(yàn)用巖樣為英東油田某取心井相同層位的砂巖巖樣，分別利用甲苯、酒精／苯 （1／4）、四氯乙烯為清洗劑，采用蒸餾抽提法［9］清洗巖樣并烘干后，利用模擬地層水飽和巖樣和利用英東油田油層脫氣原油建立巖樣束縛水，恒溫50℃對(duì)巖樣老化15d，參照文獻(xiàn) ［8］中介紹的自吸法測(cè)定巖樣的水潤濕指數(shù)、油潤濕指數(shù)和相對(duì)潤濕指數(shù)，根據(jù)相對(duì)潤濕指數(shù)確定巖樣的潤濕性。

1.2 試驗(yàn)結(jié)果及分析

表1是不同溶劑清洗的巖樣測(cè)定潤濕性的試驗(yàn)結(jié)果。由表1的試驗(yàn)結(jié)果可以看出，利用甲苯和酒精／苯 （1／4）清洗后的巖樣，它們具有相近的強(qiáng)水潤濕性的特點(diǎn)；而利用四氯乙烯清洗后的巖樣，其油潤濕指數(shù)均大于其他兩種溶劑清洗的巖樣，水潤濕指數(shù)和相對(duì)潤濕指數(shù)均小于其他兩種溶劑清洗的巖樣，說明巖樣的親水性減弱，其潤濕性有向親油方向轉(zhuǎn)換的特征。這是由于甲苯、酒精／苯和四氯乙烯具有不同的特性以及蒸餾抽提法清洗巖樣過程所致。

表1 不同溶劑清洗巖樣測(cè)定的潤濕性結(jié)果

2 巖樣老化時(shí)間對(duì)潤濕性的影響

2.1 試驗(yàn)

試驗(yàn)用巖樣為英東油田某取心井相同層位的砂巖巖樣，先用甲苯清洗巖樣并烘干后，利用模擬地層水飽和巖樣，再利用英東油田油層脫氣原油建立巖樣束縛水；恒溫50℃對(duì)巖樣分別老化10、15、30、45、60d后，利用與1．1相同的試驗(yàn)方法測(cè)定巖樣的潤濕性。

2.2 試驗(yàn)結(jié)果及分析

表2是巖樣在不同老化時(shí)間下測(cè)定的潤濕性試驗(yàn)結(jié)果。由表2可以看出，隨巖樣老化時(shí)間的增長，巖樣的油潤濕指數(shù)增加、水潤濕指數(shù)和相對(duì)潤濕指數(shù)減小，巖樣的親水性減弱、親油性增強(qiáng)，巖樣的潤濕性逐漸向親油的方向轉(zhuǎn)換；當(dāng)巖樣老化時(shí)間增加到30d以后，巖樣的潤濕性由強(qiáng)親水的特性轉(zhuǎn)變?yōu)橛H水的特性。由表2的試驗(yàn)結(jié)果還可以看出，巖樣老化時(shí)間大于30d以后，巖樣的潤濕性基本保持不變，由此可知，英東油田常規(guī)鉆井取心巖樣測(cè)定潤濕性的巖樣合理老化時(shí)間為30d。

油藏巖石的潤濕性，主要取決于油藏巖石的礦物成分和巖石孔隙中原油的性質(zhì)。英東油田儲(chǔ)層巖石礦物成分分析結(jié)果表明，油田巖石中長石、石英、巖屑和方解石的質(zhì)量組成占整體巖石礦物質(zhì)量組成的87．3%，巖石礦物組成決定巖石本身具有強(qiáng)的親水性；英東油田原油組成分析結(jié)果表明，英東油田原油質(zhì)量中含有8．84%膠質(zhì)和3．35%瀝青質(zhì)，隨著巖樣老化時(shí)間的增長，原油中的膠質(zhì)和瀝青質(zhì)在巖石顆粒表面的吸附逐漸增強(qiáng)，促使巖石潤濕性逐漸向親油的方向轉(zhuǎn)換［10］。

表2 在不同老化時(shí)間下測(cè)定的巖樣潤濕性

3 巖樣老化用油對(duì)潤濕性的影響

3.1 試驗(yàn)

試驗(yàn)用巖樣為英東油田某取心井相同層位的砂巖巖樣，先用甲苯清洗巖樣并烘干后，利用模擬地層水飽和巖樣，再分別利用英東油田、花土溝和尕斯庫勒油田 （英東油田附近的油田）的油層脫氣原油建立巖樣束縛水；恒溫50℃對(duì)巖樣老化30d后，利用與1．1相同的試驗(yàn)方法測(cè)定巖樣的潤濕性。

