侯玢池，王 謙

（1.陜西延長石油（集團）有限責任公司研究院，陜西西安 710065；2.陜西省特低滲透油氣田勘探與開發(fā)工程技術研究中心，陜西西安 710065）

裂縫性致密油藏常規(guī)注水開發(fā)難度較大，利用滲吸作用進行采油是一種經(jīng)濟有效的開發(fā)方式，所謂滲吸采油，就是潤濕相流體（水）在毛管壓力的作用下進入基質巖塊，將非潤濕相流體（原油）置換到裂縫中的采油方式[1-3]。對于致密儲層滲吸驅油的研究，多致力于各影響因素與巖心驅油效率、驅油速率等之間的關系[4，5]，為進一步量化表征各影響因素對于儲層巖石滲吸驅油作用影響的強弱，以鄂爾多斯盆地子長油區(qū)天然致密砂巖樣品為例，通過自發(fā)滲吸實驗，研究了巖心尺寸、品質系數(shù)、界面張力、潤濕性、礦化度、初始含水、原油黏度等因素對于滲吸驅油效率、驅油速率的影響，并通過實驗數(shù)據(jù)回歸分析，得到了各主控因素與驅油效率之間的數(shù)學關系式，分析了各因素對于滲吸驅油的影響強弱，相關研究結果可以為鄂爾多斯盆地子長油區(qū)低滲、致密油藏的開發(fā)提供一定的參考依據(jù)。

1 實驗研究

1.1 實驗材料與方法

研究區(qū)原油密度平均為0.849 g/cm3，原油黏度平均為5.22 mPa·s，實驗用油選取5 號白油（與油田原油相關系數(shù)相近）。

研究區(qū)地層水為氯化鈣（CaCl2）水型，總礦化度為91 338.4 mg/L。實驗用滲吸液是根據(jù)地層水資料進行配制的礦化度為91 g/L 的地層水。

實驗巖心選自子長油區(qū)天然砂巖樣品。實驗設備主要有玻璃滲吸瓶、抽真空飽和裝置、烘箱、Brookfield流變儀、氣測滲透率裝置、電子天平、電子游標卡尺等。

實驗主要采用體積法來測量巖心自發(fā)滲吸過程的驅油效果。巖心經(jīng)過切平、洗油、烘干、稱重等處理后，利用抽真空飽和裝置將巖心飽和模擬油，然后將巖心放入裝有滲吸液的滲吸瓶中，進行自發(fā)滲吸過程，通過記錄不同時間點滲吸瓶中滲吸出來的油的體積來計算不同因素條件下滲吸驅油效率、驅油速度隨時間的變化關系曲線，從而研究不同因素對滲吸效果的影響。

1.2 實驗測試項目

在室溫條件下，通過設計和篩選，各測試項目的基礎實驗條件：溫度為25 ℃、初始含水飽和度為0%，原油黏度為5.20 mPa·s，采用礦化度為91 g/L 的地層水，在盡量保證其他各參數(shù)一致性的情況下，突出測試參數(shù)的差異，開展了巖心長度、儲層品質指數(shù)、礦化度、界面特性（包括界面張力、潤濕性）、初始含水、原油黏度等因素對滲吸驅油效果的影響測試，實驗用巖心樣品基本參數(shù)（見表1）。

表1 實驗巖心基本參數(shù)表

表1 實驗巖心基本參數(shù)表（續(xù)表）

2 實驗結果分析

將巖心飽和油，在室溫、常壓的條件下裝入定制的滲吸瓶中進行滲吸實驗。實驗開始約半小時后巖心表面出現(xiàn)油珠，隨著時間的推移，油珠會變大并上浮至細管液面。通過記錄驅油量與時間的數(shù)據(jù)，計算并繪制了各影響因素與滲吸驅油相關參數(shù)之間的曲線圖。

2.1 巖心長度

由圖1，圖2 可以看出：長度因素對于滲吸驅油效率的影響很小，4 塊不同長度的巖心最終的驅油效率近似相等，變化幅度非常??；長度會對驅油速率有一定的影響，即長度越小，早期滲流速度峰值越大，其滲吸前緣抵達非流動邊界的時間越短，越先達到穩(wěn)定狀態(tài)，滲吸作用停止的越早。圖1 中四個長度的巖心其最終滲吸驅油效率均為18.4%±0.1%，因此長度因素整體上對滲吸效率的影響不大。

圖1 巖心長度對滲吸驅油效率的影響

圖2 巖心長度對滲吸驅油速率的影響

2.2 儲層品質系數(shù)

為了消除單一滲透率或者孔隙度數(shù)據(jù)對于儲層巖石物性的影響，本文使用品質系數(shù)，即來表征巖心樣品的物性特征，并作為影響滲吸驅油的一個關鍵參數(shù)進行研究。從圖3、圖4 可以看出：驅油效率隨儲層巖石品質系數(shù)的增大而上升，品質指數(shù)越大，其最終滲吸驅油效率越大，滲吸早期的滲吸速率也越大，品質系數(shù)與最終滲吸驅油效率有較好的正相關性，通過實驗數(shù)據(jù)擬合，可得到驅油效率-品質系數(shù)線性回歸關系式：y=13.345lnx+46.526，擬合度R2為0.941 3。

