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地下没有亲油的岩石-李传亮(1)

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地下 没有 岩石 李传亮
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第 32 卷 第 2 期 李传亮:地下没有亲油的岩石 地下没有亲油的岩石 李传亮 (西南石油大学 油气藏地质及开发工程国家重点实验室,成都 610500) 摘 要 :岩石是亲油 、还是亲水,通过实验测量就可以确定 。但地下不存在亲油的岩石,实验测量不出地下岩石的亲油 特性,只能测量岩石亲水程度的强弱 。地下岩石的亲水特性,为油气顺利运移至圈闭提供了保障,也为油藏压力的正 常分布提供了保障 。若岩石亲油,油气将散失在运移途中,从而无法聚集成藏 。若油藏中的岩石亲油,地层压力的分布 将出现不可思议的现象 。因此,地下没有亲油的岩石,地下的岩石只能亲水 。 关键词 :岩石;油藏;润湿性;亲油;亲水;压力分布;油气运移 文章编号: 1001-3873( 2011) 02-0197-02 中图分类号: TE112.23 文献标识码: A 通过对油藏岩石的研究,笔者得到了两点认识: “地下没有张开的裂缝 ”,“地下没有亲油的岩石 ”。第 一个认识发表在文献[ 1]中,由于地层岩石中的裂缝 在强大的上覆压力和水平地应力的作用下都处于闭 合状态,因此,裂缝性油藏的应力敏感也极其微弱,生 产过程完全可将其忽略 [2] 。 第二个认识,就是本文要研究的内容 。虽然人们 可以测量油藏岩石的润湿性 [3] ,但只能测量岩石亲水 程度上的不同,而测量不出岩石的亲油特性,因为地 下没有亲油的岩石,经过化学处理后的岩样除外 。 1 机理分析 储集层岩石主要有砂岩储集层和碳酸盐岩储集 层两大类 [4] ,砂岩储集层的主要矿物成分是石英,而碳 酸盐岩的主要矿物成分是方解石和白云石 。这些矿物 都是结晶体,其表面都有极性,因此,根据相似相亲原 理,它们与极性水都有较强的亲和力,其憎油特性都 比较明显 。当然,岩石的矿物组成十分复杂,也包含一 些亲油矿物颗粒,但数量极少,岩石整体上会表现出 亲水特性 。 国内外文献报道的实测相对渗透率曲线没有出 现亲油的特征,大都表现出亲水的特征,即等渗点水 相饱和度大于 50%,束缚水饱和度大于残余油饱和 度,残余油饱和度下的水相相对渗透率低于 1. 对于亲水岩石,水赋存于岩石的颗粒表面,而油 则位于粒间的孔隙之中,水一般为束缚水不能流动, 只有油才可以流动(图 1a) [3] 。对于亲油岩石,情况则 正好相反,油赋存于岩石的颗粒表面,而水则位于粒 间的孔隙之中,油一般为束缚油不能流动,只有水才 可以流动(图 1b) 。 矿场上岩心的滴水试验会呈现出含油岩心的憎 水(亲油)特征,但这不是润湿性测试,而是岩心的含 油程度检验 。由于岩石饱含油,岩心表面有一层油膜, 测量出的憎水现象,其实是油水不相溶的性质,而不 是岩石颗粒表面的润湿特性,因为滴水无法与岩石颗 粒表面接触 。 若地下岩石亲油,则油气在运移途中会被岩石颗 粒束缚,完全散失在运移途中,从而无法到达圈闭,更 无法形成油气藏 。显然,从油气运移的角度分析,地下 岩石不能亲油,只能亲水 。 若地下岩石亲油,油井投产就会产水,而不是产 油,这与实际情况完全相反,因此,从生产的角度分 析,地下岩石也不能亲油,只能亲水 。 2 压力分析 岩石中含有大量的毛细管,毛细管中的油水分界 面不是平直的,而是弯曲的,弯液面两侧的压力是不 相同的 。由于弯液面总是凸向润湿相一侧(凹向非湿 相一侧),因此,地层岩石中非湿相流体的压力总是 高于湿相流体的压力,高出的部分就是所谓的毛细管 压力 [5] 。若岩石亲水,则油相的压力高于水相的压力 (图 2a);若岩石亲油,则油相的压力低于水相的压力 (图 2b) 。 收稿日期: 2010-10-05 作者简介:李传亮( 1962-),男,山东嘉祥人,教授,博士,油藏工程,( Tel) 028-83033291( E-mail) cllipe@163.com. 第 32 卷 第 2 期 新 疆 石 油 地 质 Vol. 32, No. 2 2011 年 4 月 XINJIANG PETROLEUM GEOLOGY Apr. 2011 油 水 颗粒 a 亲水岩石 b 亲油岩石 图 1 岩石的油水赋存状态 2011 年新 疆 石 油 地 质 地层中的流体是按照密度大小进行分层(重力分 异)的,轻者在上,重者在下,因此,油藏中的油水分布 一定如图 3a 所示,即油在上 、水在下,并且存在一个 油水分界面 。 由于油的密度比水小,因此,油藏中的压力分布 一定如图 3b 所示,即油藏中有两条压力分布曲线,油 相的压力分布曲线位于水相压力分布曲线的右(上) 侧,二者在油水界面(严格说来是自由水面)处相交, 显然油相的压力高于水相压力 [5] 。 