三元復合驅后微觀剩余油賦存狀態及分布特征

2016-06-28 10:00:42吳鳳琴

石油地質與工程 2016年2期

吳鳳琴

(大慶油田有限責任公司第一采油廠試驗大隊，黑龍江大慶 163111)

吳鳳琴

(大慶油田有限責任公司第一采油廠試驗大隊，黑龍江大慶 163111)

摘要：利用大慶油田三元試驗區三元驅前后天然巖心，研究三元復合驅后的剩余油賦存狀態及分布特點。采用激光共聚焦顯微鏡定性分析了不同水驅程度和不同強堿三元復合驅程度巖心的微觀剩余油類型并進行了三維剩余油重建，確定了微觀剩余油賦存狀態并給出分布特征。通過冷凍鑄體薄片定量分析了不同水驅程度和不同強堿三元復合驅程度巖心的微觀剩余油類型和所占的比例。

關鍵詞：三元復合驅；天然巖心；剩余油分布；剩余油類型

為研究三元復合驅后微觀剩余油分布狀態，本文選取大慶油田三元復合驅試驗區井組復合前后密閉取心井相同層位的天然巖心，利用激光共聚焦掃描顯微鏡對巖心進行掃描，獲得樣品不同深度層次的圖像，通過分析和模擬，能進行樣品三維結構重建，可以對儲層油、水、巖石骨架分布狀態進行立體觀察研究，得到剩余油分布與孔隙結構之間的關系。

1強堿三元復合驅前后微觀剩余油分布

1.1原油輕重質組分劃分

應用激光共聚焦顯微鏡，采用488nm固定波長的激光激發樣品，認為原油490～600nm波長范圍的熒光信號為輕質組分產生，600～800nm波長范圍的熒光信號為重質組分產生，通過接收波長能夠確定其殘余油組分的變化(圖1)。

圖1　不同組分激光掃描曲線

1.2水驅巖心微觀剩余油研究

激光共聚焦每一幅圖像為焦距間隔5μm拍攝得到，通過去噪等圖像處理方法后將圖像進行疊加，得到平面上的激光共聚焦疊加圖像(圖2)。圖中表明水驅過程中對輕重質組分的驅替發生分離的現象不明顯，基本以混相存在，但是強水洗與弱水洗相比，重質組分逐漸減少，微觀殘余油的形式已經發生變化，由油膜狀殘余油逐漸向著油膜狀與粒內殘余油疊加方向轉變。

圖2　水驅后微觀剩余油激光共聚焦圖像(60倍)(紅：輕質組分；藍：重質組分；綠：骨架)

通過殘余油與骨架顆粒的三維重建能夠定性和直觀地觀察微觀殘余油在孔隙空間的三維賦存狀態。分別對三種水洗程度(弱洗、中洗、強洗)的巖心進行分析，強洗巖心在同一個放大倍數下的殘余油數量最少，中洗巖心在同一個放大倍數的殘余油數量居中，弱洗巖心含有大量殘余油(圖3)。這一微觀結果與宏觀上確定的水洗程度結果能夠吻合。

在殘余油賦存狀態方面，弱洗巖心顆粒表面存在大量殘余油，殘余油主要以油膜的形式賦存，同時粒間殘余油也大量存在，說明在水驅過程中水驅效果較差。中洗巖心顆粒表面油膜形式的殘余油大量存在，但是粒間殘余油明顯比弱洗巖心少，有部分顆粒出露，說明在水動力作用下，孔隙中賦存的原油更易被驅替，但會以油膜的形式形成殘余油。強洗巖心粒間狀態的殘余油和油膜均較少，在巖石顆粒中顯露出粒內殘余油。說明在強水動力作用下少量油膜狀殘余油也能被驅替出來，這也與毛管數理論相互印證。

圖3　水驅后骨架顆粒與殘余油三維重建圖像(60倍)(灰：骨架，黃：輕質組分，藍：重質組分)

1.3復合驅后巖心微觀剩余油研究

從激光共聚焦疊加圖像能夠清晰地分辨出(圖4)，三元復合驅階段殘余油顏色逐漸由紫色向著部分紫色加部分紅色轉變，表明在三元復合驅過程中輕重質組分的驅替發生分離現象更加嚴重。三元復合驅后基本不存在油膜狀殘余油，殘余油主要以粒內殘余油為主。在強洗巖心的顆粒上殘余油為粒內殘余油。在中洗巖心的單個顆粒中的小孔隙中存在粒內殘余油，同時在部分位置存在黏土礦物與殘余油混合的黏土混合殘余油。在弱洗的巖心顆粒上，存在大量的粒內殘余油，但也基本沒有膜狀殘余油。上述現象表明三元復合驅能夠對膜狀殘余油進行有效地驅替，同時能夠對部分粒間殘余油進行驅替。總體上三元復合驅開采效果比水驅效果好[3]。

圖4　三元復合驅后微觀剩余油激光共聚焦圖像(60倍)(紅：輕質組分；藍：重質組分；綠：骨架)

分別對三種清洗程度(弱洗、中洗、強洗)的巖心進行殘余油三維重建分析，由圖5可以看出，強洗巖心在同一個放大倍數下的殘余油數量最少，同時殘余油中輕重質組分分離明顯。中洗巖心在同一個放大倍數的殘余油含量居中，也出現輕重質組分分離現象。弱洗巖心含有殘余油。整體上三元復合驅對水驅后殘余油具有較好的清洗效果，殘余油以粒內殘余油為主，少量黏土混合殘余油。

隨著放大倍數的增加，輕重質組分的差別更加明顯。可以看出殘余油由原來的輕重質混合體系變為輕重質分離方向。但是可以看出在三元驅替的過程中，三元復合驅對輕質組分的驅替效果好于重質組分的驅替效果[4]。

2強堿三元復合驅后微觀剩余油定量研究

2.1強堿三元復合驅前后微觀剩余油

利用冷凍鑄體薄片在熒光顯微鏡下觀測，分析水驅巖心和三元驅巖心微觀上的區別以及三元驅前后的剩余油的變化情況。研究結果表明，水驅與強堿三元復合驅的微觀剩余油類型基本相似，主要有孔表薄膜狀、顆粒吸附裝、角隅狀、簇狀和粒間吸附狀[5]。

圖5　三元復合驅后殘余油三維重建圖像(60倍)(黃：輕質組分，藍：重質組分)

采用強堿三元復合驅和水驅的剩余油飽和度乘以剩余油類型的相對值，計算得到剩余油變化的絕對值。通過統計絕對值變化表明，孔表薄膜狀剩余油的數量減少，由4.416%減少到3.246%。顆粒吸附狀殘余油數量由2.713%增加到4.032%。自由態粒間吸附狀殘余油數量明顯降低，從34.211%減少到18.296%，體現了強堿三元復合驅的效果[6]。

2.2強堿三元復合驅微觀剩余油狀態

選取水驅和強堿三元復合驅后的圖片(圖6和圖7中黃色區域)對比分析表明，強堿三元復合驅后孔表薄膜狀剩余油數量明顯減小。水驅后巖石顆粒表面的孔表薄膜狀剩余油分布較多，而三元驅后巖石顆粒表面的孔表薄膜狀剩余油明顯減少[7]。