润湿性及其演变对油藏采收率的影响

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1、万方数据第15卷第1期2008年1月油气地质与采收率PetroleumGeologyandRecoveryEfficiencyV01．15．No．1Jan．2008润湿性及其演变对油藏采收率的影响彭珏，康毅力(西南石油大学“油气藏地质及开发工程”国家重点实验室油井完井技术中心，四川成都610500)摘要：润湿性是油藏岩石、原油和水三者相互作用的综合表现形式。了解油藏润湿性及其演交过程对提高原油采收率有重要意义，文章综述了成藏前后润湿性的变化特征及其控制因素。原油运移进入储层后，原油中的表面活性组分可能引起油藏润湿性的改变，而水膜不稳定破裂是引起润湿性改变的关键环节。对水膜稳定的热力学条件

2、分析表明，只有当水膜厚度及影响水膜稳定的变量的值在一定范围内，水膜才可能稳定，所以在实际油藏条件下，水膜的稳定性被破坏时，矿物与原油作用将使油藏最终润湿性偏离成藏之前的水润湿状态。水驱及化学驱对润湿性敏感程度的分析表明，可依据不同开采方式所对应的最有利润湿性类型，通过物理或化学方法改变油藏润湿性，提高原油采收率。关键词：油藏；润湿性；水膜；热力学；采收率；水驱；化学驱中图分类号：TE357文献标识码：A文章编号：1009—9603(2008)01—0072—05油藏润湿性是岩石与地层流体在特定条件下综合作用的结果¨。2J。流体对岩石的润湿顺序、原油组分、有无水膜存在、岩石矿物类型、孔隙结

3、构、盐水化学性质、温度、pH值等都可能影响油藏润湿性。越来越多的研究结果表明，既有亲水油藏也有亲油油藏。原油中的天然表面活性组分如沥青质和胶质等，容易吸附在固／液界面上，使矿物表面润湿性发生改变∞棚j。目前，这种认识被越来越多的学者所接受，很多实验结果也证明，油藏岩石的润湿性可在很大范围内变化。KusakovLl训研究了原油、水同时存在时石英表面水膜的厚度，发现水膜破裂后原油直接与石英表面接触，于是石英表面有的地方油湿，而其他地方仍表现为水湿。Craig¨刈认为大多数油藏具有中间润湿性，对油或水没有很强的选择性。Holbrook等¨卜131测量了油藏开采过程中的部分润湿性指数，指出该指数

4、随开采过程中油水饱和度的变化而变化。Schmidll4J指出，强亲水的岩石与某些原油平衡后会变成弱亲水，且岩心中小孔隙多为水湿，大孔隙的水湿性要弱得多。润湿相倾向于占据储层岩石的较小孔隙和较大孔隙表面，而非润湿相主要占据较大孔隙的孤岛区。根据孔隙介质内润湿性是否具有均质性，可将油藏润湿性分为均质和非均质两大类。均质润湿性可分为水湿、中间润湿和油湿，将菲均质润湿性可分为混合润湿性和部分润湿性。润湿作用产生的驱替机理有多种可能的变化，因此仍须做大量工作，以了解各种采油过程中润湿作用的意义。笔者在广泛调研的基础上，阐述了成藏时润湿性的变化过程，分析了润湿性改变的热力学条件，讨论了在开发过程中润

5、湿性如何影响不同采油过程的采收率，并指出可以通过物理或化学方法改变油藏岩石润湿性，以获得不同采油方法所对应的最有利的润湿性类型，从而提高原油采收率。1油藏形成过程中的润湿性演变润湿性的改变取决于矿物表面吸附中心与流体分子(包括水分子和原油极性组分)活性中心的相互作用。原油和水与矿物表面的作用相互竞争，产生不同的矿物／流体作用模式，形成不同的界面结构，导致油藏矿物最终的润湿性和吸附边界层¨“。亲水和憎水部分的分布、数量及其交替¨引，边界层的厚度及其附着于矿物表面的强度，均由造岩矿物的性质、地层所含流体的物理化学性质和地层束缚水的含量决定。在形成油层以前，地层岩石是亲水的。油气运收稿日期20

6、07—11—02；改回Et期2007—12—19。作者简介：彭珏，女，2005年毕业于西南石油大学石油工程专业，现为该校油气田开发工程专业在读硕士研究生，主要从事油气田开发地质、储层损害与保护理论及技术研究。联系电话：(028)83032118，E—mail：pe-gjueabc@126．eom。基金项舀：中国石油天然气股份有限公司科技风险创新研究项目“致密砂岩气藏多尺度水相圈闭损害模型与调控研究”和四Jrl省杰出青年学科带头人培养基金项目“致密砂岩气藏经济开发全过程储层保护理论及关键技术(07ZQ026—113)”万方数据第15卷第1期彭珏等：润湿性及其演变对油藏采收率的影响移进入储层

7、后，一般情况下原油中的表面活性物质足以穿透水膜而吸附于岩石表面，从而使流体边界层组分、流体／矿物间成键作用及润湿性发生改变mJ。Bartell等¨剐设法将表面活性物质从原油中分离出来，并发现它们是一种黑硬的非晶质物质，具有沥青质特性。Cram通过实验发现，简单极性化合物对润湿性的影响很小，原油中改变润湿性的组成是较重的极性组分，如胶质和沥青质u9

8、。胶质和沥青质等原油极性组分的性质和数量是影响原油稳定性和油藏润湿性的重要参数Ⅲ。24