油田常规钻井取心岩样测定润湿性的试验研究.pdf

石油天然气学报 江汉石油学院学报2 0 1 4 年8 月 第3 6 卷 第8 期 J o u r n a l o f O i l a n d G a s T e c h n o l o g y J ． J P I A u g ． 2 0 1 4 V o 1 ． 3 6 N o ． 8 油 田常规钻 井取心岩样测定润湿性 的试验研究 王尤富 油气钻采工程湖北省重点实验室 长江大学 ； 长江大学石油工程学院， 湖北武汉4 3 0 1 o o 臧士宾 中石油青海油田 分公司， 甘肃敦煌7 3 6 2 0 2 胡斌 ，王立 长江大学石油工程学院， 湖北武汉4 3 0 1 o o [ 摘要]参 照我国石油天然气行业油藏岩 石润湿性测定方法 的标 准，利用英 东油 田常规钻井取心 岩样 ，试 验研究 了岩样清洗溶剂 、岩样老 化时间和老化用油对 油藏岩石 润湿性 的影响。结果表 明， 甲苯和酒精／ 苯 溶剂清洗 的岩样 的亲水 性强于四氯 乙烯溶 剂清 洗 的岩 样；随老 化 时间的增 长，岩样 的润 湿性 向亲 油的方 向转换 ，只有 当老化 时间达 到一定时 间后 岩样 的润湿 性才 能达 到稳 定；老化 油 中的胶质和 沥青质含 量增 大，岩样 的亲油性增 强。研 究结果对 利用常规钻井取心岩样测定 油藏岩石的润湿性具有重要 的参考价值 。 [ 关键词] 常规钻 井取心 ；润湿性 ；岩样老化 ； 自吸法 [ 中图分类号]T E 3 1 1 [ 文献标 志码 ]A [ 文章编号]1 0 0 0 9 7 5 2 2 0 1 4 O 8一 O 1 1 3 一 O 3 油藏岩石润湿性是岩石与地层流体在特定条件下综合作用的结果。人们一般认为 ，储层岩石孔隙在初 始状态是充满水的，且岩石矿物多为石英 、长石等亲水矿物组成 ，因此储层岩石在初始状态是水润湿的； 油藏 形成后 ，原油与 岩石矿物表 面接触 ，原 油 中极性 物质 吸附在岩石 表 面 ，使油 藏岩石 最终 的润湿性 偏 离 成藏之前的水润湿状态，这种改变与油藏形成时间、原油性质、岩石成分、油藏温度和压力等多种因素有 关 ，导致油藏 岩石具有 不 同的润 湿性 ，即强亲水 、亲水 、弱 亲水 、中性 、弱亲油 、亲油 、强 亲油等 。 油藏岩石润湿性是油田开发的重要参数 ，它决定油水在岩石孔隙中的分布、油水在岩石孔隙中的渗 流特征 、水驱油时毛细管力的方向以及水驱油采收率口 ] ，准确确定油藏岩石的润湿性 ，对提高油田开发 效 果 和提 高采 收率 等方 面都 有十 分重 要 的意 义 。 利 用 油 田常规钻 井取 心 岩样 测定 润湿 性 已得 到人们 广 泛 的应用 7 ] 。常规 钻井 取 心获 得 的岩 石 ，由 于受到钻井液的污染，需要对岩样进行清洗并采用老化的方法恢复油藏岩石初始润湿状态后再进行润湿 性的测定 ] 。实践表明，利用常规钻井取心岩样测定润湿性 的重要环节包括岩样 的清洗和老化恢 复岩 样 。笔者利用英东油田常规钻井取心岩样 ，参照文献 E 8 ] 中介绍 的 自吸法，研究清洗岩样的溶剂 、岩 样 老化 时 间和老 化用 油对 测 定岩样 润 湿性 的影 响 。 1 岩样 清洗溶 剂对 润湿性的影响 1 ． 1试验 试验用岩样为英东油田某取心井相同层位的砂岩岩样 ，分别利用 甲苯 、酒精／ 苯 1 ／ 4 、四氯乙烯 为 清洗 剂 ，采用 蒸馏 抽 提法 l 9 清洗 岩样 并烘 干后 ，利 用 模拟 地层 水饱 和 岩样 和利用 英东 油 田油层脱 气原 油建立岩样束缚水 ，恒温 5 O ℃对岩样老化 1 5 d ，参照文献 E 8 ]中介绍的 自吸法测定岩样的水润湿指数 、 油润湿指数和相对润湿指数 ，根据相对润湿指数确定岩样的润湿性 。 1 ． 2试验 结果 及分 析 表 1 是 不 同溶 剂清 洗 的岩样 测 定 润 湿性 的试 验结 果 。