巖心含油、含水飽和度的檢測方法及檢測結果 影響因素分析

馬龍龍，王成艷(延長油田股份有限公司 勘探開發技術研究中心，陜西 延安 716000)

0 引言

石油是一類不可再生資源。如何高效完成石油開采工作，提升石油開采質量有著積極地意義。在前期進行油田勘探時，需要對油藏性質進行分析，常用分析內容包括含油飽和度、含水飽和度、滲透率、孔隙度、氯鹽含量、碳酸鹽含量等。文章以氣相色譜檢測技術為例，通過利用該檢測方法來采集可靠的基礎數據，提高巖心含油飽和度與含水飽和度計算結果精準度，為后續作業活動的有序進行奠定基礎。

1 巖心含油與含水飽和度檢測方法分析

1.1 技術原理

氣相色譜檢測技術在應用中，其原理是利用物質的沸點、極性及吸附性質的差異來實現混合物的分離，具體應用流程如下：待分析樣品在汽化室汽化后被惰性氣體(即載氣，也叫流動相)帶入色譜柱，柱內含有液體或固體固定相，由于樣品中各組分的沸點、極性或吸附性能不同，每種組分都傾向于在流動相和固定相之間形成分配或吸附平衡。但由于載氣是流動的，這種平衡實際上很難建立起來。也正是由于載氣的流動，使樣品組分在運動中進行反復多次的分配或吸附/解吸附，結果是在載氣中濃度大的組分先流出色譜柱，而在固定相中分配濃度大的組分后流出。當組分流出色譜柱后，立即進入檢測器。檢測器能夠將樣品組分轉變為電信號，而電信號的大小與被測組分的量或濃度成正比。對于采集信號進行放大、記錄、整理，從而獲取到相應的氣相色譜圖，為后續分析工作的進行提供便利。

1.2 分類及特點

從目前的使用情況來看，氣相色譜可分為氣固色譜和氣液色譜。氣固色譜指流動相是氣體，固定相是固體物質的色譜分離方法。在技術應用期間，由于樣品在氣相中傳遞速度快，因此樣品組分在流動相和固定相之間可以瞬間地達到平衡。另外加上可選作固定相的物質很多，因此氣相色譜法是一個分析速度快和分離效率高的分離分析方法。近年來采用高靈敏選擇性檢測器，使得它又具有分析靈敏度高、應用范圍廣等優點。

2 巖心含油與含水飽和度檢測方法應用要點

2.1 采集巖層樣品

利用氣相色譜技術進行數據采集時，首要任務便是做好巖層樣品的采集工作，所采集樣品的代表性、完整性都會直接影響到分析結果的可靠性。在具體實踐中，需注意以下內容：(1)在待測區域隨機布置采樣點，采樣點數量結合區域大小進行布置，如果待測區域范圍較大，可以根據踏勘時得到的資料，將其劃分為若干個小區域，每個區域布置20～25組取樣點。(2)利用鉆芯法或直接取樣法，來獲取到不同位置的巖石樣品，同時做好巖樣的檢查工作，如果發現存在破損、棱角過于鋒利的巖石樣本，需要對其做出調換，確保用于實驗樣本的完整性。

2.2 巖層樣品預處理

在巖層樣品預處理過程中，重要的工作內容便是做好泡巖樣工作，在具體的處理過程中，需遵循以下處理過程：取適量巖層樣品放入到干餾筒當中，隨后向其中添加20 mL 無水乙醇，使其可以充分蓋過巖層樣品，確定樣品完全浸沒在無水乙醇中之后，將干餾筒蓋子擰緊，放在陰冷、通風環境下進行泡樣，整個過程不小于7 d。完成泡樣工作之后，從干餾筒中取出4～6 mL溶液，將其轉移到不透光小瓶中進行暫時存儲，小瓶會放置在干燥器中等待進一步處理，獲取到可靠的初始檢測數據。

2.3 儀器設備質量檢查

利用氣相色譜技術進行質量檢查時，其技術載體為氣相色譜儀，該儀器的應用質量將直接影響到檢測結果的準確性。在具體的應用中，需注意：(1)對儀器設備工作環境進行檢查，氣相色譜儀在使用中，應在5～40 ℃、相對濕度在5%～90%環境下進行工作。(2)對設備基礎情況進行檢定，確定校準標志是否都在既定日期內。如果超出有效期，需要及時更換，以滿足相應的使用要求。(3)對于儀器設備的電源系統、連線狀態進行檢查，確定參數均滿足應用要求之后，進入到正式作業環節。