3.2 試驗(yàn)結(jié)果及分析

表3是不同原油老化的巖樣測(cè)定潤濕性的試驗(yàn)結(jié)果。由表3可以看出，利用花土溝和尕斯庫勒油田的油層脫氣原油對(duì)巖樣進(jìn)行老化，巖樣的油潤濕指數(shù)均大于英東油田的，水潤濕指數(shù)和相對(duì)潤濕指數(shù)均小于英東油田的，說明巖樣的親水性減弱、親油性增強(qiáng)。

表3 不同老化用油測(cè)定的巖樣潤濕性

表4是英東油田、花土溝和尕斯庫勒油田的油層脫氣原油組成的分析結(jié)果，由表4的結(jié)果可知，花土溝和尕斯庫勒油田的油層脫氣原油中膠質(zhì)和瀝青質(zhì)含量大于英東油田的，巖樣在相同老化時(shí)間內(nèi)，老化油中的膠質(zhì)和瀝青質(zhì)含量越高，吸附在巖樣顆粒表面的極性物質(zhì)越多，使巖樣有更多的顆粒表面向親油的方向轉(zhuǎn)換，最終導(dǎo)致巖樣的親油性增強(qiáng)、親水性減弱。

表4 尕斯庫勒、花土溝和英東油田原油質(zhì)量組成分析結(jié)果

4 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

1）巖樣清洗溶劑的性質(zhì)對(duì)常規(guī)鉆井取心巖樣測(cè)定潤濕性有影響。利用常規(guī)鉆井取心巖樣測(cè)定油藏巖石的潤濕性，要在密閉取心巖樣測(cè)定潤濕性基礎(chǔ)上選擇合理的清洗巖樣的溶劑，對(duì)于親水的巖石，優(yōu)先選用甲苯或酒精／苯作為清洗溶劑，對(duì)于親油的巖石，優(yōu)先選用四氯乙烯作為清洗溶劑。

2）巖樣的老化時(shí)間對(duì)常規(guī)鉆井取心巖樣測(cè)定潤濕性有影響。對(duì)于膠質(zhì)和瀝青質(zhì)含量較低的老化油，巖樣的老化時(shí)間一般在30d以上可以滿足潤濕性測(cè)定要求，而對(duì)于膠質(zhì)和瀝青質(zhì)含量較高的老化油，巖樣的老化時(shí)間需要增長。

3）巖樣的老化用油對(duì)常規(guī)鉆井取心巖樣測(cè)定潤濕性有影響。利用常規(guī)鉆井取心巖樣測(cè)定油藏巖石的潤濕性，應(yīng)優(yōu)先使用該油藏產(chǎn)出的地面脫氣原油為老化用油，以保持老化油中膠質(zhì)和瀝青質(zhì)等的含量。

4）巖樣老化和測(cè)定溫度等因素對(duì)常規(guī)鉆井取心巖樣測(cè)定潤濕性也有影響。筆者將在后續(xù)的研究中給予介紹。

［1］楊勝來，魏俊之 ．油層物理學(xué) ［M］．北京：石油工業(yè)出版社，2011．

［2］李紹玉，王俊文 ．喇嘛甸、薩爾圖、杏樹崗油田油層巖石潤濕性及影響因素的研究 ［J］．大慶石油地質(zhì)與開發(fā)，1987，6（2）：41～48．

［3］陳淦 ．克拉瑪依油田油層巖石潤濕性研究 ［J］．新疆石油地質(zhì)，1987，8（3）：72～78．

［4］李紹玉 ．大慶長垣外圍油田油藏巖石潤濕性的實(shí)驗(yàn)研究 ［J］．大慶石油地質(zhì)與開發(fā)，1988，7（2）：17～23．

［5］周錫智 ．東濮凹陷油層巖石潤濕性的分析 ［J］．石油學(xué)報(bào)，1990，11（4）：88～94．

［6］吳素英 ．勝坨油田二區(qū)沙二段83層儲(chǔ)層潤濕性變化及對(duì)開發(fā)效果的影響 ［J］．油氣地質(zhì)與采收率，2006，13（2）：72～74．

［7］孫仁遠(yuǎn)，馬自超，張建山，等 ．蒸汽驅(qū)對(duì)低滲透稠油油藏巖心潤濕性的影響 ［J］．特種油氣藏，2013，20（6）：69～71．

［8］SY／T 5153—2007，油藏巖石潤濕性測(cè)定方法 ［S］．

［9］SY／T 5336—2006，巖心分析方法 ［S］．

［10］姚鳳英，姚同玉，李繼山 ．油層潤濕性反轉(zhuǎn)的特點(diǎn)與影響因素 ［J］．油氣地質(zhì)與采收率，2007，14（4）：76～78．