由 表 1的试 验 结 果 可 以看 出 ，利用 甲苯 和酒 精／ 苯 1 ／ 4 清洗后的岩样 ，它们具有相近的强水润湿性 的特点；而利用 四氯 乙烯清洗后的岩样 ，其油 润湿指数均大于其他两种溶剂清洗的岩样 ，水 润湿指数 和相对润湿指数 均小于其他两种溶剂清洗 的岩 [ 收稿 日期]2 0 1 40 4 1 5 [ 作者简介]王尤富 I 9 6 0一 ，男 ，1 9 8 4 年 江汉石 油学 院毕业 ，教授 ，现从 事油气开 采方面 的教学和科研工作。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 石 油天 然气 工程 2 0 1 4年 8月 样 ，说 明岩样 的亲 水性 减弱 ，其 润湿性有 向亲油 方 向转换 的特 征 。这 是 由于 甲苯 、酒 精／ 苯 和 四氯 乙烯 具有不同的特性以及蒸馏 抽提法清洗岩样过程所致 。 表 1 不同溶剂 清洗岩样 测定 的润湿性 结果 2 岩样老化时间对润湿性的影响 2 ． 1 试 验 试验 用岩 样 为英东 油 田某 取 心井相 同层 位 的砂 岩 岩样 ，先用 甲苯 清洗 岩样并 烘干 后 ，利 用模 拟地 层 水饱和岩样 ，再利用英东油 田油层脱气原油建立岩样束缚水 ；恒温 5 0 C对岩样分别老化 1 0 、l 5 、3 0 、 4 5 、6 0 d 后 ，利用 与 1 ． 1相 同的试验 方 法测定 岩样 的润 湿性 。 2 ． 2试 验结 果及 分析 表 2是岩 样在 不 同老化 时 间下测定 的 润湿性 试 验结 果 。 由表 2可 以看 出 ，随 岩样 老 化 时 间 的增 长 ， 岩样的油润湿指数增加 、水润湿指数和相对润湿指数减小 ，岩样的亲水性减弱 、亲油性增强，岩样的润 湿性 逐 渐 向亲油 的方 向转换 ；当岩样 老化 时间增 加到 3 0 d以后 ，岩样 的润 湿性 由强 亲水 的特性 转变 为亲 水 的特 性 。由表 2的试 验结 果还可 以看 出 ，岩样 老化 时 间大 于 3 0 d以后 ，岩样 的润湿 性 基 本 保持 不 变 ， 由此 可 知 ，英 东 油 田常 规钻井 取 心岩样 测定 润湿性 的岩样合 理老 化时 问为 3 0 d 。 油 藏岩石 的 润湿性 ，主要取 决于 油藏岩 石 的矿物 成分 和岩石 孔 隙 中原 油 的性 质 。英东 油 田储 层 岩石 矿物成分分析结果表明，油 田岩石 中长石、石英 、岩屑和方解石的质量组成占整体岩石矿物质量组成的 8 7 ． 3 Y oo ，岩石 矿物 组成 决定 岩石 本身具 有强 的亲水 性 ；英东 油 田原油 组成分 析结 果表 明 ，英东 油 田原 油 质 量 中含有 8 ． 8 4 胶 质 和 3 ． 3 5 沥青 质 ，随着岩 样 老化 时间 的 增长 ，原油 中的胶 质 和 沥青 质 在 岩石 颗 粒表 面 的吸 附逐渐 增强 ，促使 岩石 润湿 性逐 渐 向亲油 的方 向转换 f 】 。 表 2在不同老化时间下测定的岩 样润湿性 3 岩样老化用油对润湿性的影响 3 ． 1 试 验 试 验用 岩样 为英东 油 田某取 心井 相 同层位 的砂 岩 岩样 ，先 用 甲苯 清洗 岩样 并烘 干后 ，利用 模拟 地层 水饱 和 岩样 ，再分 别利 用英 东油 田、花 土 沟和尕 斯库 勒油 田 英 东油 田附近 的油 田的油 层脱 气原 油建 立岩样束缚水 ；恒温 5 O ℃对岩样老化 3 0 d后 ，利用与 1 ． 1 相同的试验方法测定岩样的润湿性。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 3 6卷第 8期 王尤富 等 油田常规钻井取心岩样测 定润湿性 的试 验研究 3 ． 2试 验 结果及 分析 表 3是不同原油老化的岩样测定润湿性的试验结果。