大慶油田長垣地區潤濕性研究

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

巖石潤濕性是指存在2種非混相液體時，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中位置、流動及分布的重要因素，也是表征儲層巖石吸附油水能力的一項重要參數。在油田開發過程中，必須正確認識油層原始潤濕性及其變化規律，才能準確、實時有效地進行油田開發分析、預測和數模研究。由于大慶油田以往對長垣地區油藏潤濕性的系統研究較少，在大慶長垣地區挖潛的情況下，必須對潤濕性進行再認識。試驗過程中巖樣潤濕性的測定方法為吸入法，即巖心用模擬油驅替到束縛水狀態下測其自發吸水量，再水驅到殘余油狀態下測其吸油量，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。筆者選用吸入法對巖心進行潤濕性研究。

1 不同地區同一油層原始潤濕性

通過用吸入法對喇嘛甸油田4口未水洗井、112塊巖心，薩北地區8口未水洗井、101塊巖心，薩中地區9口未水洗井、160塊巖心，薩南地區8口未水洗井、244塊巖心，杏樹崗油田5口未水洗井、130塊巖心的試驗數據進行分析，并將薩爾圖、葡萄花和高臺子油層及小層在長垣不同地區的潤濕性繪制出柱狀圖，得到以下結論。

在不同地區薩爾圖油層均表現出親油性，在薩北、薩中地區的親油性較強，其中薩北比薩中稍強，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均體現親油性，其中薩Ⅱ在長垣不同地區均體現出親油性（見圖2）。葡萄花油層在薩北、薩中地區體現親油性，向北、向南均體現親水性，其中薩中地區親油性強于薩北地區（見圖1）。葡Ⅰ、葡Ⅱ在薩北、薩中地區體現親油性，向北、向南均體現親水性，其中薩北、薩中地區葡Ⅱ親油性強于葡Ⅰ，其他地區葡Ⅱ親水性強于葡Ⅰ（見圖3）。在長垣地區高臺子油層均體現親水性，其中在喇嘛甸油田的親水性最強，向南依次減弱（見圖1）。高Ⅰ、高Ⅱ 、高Ⅲ在長垣地區均體現親水性，高Ⅱ在不同地區的親水性均最強，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律

對長垣地區50口水洗井、640塊巖心用吸入法進行試驗，從水洗前后潤濕性對比（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的高臺子油層親水性減弱，其他油層均體現出親油性減弱、親水性增強，而且顯示出原來親水的油層親水性得到加強的特點。將長垣地區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、高臺子油層在不同地區的潤濕性

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 高臺子油層下各小層潤濕性

表1 大慶油田長垣地區油層水洗前后潤濕性對比

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

3 潤濕性影響因素

3.1 原油中非烴、瀝青質含量

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、瀝青質中。這些物質在與油層巖石的長期接觸中，必然會在巖石孔隙表面產生定向吸附，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、瀝青質含量高，巖石表面親油性強。

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系，可以看出長垣地區不同油區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律。而對于同一束縛水飽和度區間各油層親油巖樣所占比例不同，束縛水飽和度在30%～40%時，薩爾圖油層親油巖樣占37%、葡萄花油層占10%，而高臺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系與3套油層潤濕性的分布特點有一致性。

圖5 油層水洗前后潤濕類型變化

圖6 潤濕性與滲透率關系

圖7 潤濕性與束縛水飽和度關系

潤濕性與滲透率和束縛水飽和度的關系可以從油藏的形成過程進行分析，砂層的沉積過程多是水成的，所以砂巖孔隙原先充滿了水，是優先水濕的，黏土礦物也是優先吸附的，原油儲集必須把充滿于孔隙中的水排出，排出的動力是油在水中的浮力，阻力是毛細管力，只有浮力大于毛細管壓力時，油才可以進入孔隙，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，毛細管壓力的大小與孔隙半徑成反比。這樣在原油性質基本一致的情況下，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［1］。

4 結論

1）大慶油田長垣地區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）水驅使油層潤濕性向親水性方向轉化，并且高滲透率層段潤濕性轉變也大，原來親水的層段親水性得到加強。

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

［1］ 陳永生 .油藏流場 ［M］.北京：石油工業出版社，1998 .