由于同一深度处油相的压力高于水相的压力,这 说明油为非湿相,地下的岩石是亲水的 。若地下的岩 石亲油,油相的压力就会低于水相的压力,油藏的压 力分布就会出现不可思议的现象 。因此,地下不可能 存在亲油的岩石 。 3 结束语 地下没有亲油的岩石,地下的岩石全部亲水 。 岩石的这个特性,为油气顺利运移至圈闭提供了 保障;若岩石亲油,油气就会散失在运移途中,从而形 不成油气聚集,地下也就没有油气藏可供开采了 。 岩石的亲水特性,还为油藏压力的正常分布提供 了保障,否则,压力分布将不可思议 。 参考文献: [ 1] 李传亮 . 裂缝性油藏的应力敏感性及产能特征[ J] . 新疆 石油地质, 2008, 29( 1): 72-75. [ 2] 李传亮,张学磊 . 对低渗透储层的错误认识[ J] . 西南石油 大学学报, 2009, 31( 6): 177-180. [ 3] 何更生 . 油层物理[ M] . 北京:石油工业出版社, 1994: 188-192. [ 4] 赵澄林,朱筱敏 . 沉积岩石学(第三版)[ M] . 北京:石油工 业出版社, 2001. [ 5] 李传亮 . 油藏工程原理[ M] . 北京:石油工业出版社, 2005: 56, 105-108. [编后语] 李传亮教授通过研究,得到了两点重 要的认识,即: “地下没有张开的裂缝 ”和 “地下没有亲 油的岩石 ”。本刊从多方面得悉,在石油地质界内部, 上述两个论断引起了强烈反响 。有业内人士认为这两 个论断是对传统认识的 “颠覆 ”;还有业内人士称,这 两个论断乃是 “石破天惊 ”之语;更有业内人士认为这 是两个 “基本问题 ”,有必要展开 “深入讨论 ”。所有这 些反响,引起了我们的高度关注 。本刊认为,这两个问 题,既是理论问题,更是实践问题;在理论上应澄清概 念,在实践上应加强实验与观察 。我们热切地欢迎有 更多的学者关注这样的问题,积极参与研究和讨论, 因为讨论会促进学术理论的进步 。 a 亲水岩石 b 亲油岩石 图 2 毛细管中的油水分界面形态 油 水 油 水 图 3 油藏的油水及压力分布 a 油水分布 b 压力分布 油 水 油 水 压力 深 度 There Is No Oil-Wet Rock Underground LI Chuan-liang (State Key Laboratory of Oil/Gas Reservoir Geology and Exploitation, Southwest Petroleum University, Chengdu Sichuan, 610500, China) Abstract: Wettability of rocks can be determined through experimental measurements indoors. However there is no oil-wet rock underground. By experiment, the degree of water-wettability of rocks can only be measured rather than the oil-wet property of rocks. The water-wet property of rocks makes them possible that oil and gas migrate to traps successfully, and the pressure of reservoirs distributes normally. If the rock underground is oil-wet, oil and gas will scatter along the migration way and no hydrocarbon will be accumulated finally. In oil-wet reservoirs, the distribution of formation pressure will appear as incredible phenomenon. It is concluded that there is no oil-wet rock underground, and the rocks underground can only be water-wet in nature. Key Words: rock; reservoir; wettability; oil-wet; water-wet; pressure distribution; oil-gas migration 198· ·
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