摘要：隨著能源需求增加，以及能源價(jià)格的增加，非常規(guī)能源得到越來越多的國家關(guān)注，頁巖氣的勘探開發(fā)成為全球第一熱點(diǎn)。作為頁巖非常重要的特性之一，潤濕性的研究同樣備受關(guān)注。通過大量文獻(xiàn)調(diào)研，筆者將目前國內(nèi)外頁巖潤濕性進(jìn)展進(jìn)行了詳細(xì)總結(jié)。

關(guān)鍵詞：頁巖氣；潤濕性；研究進(jìn)展

隨著能源需求增加，以及能源價(jià)格的增加，非常規(guī)能源得到越來越多的國家關(guān)注，比如美國、加拿大、歐洲[12]，特別是中國[3]。同時(shí)，隨著環(huán)境污染的加重，清潔能源在中國受到極大關(guān)注，導(dǎo)致了中國天然氣需求的快速增加，引起中國政府和國內(nèi)外的企業(yè)對(duì)中國非常規(guī)能源中頁巖氣開發(fā)的關(guān)注[4]。

潤濕性是巖石物理特性的一個(gè)重要參數(shù)，影響油氣儲(chǔ)層動(dòng)態(tài)的很多方面，包括飽和度、多相流和某些測井解釋參數(shù)等。潤濕性是什么呢？潤濕性是指某一固體易于與某一流體而非其他流體接觸的傾向性。盡管用“傾向性”一詞描述無生命的物體看似奇怪，但它卻恰當(dāng)說明了表面力與界面力之間的平衡。一滴優(yōu)先潤濕性流體會(huì)驅(qū)替另一種流體；在極端情況下它將覆蓋整個(gè)表面。相反，如果將一種非潤濕性流體滴到已覆蓋有潤濕性流體的表面上，它會(huì)形成珠狀，將其與固體的接觸面積降到最小。

油氣藏的潤濕性對(duì)于油氣藏的成藏或開發(fā)有重要的意義，在油氣運(yùn)移過程中及油氣運(yùn)移之后，地層的原始潤濕性和改變后的潤濕性會(huì)影響原始含水飽和度剖面以及地層的生產(chǎn)特性。同時(shí)，大多數(shù)油藏在石油運(yùn)移之前是親水的，而且存在著一個(gè)長過渡帶，過渡帶的飽和度從頂部到底部逐漸變化，在頂部基本為含有束縛水的油，在底部為水。這種分布形式是由油水相之間基于浮力的壓力差決定，此處的壓力差被稱為毛細(xì)壓力。運(yùn)移到親油儲(chǔ)層的原油具有不同的飽和度剖面：從油藏頂部到底部基本上為最大含油飽和度。這一差別說明潤濕性流體較容易侵入。甚至在天然氣儲(chǔ)層中，潤濕性及其變化也會(huì)影響采收率。井筒附近的凝析液堵塞會(huì)降低天然氣產(chǎn)能。一些開采方法運(yùn)用化學(xué)手段來改變井筒周圍的潤濕性，以便將凝析油采出并清除阻塞。一些采收率提高方法可克服圈閉原油的潤濕力。這些方法的目的或者是將地層的優(yōu)先潤濕性變?yōu)楦哂H油性，或者是降低流體之間的界面張力，從而降低潤濕力。一些測井方法也依賴于潤濕性。電阻率測井法依賴于巖石中連續(xù)的導(dǎo)電通道，而導(dǎo)電通道由水相提供。在親油地層，水可能不連續(xù)。這會(huì)影響飽和度和電阻率關(guān)系的阿爾奇公式中的飽和度指數(shù)n。在親水條件下，n小于或等于2，但在親油條件下，n則大于2。因此，如果將親油地層的n設(shè)定為2，則以電阻率為基礎(chǔ)的飽和度測定很有可能是錯(cuò)誤的。核磁共振（NMR）響應(yīng)也依賴于流體相對(duì)于孔隙表面的位置。非潤濕性流體位于孔隙中間，所以，非潤濕性流體的弛豫速率與體相流體的弛豫速率相似，而潤濕相由于表面相互作用而使弛豫時(shí)間縮短。潤濕性對(duì)鉆井液配方很重要，對(duì)油基泥漿配方尤其重要。例如，配方中包含表面活性劑，以便使固體處于懸浮狀態(tài)。含有親油表面活性劑的油外相泥漿濾液侵入近井地層很有可能會(huì)改變孔隙的潤濕性。這會(huì)造成流體在孔隙空間中的位置發(fā)生變化，并影響一些測井響應(yīng)。