由表 3 可 以看 出，利用花土沟和尕斯库勒油田 的油层脱气原油对岩样进行老化，岩样的油润湿指数均大于英东油 田的，水润湿指数和相对润湿指数均 小 于英东 油 田的 ，说 明岩样 的 亲水 性减 弱 、亲油 性增 强 。 表 3不同老化用油测定的岩样润湿性 表 4是英东油 田、花土沟和尕斯库勒油 田 的油层脱气原油组成 的分析结果 ，由表 4的结 果可知，花土沟和尕斯库勒油 田的油层脱气原 油 中胶质和沥青质含量 大于英东 油 田的，岩样 在相 同老化时间内 ，老化油 中的胶 质和沥青质 含量越高 ，吸附在岩样颗粒表 面的极 性物质越 表 4 尕斯 库 勒 、花 土 沟 和 英 东 油 田 原 油 质 量 组 成 分 析 结 果 注 ％为质量分数 。 多，使岩样有更多的颗粒表面向亲油的方向转换，最终导致岩样的亲油性增强、亲水性减弱。 4 结论 与认 识 1 岩样 清洗 溶 剂 的性质 对常 规钻 井取 心 岩样 测定 润 湿性 有 影 响 。利 用 常规 钻 井 取心 岩 样 测定 油 藏 岩石的润湿性 ，要在密闭取心岩样测定润湿性基础上选择合理的清洗岩样的溶剂 ，对于亲水的岩石 ，优 先 选用 甲苯 或酒 精／ 苯作 为清 洗溶 剂 ，对 于亲 油 的岩石 ，优 先选 用 四氯 乙烯作 为 清洗溶 剂 。 2 岩 样 的老化 时 间对常 规钻 井取 心 岩样 测定 润湿 性有 影 响 。对 于胶 质 和沥 青质含 量较 低 的老化 油 ， 岩 样 的老化 时 间一般 在 3 0 d以上可 以满 足润 湿性 测定 要求 ，而对 于胶 质和 沥青 质含 量较 高 的老化 油 ，岩 样 的老 化 时 间需 要增 长 。 3 岩样的老化用油对常规钻井取心岩样测定润湿性有影响。利用常规钻井取心岩样测定油藏岩石的 润湿 性 ，应优 先使用该 油藏产 出的地 面脱 气原油 为老化用 油 ，以保持 老化油 中胶 质和沥 青质等的含量 。 4 岩 样 老化 和测 定温度 等 因素 对常 规钻 井取 心 岩样 测 定 润湿 性 也 有影 响 。笔 者 将 在后 续 的研 究 中 给予 介绍 。 [ 参考文献] [ 1 ]杨胜来 ，魏俊之 ．油层物理学 [ M]．北京 石油 工业 出版社 ，2 0 1 1 ． [ 2 ]李绍玉 ，王俊文 ．喇嘛甸 、萨尔 图、杏树 岗油 田油层岩石润湿性及影 响因素 的研究[ J ] ．大庆 石油地质 与开发 ，1 9 8 7 ，6 2 4 1 ～ 4 8 ． [ 3 ] 陈淦 ．克拉玛依油 田油层岩石润湿性研究 [ J ]．新疆 石油地质，1 9 8 7 ，8 3 7 2 ～7 8 ． [ 4 ] 李绍玉 ．大庆 长垣外 围油 田油藏岩石润湿性 的实验研究 口]．大庆 石油地 质与开发 ，1 9 8 8 ，7 2 1 7 2 3 ． [ 5 ]周锡智 ．东濮 凹陷油层岩石润湿性 的分析 [ J ]．石油学报 ，1 9 9 0，1 1 4 8 8 9 4 ． [ 6 ] 吴素英 ．胜坨油 田二 区沙二段 8 。层储层润湿性变化及对开发效果的影响 口]．油气地质与采收率 ，2 0 0 6 ，1 3 2 7 2 ～7 4 ． [ 7 ]孙仁远 ，马 自超 ，张建 山，等 ．蒸汽驱对低渗透稠油油藏岩心润湿性的影响 [ J ]．特种油气藏 ，2 o 1 3 ，2 0 6 6 9 ～7 1 ． [ 8 ] S Y／ T 5 1 5 3 2 0 0 7 ，油藏岩石润湿性测定方法 I S ]． [ 9 ] S Y／ T 5 3 3 6 --2 0 0 6 ，岩心分析方法 I s ]． [ 1 o ]姚凤英 ，姚 同玉 ，李继 山 ．油层润湿性反转的特点与影响因素 r J ]．油气地质与采收率 ，2 0 0 7 ，1 4 4 7 6 7 8 ． [ 编辑 ] 黄鸸 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m