圖3 儲層品質系數(shù)對滲吸驅油效率的影響

圖4 滲吸驅油效率與儲層品質系數(shù)關系圖

2.3 礦化度

礦化度對滲吸驅油效率的影響（見圖5），可以看出：礦化度的增加會導致驅油效率降低，會在一定程度上抑制滲吸過程。礦化度為182 g/L 所對應的滲吸驅油效率（22.76%）與礦化度為0 g/L 的驅油效率（26.29%）相差3.53%，礦化度對驅油效率的影響幅度相對較小。通過數(shù)據(jù)擬合，可得到驅油效率-礦化度回歸關系式（見圖6）：y=-0.021 3x+26.072，擬合度R2為0.896。

圖5 礦化度對滲吸驅油效率的影響

圖6 滲吸驅油效率與礦化度關系圖

2.4 界面張力

由圖7 可以看出：界面張力逐漸降低，滲吸驅油效率會隨之增大，界面張力為0.70 mN/m 的條件下巖心的最終滲吸驅油效率（41.36%）是界面張力為11.64 mN/m的條件下最終滲吸驅油效率（19.52%）的2.12 倍，提高驅油效率效果明顯。通過數(shù)據(jù)回歸，可得到驅油效率-界面張力指數(shù)關系式（見圖8）：y=34x-0.251，擬合度R2為0.867。

圖7 界面張力對滲吸驅油效率的影響

圖8 滲吸驅油效率與界面張力關系圖

2.5 潤濕性

潤濕性對滲吸驅油效率的影響（見圖9），可以看出：潤濕角越小，親水性越強，滲吸驅油效率越大，實驗用8 塊巖心潤濕角范圍為58.3°～10.8°，均為親水性巖心，整體上親水性有利于油水滲吸效應。通過數(shù)據(jù)回歸，可得到驅油效率-潤濕角指數(shù)關系式（見圖10）：y=92.294x-0.367，擬合度R2為0.807 5。

圖9 潤濕性對滲吸驅油效率的影響

圖10 滲吸驅油效率與潤濕性關系圖

2.6 初始含水飽和度

4 塊巖心所造初始含水飽和度（見圖11）依次為Sw=0%、Sw=33%、Sw=42%、Sw=61%，最終的滲吸驅油效率分別為25.01%、11.63%、5.06%、2.30%。隨著初始含水飽和度的增加，其滲吸驅油效率降低、驅油速率減小，但越快達到穩(wěn)定狀態(tài)；相反隨著含水飽和度的減小，其滲吸驅油效率增加、驅油速率增加，達到穩(wěn)定所需時間也越長。

圖11 初始含水飽和度對滲吸驅油效率的影響

2.7 原油黏度

4 塊巖心所采用的原油黏度值（見圖12）分別為0.82 mPa·s、2.50 mPa·s、5.00 mPa·s、10.00 mPa·s，對應的最終驅油效率分別為33.02%、29.00%、26.99%、19.48%?？梢钥闯觯涸宛ざ鹊慕档湍茌^為顯著的增加滲吸驅油效率。

圖12 原油黏度對滲吸驅油效率的影響

2.8 影響因素綜合分析

通過對上述實驗數(shù)據(jù)結果的分析研究，可以得出儲層品質系數(shù)、界面張力、礦化度以及潤濕性等四個參數(shù)與滲吸驅油效率之間能夠呈現(xiàn)出擬合度較好的數(shù)學關系式，擬合度均大于0.8。將本次研究過程中的7個影響參數(shù)整體進行對比（見表2），可以看出，儲層品質系數(shù)（影響幅度約22%）、界面特性（影響幅度約15%）、初始含水（影響幅度約23%）以及原油黏度（影響幅度約14%）對于滲吸驅油效率的影響較強，是子長油區(qū)致密儲層滲吸作用的主控因素；礦化度對于滲吸作用的影響較弱，巖心長度對于滲吸作用的影響非常小。

表2 滲吸驅油各參數(shù)影響強弱分析統(tǒng)計表

3 結論

（1）儲層品質系數(shù)、界面張力、潤濕性、初始含水以及原油黏度對于滲吸驅油效率的影響較強，是研究區(qū)致密儲層滲吸作用的主控因素。

（2）研究區(qū)儲層品質系數(shù)、界面張力、礦化度以及潤濕性等四個參數(shù)與滲吸驅油效率之間能夠呈現(xiàn)出擬合度較好的數(shù)學關系式，擬合度均大于0.8。

（3）研究區(qū)礦化度對于滲吸作用的影響較弱，巖心長度對于滲吸作用的影響非常小。