巖心含油、含水飽和度的檢測方法及檢測結(jié)果 影響因素分析

馬龍龍，王成艷(延長油田股份有限公司 勘探開發(fā)技術(shù)研究中心，陜西 延安 716000)

0 引言

石油是一類不可再生資源。如何高效完成石油開采工作，提升石油開采質(zhì)量有著積極地意義。在前期進(jìn)行油田勘探時(shí)，需要對油藏性質(zhì)進(jìn)行分析，常用分析內(nèi)容包括含油飽和度、含水飽和度、滲透率、孔隙度、氯鹽含量、碳酸鹽含量等。文章以氣相色譜檢測技術(shù)為例，通過利用該檢測方法來采集可靠的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，提高巖心含油飽和度與含水飽和度計(jì)算結(jié)果精準(zhǔn)度，為后續(xù)作業(yè)活動(dòng)的有序進(jìn)行奠定基礎(chǔ)。

1 巖心含油與含水飽和度檢測方法分析

1.1 技術(shù)原理

氣相色譜檢測技術(shù)在應(yīng)用中，其原理是利用物質(zhì)的沸點(diǎn)、極性及吸附性質(zhì)的差異來實(shí)現(xiàn)混合物的分離，具體應(yīng)用流程如下：待分析樣品在汽化室汽化后被惰性氣體(即載氣，也叫流動(dòng)相)帶入色譜柱，柱內(nèi)含有液體或固體固定相，由于樣品中各組分的沸點(diǎn)、極性或吸附性能不同，每種組分都傾向于在流動(dòng)相和固定相之間形成分配或吸附平衡。但由于載氣是流動(dòng)的，這種平衡實(shí)際上很難建立起來。也正是由于載氣的流動(dòng)，使樣品組分在運(yùn)動(dòng)中進(jìn)行反復(fù)多次的分配或吸附/解吸附，結(jié)果是在載氣中濃度大的組分先流出色譜柱，而在固定相中分配濃度大的組分后流出。當(dāng)組分流出色譜柱后，立即進(jìn)入檢測器。檢測器能夠?qū)悠方M分轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，而電信號的大小與被測組分的量或濃度成正比。對于采集信號進(jìn)行放大、記錄、整理，從而獲取到相應(yīng)的氣相色譜圖，為后續(xù)分析工作的進(jìn)行提供便利。

1.2 分類及特點(diǎn)

從目前的使用情況來看，氣相色譜可分為氣固色譜和氣液色譜。氣固色譜指流動(dòng)相是氣體，固定相是固體物質(zhì)的色譜分離方法。在技術(shù)應(yīng)用期間，由于樣品在氣相中傳遞速度快，因此樣品組分在流動(dòng)相和固定相之間可以瞬間地達(dá)到平衡。另外加上可選作固定相的物質(zhì)很多，因此氣相色譜法是一個(gè)分析速度快和分離效率高的分離分析方法。近年來采用高靈敏選擇性檢測器，使得它又具有分析靈敏度高、應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。

2 巖心含油與含水飽和度檢測方法應(yīng)用要點(diǎn)

2.1 采集巖層樣品

利用氣相色譜技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集時(shí)，首要任務(wù)便是做好巖層樣品的采集工作，所采集樣品的代表性、完整性都會(huì)直接影響到分析結(jié)果的可靠性。在具體實(shí)踐中，需注意以下內(nèi)容：(1)在待測區(qū)域隨機(jī)布置采樣點(diǎn)，采樣點(diǎn)數(shù)量結(jié)合區(qū)域大小進(jìn)行布置，如果待測區(qū)域范圍較大，可以根據(jù)踏勘時(shí)得到的資料，將其劃分為若干個(gè)小區(qū)域，每個(gè)區(qū)域布置20～25組取樣點(diǎn)。(2)利用鉆芯法或直接取樣法，來獲取到不同位置的巖石樣品，同時(shí)做好巖樣的檢查工作，如果發(fā)現(xiàn)存在破損、棱角過于鋒利的巖石樣本，需要對其做出調(diào)換，確保用于實(shí)驗(yàn)樣本的完整性。

