大慶油田長垣地區(qū)潤濕性研究

張樂 （中石油大慶油田有限責(zé)任公司勘探開發(fā)研究院，黑龍江 大慶163712）

巖石潤濕性是指存在2種非混相液體時(shí)，其中一相流體沿固體表面延展或附著的傾向性。油層巖石潤濕性是決定油藏流體在孔隙介質(zhì)中位置、流動(dòng)及分布的重要因素，也是表征儲(chǔ)層巖石吸附油水能力的一項(xiàng)重要參數(shù)。在油田開發(fā)過程中，必須正確認(rèn)識(shí)油層原始潤濕性及其變化規(guī)律，才能準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)有效地進(jìn)行油田開發(fā)分析、預(yù)測(cè)和數(shù)模研究。由于大慶油田以往對(duì)長垣地區(qū)油藏潤濕性的系統(tǒng)研究較少，在大慶長垣地區(qū)挖潛的情況下，必須對(duì)潤濕性進(jìn)行再認(rèn)識(shí)。試驗(yàn)過程中巖樣潤濕性的測(cè)定方法為吸入法，即巖心用模擬油驅(qū)替到束縛水狀態(tài)下測(cè)其自發(fā)吸水量，再水驅(qū)到殘余油狀態(tài)下測(cè)其吸油量，用無因次吸油量Vo（巖樣吸油量除以該巖樣的孔隙體積）與無因次吸水量Vw（巖樣的吸水量除以該巖樣的孔隙體積）之差表示。筆者選用吸入法對(duì)巖心進(jìn)行潤濕性研究。

1 不同地區(qū)同一油層原始潤濕性

通過用吸入法對(duì)喇嘛甸油田4口未水洗井、112塊巖心，薩北地區(qū)8口未水洗井、101塊巖心，薩中地區(qū)9口未水洗井、160塊巖心，薩南地區(qū)8口未水洗井、244塊巖心，杏樹崗油田5口未水洗井、130塊巖心的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并將薩爾圖、葡萄花和高臺(tái)子油層及小層在長垣不同地區(qū)的潤濕性繪制出柱狀圖，得到以下結(jié)論。

在不同地區(qū)薩爾圖油層均表現(xiàn)出親油性，在薩北、薩中地區(qū)的親油性較強(qiáng)，其中薩北比薩中稍強(qiáng)，向北、向南親油性減弱（見圖1）。薩爾圖油層下各小層在薩中以北地區(qū)均體現(xiàn)親油性，其中薩Ⅱ在長垣不同地區(qū)均體現(xiàn)出親油性（見圖2）。葡萄花油層在薩北、薩中地區(qū)體現(xiàn)親油性，向北、向南均體現(xiàn)親水性，其中薩中地區(qū)親油性強(qiáng)于薩北地區(qū)（見圖1）。葡Ⅰ、葡Ⅱ在薩北、薩中地區(qū)體現(xiàn)親油性，向北、向南均體現(xiàn)親水性，其中薩北、薩中地區(qū)葡Ⅱ親油性強(qiáng)于葡Ⅰ，其他地區(qū)葡Ⅱ親水性強(qiáng)于葡Ⅰ（見圖3）。在長垣地區(qū)高臺(tái)子油層均體現(xiàn)親水性，其中在喇嘛甸油田的親水性最強(qiáng)，向南依次減弱（見圖1）。高Ⅰ、高Ⅱ 、高Ⅲ在長垣地區(qū)均體現(xiàn)親水性，高Ⅱ在不同地區(qū)的親水性均最強(qiáng)，且高Ⅰ、高Ⅱ親水性由北向南依次減弱（見圖4）。

2 水洗后油層潤濕性變化規(guī)律

對(duì)長垣地區(qū)50口水洗井、640塊巖心用吸入法進(jìn)行試驗(yàn)，從水洗前后潤濕性對(duì)比（見表1）可以看出，只有喇嘛甸油田的葡萄花油層和薩北地區(qū)的高臺(tái)子油層親水性減弱，其他油層均體現(xiàn)出親油性減弱、親水性增強(qiáng)，而且顯示出原來親水的油層親水性得到加強(qiáng)的特點(diǎn)。將長垣地區(qū)巖樣水洗前后某一潤濕類型占總巖樣的比例繪制出柱狀圖（見圖5）。從圖5可以看出，親油方向的潤濕類型比例水洗后均下降，親水方向潤濕類型比例水洗后均上升。