目前，AlBazali[5]、Oleas[6]等研究了潤濕性對(duì)泥頁巖地層井壁穩(wěn)定的影響，并討論了水基鉆井液和油基鉆井液對(duì)井壁穩(wěn)定的影響，研究表明這類泥頁巖地層巖石表面潤濕性表現(xiàn)為水濕，同時(shí)Passey（2010年）等[7]認(rèn)為頁巖氣藏是在海洋、湖泊等環(huán)境下沉積形成的泥頁巖層，巖石表面潤濕性為水濕，而Borysenko（2009年）等頁巖巖石中含有有機(jī)質(zhì)時(shí)，有機(jī)質(zhì)孔隙表面潤濕性為親油，巖石表面潤濕性轉(zhuǎn)為油濕。頁巖氣藏中頁巖儲(chǔ)層因其富含有機(jī)質(zhì)造成頁巖潤濕性表現(xiàn)為比較復(fù)雜，而目前針對(duì)富含有機(jī)質(zhì)頁巖潤濕性研究較少，潤濕性對(duì)頁巖氣藏開發(fā)的影響的研究還未涉及。

富含有機(jī)質(zhì)的頁巖中因有機(jī)質(zhì)的影響，改變了頁巖的單一潤濕性，使頁巖孔隙出現(xiàn)混合潤濕性，既有親水的孔道也有親油的孔道。潤濕性對(duì)頁巖氣藏的影響也將不同于常規(guī)油氣藏，而潤濕性對(duì)頁巖氣藏的影響還未進(jìn)行探討，既會(huì)影響氣體或流體的滲流也會(huì)影響頁巖的吸附能力。因此，潤濕性對(duì)頁巖氣藏開發(fā)的影響的研究還需要做大量的實(shí)驗(yàn)工作和理論研究。

參考文獻(xiàn)：

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[2]Hartwig A， Knitzer S， Schulz H M， et al.Investigations of the shale gas potential in NE Germany[C].EGU General Assembly Conference Abstracts.2009，11：8849.

[3]李建忠，鄭民，張國生，等.中國常規(guī)與非常規(guī)天然氣資源潛力及發(fā)展前景[J].石油學(xué)報(bào)，2012，33（S1）：8998.

[4]徐倩.中國頁巖氣資源吸引眾多外企[EB/OL].

[5]AlBazali， T.M.. Experimental study of the membrane behavior of shale duringinteraction withwaterbased and oilbased muds[D]. 2005， Austin： The University of Texas at Austin.

[6]Oleas A.， Osuji C.E.， Chenevert M.E.， et al. Entrance pressure of oil based mud Into shale： effect of shale water activity and mud properties[C].spe116364//SPE Annual Technical Conference and Exhibition， Denver， Colorado， USA，2124 September 2008.

[7]Passey， Q.R.， Bohacs， K.M.， Esch W.L.，et al.From oilprone source rock to gasproducing shale reservoirgeologic and petrophysical characterization of unconventional shale gas reservoirs[C].International Oil and Gas Conference and Exhibition in China， Beijing， China，810 June 2010.

作者簡介：張琳琦（1991），女，漢族，黑龍江大慶人，本科，研究方向：儲(chǔ)層研究、油氣田開發(fā)， 工作單位：中國石油大慶分公司。