2.2 巖層樣品預(yù)處理

在巖層樣品預(yù)處理過程中，重要的工作內(nèi)容便是做好泡巖樣工作，在具體的處理過程中，需遵循以下處理過程：取適量巖層樣品放入到干餾筒當(dāng)中，隨后向其中添加20 mL 無水乙醇，使其可以充分蓋過巖層樣品，確定樣品完全浸沒在無水乙醇中之后，將干餾筒蓋子擰緊，放在陰冷、通風(fēng)環(huán)境下進(jìn)行泡樣，整個(gè)過程不小于7 d。完成泡樣工作之后，從干餾筒中取出4～6 mL溶液，將其轉(zhuǎn)移到不透光小瓶中進(jìn)行暫時(shí)存儲(chǔ)，小瓶會(huì)放置在干燥器中等待進(jìn)一步處理，獲取到可靠的初始檢測數(shù)據(jù)。

2.3 儀器設(shè)備質(zhì)量檢查

利用氣相色譜技術(shù)進(jìn)行質(zhì)量檢查時(shí)，其技術(shù)載體為氣相色譜儀，該儀器的應(yīng)用質(zhì)量將直接影響到檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。在具體的應(yīng)用中，需注意：(1)對儀器設(shè)備工作環(huán)境進(jìn)行檢查，氣相色譜儀在使用中，應(yīng)在5～40 ℃、相對濕度在5%～90%環(huán)境下進(jìn)行工作。(2)對設(shè)備基礎(chǔ)情況進(jìn)行檢定，確定校準(zhǔn)標(biāo)志是否都在既定日期內(nèi)。如果超出有效期，需要及時(shí)更換，以滿足相應(yīng)的使用要求。(3)對于儀器設(shè)備的電源系統(tǒng)、連線狀態(tài)進(jìn)行檢查，確定參數(shù)均滿足應(yīng)用要求之后，進(jìn)入到正式作業(yè)環(huán)節(jié)。

2.4 規(guī)范儀器操作流程

為了提高所采集數(shù)據(jù)分析結(jié)果的準(zhǔn)確性，需要做好儀器操作流程的規(guī)范操作，以GC-14C型氣相色譜儀為例，在具體應(yīng)用中，需遵循以下應(yīng)用步驟：(1)按要求對儀器進(jìn)行預(yù)熱操作，預(yù)熱過程時(shí)間損耗不小于0.5 h，校核參數(shù)沒有問題后，打開儀器開關(guān)；(2)啟動(dòng)色譜儀，在界面上點(diǎn)擊“通道”按鈕，選擇相應(yīng)通道后，點(diǎn)擊“數(shù)據(jù)采集”按鈕開始對數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，單次數(shù)據(jù)采集時(shí)間控制在2～3 min；(3)從不透光小瓶中抽取1 μL 溶液，緩慢注入到色譜儀進(jìn)樣口，隨后點(diǎn)擊“START”按鈕，開始進(jìn)行數(shù)據(jù)測量，隨后由打印機(jī)自動(dòng)完成檢測報(bào)告的輸出，重復(fù)多次實(shí)驗(yàn)后，得到用于后續(xù)評價(jià)整理的相應(yīng)數(shù)據(jù)。

2.5 采集巖樣數(shù)據(jù)

將樣品送到洗油崗位置處進(jìn)行洗油處理，按要求將巖樣表層油清洗干凈，而且在接收到洗油崗巖樣之后，需要利用熒光燈對洗油情況進(jìn)行檢查。如果沒有按要求清洗干凈，需要重新進(jìn)行清洗，直到獲取到所需要的巖樣。獲得清洗干凈的巖樣本，同時(shí)對其進(jìn)行烘干處理，烘干時(shí)的溫度控制在105 ℃，等待整個(gè)烘干箱溫度穩(wěn)定之后，保持恒溫狀態(tài)進(jìn)行干燥6 h，隨后再冷卻到室溫。最后對干巖樣進(jìn)行稱重，整個(gè)測量過程中的誤差范圍需控制在0.01 g，以獲取到相應(yīng)的待計(jì)算數(shù)據(jù)。同時(shí)需要將干巖樣進(jìn)行孔隙度檢測，獲取相應(yīng)數(shù)據(jù)后用于含油飽和度與含水飽和度計(jì)算[1]。

2.6 含油與含水飽和度計(jì)算

在此項(xiàng)目的計(jì)算過程中，所使用到的計(jì)算公式如下：

式(1)～(4)中：V1為巖樣空隙體積；V2為水體的測量體積；V3為樣孔隙體積；ρ1為測試油的密度；ρ2為測試巖樣的視密度；k為巖樣內(nèi)的有效孔間隙度；S1為含油飽和度；S2為含水飽和度。

