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430100）

臧士宾 （中石油青海油田分公司，甘肃 敦煌736202）

胡斌，王立 （长江大学石油工程学院，湖北 武汉430100）

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［1］，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［2～7］。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［8］。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 ［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［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50℃对岩样老化15d，参照文献 ［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50℃对岩样分别老化10、15、30、45、60d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30d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30d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间为30d。

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87．3%，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8．84%胶质和3．35%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［10］。

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50℃对岩样老化30d后，利用与1．1相同的试验方法测定岩样的润湿性。

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。

表4 尕斯库勒、花土沟和英东油田原油质量组成分析结果

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30d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。

［1］杨胜来，魏俊之 ．油层物理学 ［M］．北京：石油工业出版社，2011．

［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，1987，6（2）：41～48．

［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，1987，8（3）：72～78．

［4］李绍玉 ．大庆长垣外围油田油藏岩石润湿性的实验研究 ［J］．大庆石油地质与开发，1988，7（2）：17～23．

［5］周锡智 ．东濮凹陷油层岩石润湿性的分析 ［J］．石油学报，1990，11（4）：88～94．

［6］吴素英 ．胜坨油田二区沙二段83层储层润湿性变化及对开发效果的影响 ［J］．油气地质与采收率，2006，13（2）：72～74．

［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，2013，20（6）：69～71．

［8］SY／T 5153—2007，油藏岩石润湿性测定方法 ［S］．

［9］SY／T 5336—2006，岩心分析方法 ［S］．

［10］姚凤英，姚同玉，李继山 ．油层润湿性反转的特点与影响因素 ［J］．油气地质与采收率，2007，14（4）：76～78．