三元复合驱后微观剩余油赋存状态及分布特征

2016-06-28吴凤琴

石油地质与工程 2016年2期

吴凤琴

(大庆油田有限责任公司第一采油厂试验大队，黑龙江大庆 163111)

吴凤琴

(大庆油田有限责任公司第一采油厂试验大队，黑龙江大庆 163111)

摘要：利用大庆油田三元试验区三元驱前后天然岩心，研究三元复合驱后的剩余油赋存状态及分布特点。采用激光共聚焦显微镜定性分析了不同水驱程度和不同强碱三元复合驱程度岩心的微观剩余油类型并进行了三维剩余油重建，确定了微观剩余油赋存状态并给出分布特征。通过冷冻铸体薄片定量分析了不同水驱程度和不同强碱三元复合驱程度岩心的微观剩余油类型和所占的比例。

关键词：三元复合驱；天然岩心；剩余油分布；剩余油类型

为研究三元复合驱后微观剩余油分布状态，本文选取大庆油田三元复合驱试验区井组复合前后密闭取心井相同层位的天然岩心，利用激光共聚焦扫描显微镜对岩心进行扫描，获得样品不同深度层次的图像，通过分析和模拟，能进行样品三维结构重建，可以对储层油、水、岩石骨架分布状态进行立体观察研究，得到剩余油分布与孔隙结构之间的关系。

1强碱三元复合驱前后微观剩余油分布

1.1原油轻重质组分划分

应用激光共聚焦显微镜，采用488nm固定波长的激光激发样品，认为原油490～600nm波长范围的荧光信号为轻质组分产生，600～800nm波长范围的荧光信号为重质组分产生，通过接收波长能够确定其残余油组分的变化(图1)。

图1　不同组分激光扫描曲线

1.2水驱岩心微观剩余油研究

激光共聚焦每一幅图像为焦距间隔5μm拍摄得到，通过去噪等图像处理方法后将图像进行叠加，得到平面上的激光共聚焦叠加图像(图2)。图中表明水驱过程中对轻重质组分的驱替发生分离的现象不明显，基本以混相存在，但是强水洗与弱水洗相比，重质组分逐渐减少，微观残余油的形式已经发生变化，由油膜状残余油逐渐向着油膜状与粒内残余油叠加方向转变。

图2　水驱后微观剩余油激光共聚焦图像(60倍)(红：轻质组分；蓝：重质组分；绿：骨架)

通过残余油与骨架颗粒的三维重建能够定性和直观地观察微观残余油在孔隙空间的三维赋存状态。分别对三种水洗程度(弱洗、中洗、强洗)的岩心进行分析，强洗岩心在同一个放大倍数下的残余油数量最少，中洗岩心在同一个放大倍数的残余油数量居中，弱洗岩心含有大量残余油(图3)。这一微观结果与宏观上确定的水洗程度结果能够吻合。

在残余油赋存状态方面，弱洗岩心颗粒表面存在大量残余油，残余油主要以油膜的形式赋存，同时粒间残余油也大量存在，说明在水驱过程中水驱效果较差。中洗岩心颗粒表面油膜形式的残余油大量存在，但是粒间残余油明显比弱洗岩心少，有部分颗粒出露，说明在水动力作用下，孔隙中赋存的原油更易被驱替，但会以油膜的形式形成残余油。强洗岩心粒间状态的残余油和油膜均较少，在岩石颗粒中显露出粒内残余油。说明在强水动力作用下少量油膜状残余油也能被驱替出来，这也与毛管数理论相互印证。

图3　水驱后骨架颗粒与残余油三维重建图像(60倍)(灰：骨架，黄：轻质组分，蓝：重质组分)

1.3复合驱后岩心微观剩余油研究

从激光共聚焦叠加图像能够清晰地分辨出(图4)，三元复合驱阶段残余油颜色逐渐由紫色向着部分紫色加部分红色转变，表明在三元复合驱过程中轻重质组分的驱替发生分离现象更加严重。三元复合驱后基本不存在油膜状残余油，残余油主要以粒内残余油为主。在强洗岩心的颗粒上残余油为粒内残余油。在中洗岩心的单个颗粒中的小孔隙中存在粒内残余油，同时在部分位置存在黏土矿物与残余油混合的黏土混合残余油。在弱洗的岩心颗粒上，存在大量的粒内残余油，但也基本没有膜状残余油。上述现象表明三元复合驱能够对膜状残余油进行有效地驱替，同时能够对部分粒间残余油进行驱替。总体上三元复合驱开采效果比水驱效果好[3]。

图4　三元复合驱后微观剩余油激光共聚焦图像(60倍)(红：轻质组分；蓝：重质组分；绿：骨架)

分别对三种清洗程度(弱洗、中洗、强洗)的岩心进行残余油三维重建分析，由图5可以看出，强洗岩心在同一个放大倍数下的残余油数量最少，同时残余油中轻重质组分分离明显。中洗岩心在同一个放大倍数的残余油含量居中，也出现轻重质组分分离现象。弱洗岩心含有残余油。整体上三元复合驱对水驱后残余油具有较好的清洗效果，残余油以粒内残余油为主，少量黏土混合残余油。

随着放大倍数的增加，轻重质组分的差别更加明显。可以看出残余油由原来的轻重质混合体系变为轻重质分离方向。但是可以看出在三元驱替的过程中，三元复合驱对轻质组分的驱替效果好于重质组分的驱替效果[4]。

2强碱三元复合驱后微观剩余油定量研究

2.1强碱三元复合驱前后微观剩余油

利用冷冻铸体薄片在荧光显微镜下观测，分析水驱岩心和三元驱岩心微观上的区别以及三元驱前后的剩余油的变化情况。研究结果表明，水驱与强碱三元复合驱的微观剩余油类型基本相似，主要有孔表薄膜状、颗粒吸附装、角隅状、簇状和粒间吸附状[5]。

图5　三元复合驱后残余油三维重建图像(60倍)(黄：轻质组分，蓝：重质组分)

采用强碱三元复合驱和水驱的剩余油饱和度乘以剩余油类型的相对值，计算得到剩余油变化的绝对值。通过统计绝对值变化表明，孔表薄膜状剩余油的数量减少，由4.416%减少到3.246%。颗粒吸附状残余油数量由2.713%增加到4.032%。自由态粒间吸附状残余油数量明显降低，从34.211%减少到18.296%，体现了强碱三元复合驱的效果[6]。

2.2强碱三元复合驱微观剩余油状态

选取水驱和强碱三元复合驱后的图片(图6和图7中黄色区域)对比分析表明，强碱三元复合驱后孔表薄膜状剩余油数量明显减小。水驱后岩石颗粒表面的孔表薄膜状剩余油分布较多，而三元驱后岩石颗粒表面的孔表薄膜状剩余油明显减少[7]。