圖1 薩爾圖、葡萄花、高臺(tái)子油層在不同地區(qū)的潤濕性

圖2 薩爾圖油層下各小層潤濕性

圖3 葡萄花油層下各小層潤濕性

圖4 高臺(tái)子油層下各小層潤濕性

表1 大慶油田長垣地區(qū)油層水洗前后潤濕性對(duì)比

以上分析可以看出水驅(qū)之后油層潤濕性向親水方向轉(zhuǎn)化，親油油層親油性減弱或轉(zhuǎn)化為親水性，親水油層親水性更強(qiáng)。

3 潤濕性影響因素

3.1 原油中非烴、瀝青質(zhì)含量

大慶原油表面活性組分一般是含O、N、和（或）S的極性化合物，主要集中在非烴、瀝青質(zhì)中。這些物質(zhì)在與油層巖石的長期接觸中，必然會(huì)在巖石孔隙表面產(chǎn)生定向吸附，形成吸附膜，把這部分原來親水的孔隙表面變成親油的。從前人研究成果得到喇嘛甸油田、薩爾圖油田和杏樹崗油田的葡萄花油層采出原油中非烴、瀝青質(zhì)平均含量分別為18.9%、22.4%和16.1%，可看出薩爾圖油田葡萄花油層非烴、瀝青質(zhì)含量最高，而這也是其相比杏樹崗、喇嘛甸油田和杏樹崗油田葡萄花油層的親水性最弱的主要原因。所以原油中非烴、瀝青質(zhì)含量高，巖石表面親油性強(qiáng)。

3.2 巖石滲透率

圖6是喇、薩、杏油田31口檢查井巖樣潤濕性與空氣滲透率關(guān)系，可以看出長垣地區(qū)不同油區(qū)都是隨著滲透率的升高親油巖心所占的比例增大。

3.3 巖石束縛水飽和度

圖7是喇、薩、杏油田31口檢查井巖樣束縛水飽和度與潤濕性關(guān)系，可以看出薩、葡、高3套油層都具有隨束縛水飽和度的升高親油巖心所占比例下降的規(guī)律。而對(duì)于同一束縛水飽和度區(qū)間各油層親油巖樣所占比例不同，束縛水飽和度在30%～40%時(shí)，薩爾圖油層親油巖樣占37%、葡萄花油層占10%，而高臺(tái)子油層全部巖樣為親水。束縛水飽和度和各油層潤濕性的關(guān)系與3套油層潤濕性的分布特點(diǎn)有一致性。

圖5 油層水洗前后潤濕類型變化

圖6 潤濕性與滲透率關(guān)系

圖7 潤濕性與束縛水飽和度關(guān)系

潤濕性與滲透率和束縛水飽和度的關(guān)系可以從油藏的形成過程進(jìn)行分析，砂層的沉積過程多是水成的，所以砂巖孔隙原先充滿了水，是優(yōu)先水濕的，黏土礦物也是優(yōu)先吸附的，原油儲(chǔ)集必須把充滿于孔隙中的水排出，排出的動(dòng)力是油在水中的浮力，阻力是毛細(xì)管力，只有浮力大于毛細(xì)管壓力時(shí)，油才可以進(jìn)入孔隙，浮力的大小取決于油（或氣）水密度差和距油（或氣）水界面的高度，毛細(xì)管壓力的大小與孔隙半徑成反比。這樣在原油性質(zhì)基本一致的情況下，孔隙半徑越大，距油水界面高度越高，越有利于原油的排替水。因此必然形成大孔隙中含油而在一定孔徑以下的小孔隙中含水（即束縛水）的特點(diǎn)［1］。

4 結(jié)論

1）大慶油田長垣地區(qū)油層巖石原始潤濕性大多屬于偏親油的非均勻潤濕性，平面上親油性由北向南減弱，縱向上薩、葡、高3套油層的親油性依次減弱。

2）水驅(qū)使油層潤濕性向親水性方向轉(zhuǎn)化，并且高滲透率層段潤濕性轉(zhuǎn)變也大，原來親水的層段親水性得到加強(qiáng)。

3）原油中非烴、瀝青質(zhì)含量高，巖石表面親油性強(qiáng)；巖石滲透率高，親油性增強(qiáng)；巖石束縛水飽和度高，親油性減弱。

［1］ 陳永生 .油藏流場(chǎng) ［M］.北京：石油工業(yè)出版社，1998 .