2.4 規范儀器操作流程

為了提高所采集數據分析結果的準確性，需要做好儀器操作流程的規范操作，以GC-14C型氣相色譜儀為例，在具體應用中，需遵循以下應用步驟：(1)按要求對儀器進行預熱操作，預熱過程時間損耗不小于0.5 h，校核參數沒有問題后，打開儀器開關；(2)啟動色譜儀，在界面上點擊“通道”按鈕，選擇相應通道后，點擊“數據采集”按鈕開始對數據進行采集，單次數據采集時間控制在2～3 min；(3)從不透光小瓶中抽取1 μL 溶液，緩慢注入到色譜儀進樣口，隨后點擊“START”按鈕，開始進行數據測量，隨后由打印機自動完成檢測報告的輸出，重復多次實驗后，得到用于后續評價整理的相應數據。

2.5 采集巖樣數據

將樣品送到洗油崗位置處進行洗油處理，按要求將巖樣表層油清洗干凈，而且在接收到洗油崗巖樣之后，需要利用熒光燈對洗油情況進行檢查。如果沒有按要求清洗干凈，需要重新進行清洗，直到獲取到所需要的巖樣。獲得清洗干凈的巖樣本，同時對其進行烘干處理，烘干時的溫度控制在105 ℃，等待整個烘干箱溫度穩定之后，保持恒溫狀態進行干燥6 h，隨后再冷卻到室溫。最后對干巖樣進行稱重，整個測量過程中的誤差范圍需控制在0.01 g，以獲取到相應的待計算數據。同時需要將干巖樣進行孔隙度檢測，獲取相應數據后用于含油飽和度與含水飽和度計算[1]。

2.6 含油與含水飽和度計算

在此項目的計算過程中，所使用到的計算公式如下：

式(1)～(4)中：V1為巖樣空隙體積；V2為水體的測量體積；V3為樣孔隙體積；ρ1為測試油的密度；ρ2為測試巖樣的視密度；k為巖樣內的有效孔間隙度；S1為含油飽和度；S2為含水飽和度。

在計算過程中，需要將所得到的計算結果精確到后兩位。為了提升計算結果的準確性，需要做好多組數據的計算，將數據融入到系統當中，從而獲取到所需要的計算數據。

3 巖心含油與含水飽和度檢測結果影響因素梳理

3.1 巖心樣品處理情況

基于以往的應用經驗，巖心樣品處理質量將直接影響到計算結果的可靠性。根據要求完成巖心取芯處理之后，需要按要求對其進行及時處理(封蠟)，隨后將其運輸到實驗室進行實驗。如果預處理的時間較晚，沒有及時進行封蠟處理，受到揮發作用影響，巖心中的輕質原油成分很容易揮發到外界。此時所獲取到的含油飽和度數值會低于真實數值，進而影響到最終評價結果的準確性[2]。

3.2 巖心掉屑情況

按要求進行巖心處理時，需要按要求將其切割出同規格的實驗樣品，同時也需要確保切割后巖樣的完整性，而且不能出現破損的情況，如果在此過程中出現了掉屑的情況，那么在洗油處理后，巖樣的質量會小于初始巖心質量，所得到的含油飽和度計算數值也會大于真實數值，從而造成最終的計算結果大于實際數值，影響到最終計算結果的使用價值[3]。

3.3 所使用酒精濃度

按要求進行巖心處理時，需要使用到無水乙醇對其進行處理，所使用的乙醇濃度不能小于99.7%，需按照要求在陰涼處進行保存，以減少無水乙醇的揮發速度。如果在此過程中出現了乙醇揮發的情況，在無水乙醇的濃度會有所下降，這樣巖樣的質量會小于初始巖心質量，所得到的含水飽和度計算數值也會大于真實數值，從而造成最終的計算結果大于實際數值，影響到最終計算結果的使用價值[4]。

3.4 烘干巖樣情況

按要求進行巖心處理時，也需要使用到干燥箱對其進行干燥處理，處理時間不能小于6 h，以提升巖樣的干燥性。如果在此過程中出現了干燥時間不足的情況，那么在巖心標本的水分濃度也會有所上升，這樣巖樣的質量會大于初始巖心質量，那么所得到的含油飽和度計算數值也會小于真實數值，從而造成最終的計算結果小于實際數值，影響到最終計算結果的使用價值。而且所使用到干燥巖樣也需要及時進行下階段測量工作，若沒有及時進行計算，也會造成含油飽和度計算數值也會小于真實數值的情況[5]。

4 結語

綜上所述，在石油勘探過程中，做好含油飽和度與含水飽和度計算屬于非常重要的工作內容，遵循相應要求有序展開實驗工作，不僅可以加快實驗速度，而且對于能夠提高實驗結果精準度，為后續開采計劃的擬定提供數據參考。