在計(jì)算過程中，需要將所得到的計(jì)算結(jié)果精確到后兩位。為了提升計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性，需要做好多組數(shù)據(jù)的計(jì)算，將數(shù)據(jù)融入到系統(tǒng)當(dāng)中，從而獲取到所需要的計(jì)算數(shù)據(jù)。

3 巖心含油與含水飽和度檢測結(jié)果影響因素梳理

3.1 巖心樣品處理情況

基于以往的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，巖心樣品處理質(zhì)量將直接影響到計(jì)算結(jié)果的可靠性。根據(jù)要求完成巖心取芯處理之后，需要按要求對其進(jìn)行及時(shí)處理(封蠟)，隨后將其運(yùn)輸?shù)綄?shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。如果預(yù)處理的時(shí)間較晚，沒有及時(shí)進(jìn)行封蠟處理，受到揮發(fā)作用影響，巖心中的輕質(zhì)原油成分很容易揮發(fā)到外界。此時(shí)所獲取到的含油飽和度數(shù)值會(huì)低于真實(shí)數(shù)值，進(jìn)而影響到最終評價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性[2]。

3.2 巖心掉屑情況

按要求進(jìn)行巖心處理時(shí)，需要按要求將其切割出同規(guī)格的實(shí)驗(yàn)樣品，同時(shí)也需要確保切割后巖樣的完整性，而且不能出現(xiàn)破損的情況，如果在此過程中出現(xiàn)了掉屑的情況，那么在洗油處理后，巖樣的質(zhì)量會(huì)小于初始巖心質(zhì)量，所得到的含油飽和度計(jì)算數(shù)值也會(huì)大于真實(shí)數(shù)值，從而造成最終的計(jì)算結(jié)果大于實(shí)際數(shù)值，影響到最終計(jì)算結(jié)果的使用價(jià)值[3]。

3.3 所使用酒精濃度

按要求進(jìn)行巖心處理時(shí)，需要使用到無水乙醇對其進(jìn)行處理，所使用的乙醇濃度不能小于99.7%，需按照要求在陰涼處進(jìn)行保存，以減少無水乙醇的揮發(fā)速度。如果在此過程中出現(xiàn)了乙醇揮發(fā)的情況，在無水乙醇的濃度會(huì)有所下降，這樣巖樣的質(zhì)量會(huì)小于初始巖心質(zhì)量，所得到的含水飽和度計(jì)算數(shù)值也會(huì)大于真實(shí)數(shù)值，從而造成最終的計(jì)算結(jié)果大于實(shí)際數(shù)值，影響到最終計(jì)算結(jié)果的使用價(jià)值[4]。

3.4 烘干巖樣情況

按要求進(jìn)行巖心處理時(shí)，也需要使用到干燥箱對其進(jìn)行干燥處理，處理時(shí)間不能小于6 h，以提升巖樣的干燥性。如果在此過程中出現(xiàn)了干燥時(shí)間不足的情況，那么在巖心標(biāo)本的水分濃度也會(huì)有所上升，這樣巖樣的質(zhì)量會(huì)大于初始巖心質(zhì)量，那么所得到的含油飽和度計(jì)算數(shù)值也會(huì)小于真實(shí)數(shù)值，從而造成最終的計(jì)算結(jié)果小于實(shí)際數(shù)值，影響到最終計(jì)算結(jié)果的使用價(jià)值。而且所使用到干燥巖樣也需要及時(shí)進(jìn)行下階段測量工作，若沒有及時(shí)進(jìn)行計(jì)算，也會(huì)造成含油飽和度計(jì)算數(shù)值也會(huì)小于真實(shí)數(shù)值的情況[5]。

4 結(jié)語

綜上所述，在石油勘探過程中，做好含油飽和度與含水飽和度計(jì)算屬于非常重要的工作內(nèi)容，遵循相應(yīng)要求有序展開實(shí)驗(yàn)工作，不僅可以加快實(shí)驗(yàn)速度，而且對于能夠提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果精準(zhǔn)度，為后續(xù)開采計(jì)劃的擬定提供數(shù)據(jù)參考。