郭4篆节能清洗世界
Cleaning World 第37卷第1期2021年1月
文章编号：1671-8909 (2021 ) 1-0063-002
储层伊利石和高岭石对低矿化度
注水效果影响
李博
(辽河油田高升采油厂，辽宁盘锦124125 )
摘要：低矿化度水驱作为一种提高采收率（EOR)的技术，是指注入盐水含盐量较低或离子强度较低的油层。尽管机理尚未得到证实，但溶液和表面化学以及岩石/流体相互作用具有重要作用，这可以归因于储层矿物对溶液性质的微小变化敏感。在所提出的机理中，岩石的粘土含量和粘土类型对于揭示低矿化度水驱过程具有重要意义。本文选取了伊利石和高岭石两种粘土类型，研究了它们对岩石表面特征和低矿化度水驱的贡献。在室温下用低盐度水对方解石进行接触角测量，结果表明，亲油方解石中存在低含量与高岭石相比，岩石中伊利石的接触角明显减小。研究结果表明，低矿化度水驱油效果与粘土类型密切相关，而与粘土含量无关。
关键词：伊利石；高岭石；矿化度；岩心润湿性
中图分类号：TE242 文献识别码：A
1岩石表面特征描述
润湿性被定义为液体覆盖固体表面的偏好。油藏 润湿性是计算注水采收率和剩余油饱和度的重要因素。Nasralla等人（2011)认为，润湿性是影响储层水和油 分布的一个重要方面。根据他们的研宄表明，岩石的润 湿相是由以下因素决定的：油的组成、岩石表面的化 学性质和水相的性质。温度、压力和注入流体等因素的 共同作用可能导致岩石的润湿性改变表面。赫杰尔曼德 Larrondo (1986)提出温度影响油/水、水/岩石和油 /岩之间的界面力，进而导致润湿性的改变。Hamouda 和RezaeiGomari(2006)研究了温度对碳酸盐岩的影响。他们的实验表明，当温度升高时，接触角减小。Hamouda和Rezaei Gomari完成的工作总结出如图1成 果。从三条趋势线可以看出，对于所有三个测试，趋 势线都是多项式（二阶），且平方值大于0.99，这意味 着接触角随温度的变化可能遵循多项式函数。除温度 外，注入水的离子浓度也会显著改变岩石表面的润湿性。Nasralla等人（2011)研究了离子在高温下使用含水层水的影响。研究人员检查了三种卤水成分，总溶解盐相差10倍。
2研究材料及方法
2.1研究材料
本研究中使用的岩心为：碳酸钙两种不同类型的粘 土类型（伊利石和高岭石）、硬脂酸和三种不同的卤水成分。碳酸钙由B D H化学公司以粉末形式提供，纯度 为98%。提供的高岭石无杂质，伊利石由二氧化硅、铝(III)和氧化钙组成。硬脂酸（C18H3602)，在油中表现为溶解的酸性物质；纯度为95%。用于制造合成盐水的 精选盐是氯化钠、氯化镁和硫酸钠^ SigmaAldrich公司 供应的正癸烷（ClaH22)纯度大于95%。
表1显示了本研究中不同粉末样品的混合物特性。顶部热板搅拌器用于蒸馏水、碳酸钙、伊利石或高岭石 的混合。采用中等转速搅拌（45 r/min)进行搅拌，搅拌 时间约为2 h。将悬浮液过滤，然后在105 下在烘箱中 干燥24 h。在正癸烷中用0.001 M硬脂酸将干燥样品的
表1成分样品
样本元素P1P2P3P4P5P6蒸溜水/mL200200200200200200碳酸钙/g454540403535伊利石/g5/1015/高略石/g/511015
作者简介：李博（1988-)，男，工程师，大学本科.主要从事油田开发相关研究工作。
收稿日期：2020-09-12。
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本文研究表明，改性碳酸钙与10%高岭石混合料
李博在最低盐度下对水分的强烈改变。与10%伊利石相比,
10%高岭石的接触角变化率更高，这表明在碳酸钙体系
中，高岭石对低盐度盐水的改性更敏感。
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粘土含量/%
图1粘土类型及其浓度对模型油改性方解石表面接触角的影响参考文献：
[1]李海涛，马启睿，李东昊•低矿化度注水提高砂岩储集层
采收率的微观机理[J]•石油钻采工艺，2017,39(2):151-157.
140 1204结语
i⑷
表2合成卤水研究
样本元素B1B2B3蒸懼水/mL10001 0001000氯化钠/mg16 8771 504150.4氯化镁/mg  2 27910010硫酸納/mg  3 56070070
润湿性改为亲油。每100 m L酸性油模型加入25 g粉末。
表2显示了本实验中使用的三种合成盐水成分（B1至B3h B l代表海水的主要盐类成分，其次是B2和 B3。B1和B2卤水组分的含盐量显著降低（分别约10 倍和100倍），以研宄低盐度对碳酸盐岩润湿性的影响。
2.2接触角测量
对不同样品进行接触角测量。确定接触角的方法是 空气-水和粉末表面的界面。该方法提供了一种快速测 量接触角的方法。将少量约1〜2 g的粉末放在显微镜载 玻片上压碎。将蒸馏水滴在粉末表面。在计算机上拍照 测量接触角。对于每个样品，测量三次接触角，以确保 达到精确值。必须指出的是，接触角是从每次测量的计 算机图像中计算出来的，其结果可能会受到图像分辨率 和人眼视觉精度的影响。
3实验结果及探讨
3.1粘土效应
通过对方解石粉体的接触角测量，研宄了碳酸盐岩 晶格中粘土的存在及其对润湿性的影响。对粘土量进行 了单独研宂，
粘土含量从5%增加到15%。结果表明，粘土浓度对碳酸钙润湿状态的影响因粘土类型而异。图1显示了在不同浓度的伊利石和高岭石存在下，处理过 的碳酸钙上测量的接触角之间的比较。对于伊利石，当粘土加入方解石的百分比从10%增加到30%时，处理 后方解石上测量的接触角分别从1400减少到1090。这 种行为可能与伊利石伊利石的亲水特性是伊利石表面存 在阳离子的结果。阳离子使碳酸钙在处理过程中不易受 潮油。在当伊利石中含有阳离子时，Ca2+吸附竣基离子 的能力降低。在高岭石的情况下，如图1所示，当高岭石浓度增加时，接触角测量值变化不大。这是一个有趣 的观察，因为高岭石由羟基（R-OH)组成，这可能有 助于润湿状态；然而，在研究浓度下，没有记录到任何 影响。此外，图1所示的结果表明，与高岭石混合的样 品比伊利石具有更高的接触角。从这些观察结果可以看 出，高岭石含量高的储层比低高岭石的储层更容易发生 亲油。然而，含有伊利石的储层可能较少向亲油的方向 处置。为了得出明确的结论，这些结果需要进一步的现 场测试和分析。
3.2粘土存在下的低盐度效应
通过接触角的测定，研究了在粘土含量为10%时, 水组成对碳酸盐岩润湿性的影响。采用高盐度（B1)、中等盐度（B2)和低盐度（B3)三种卤水成分进行研宄。
B l、B2和B3的总溶解盐（TDS)分别为22 716mg/L、
2 304 mg/L和230.4 mg/L。抑制含盐量会降低碳酸钙浓 度为10%时两种粘土类型的测量接触角。含10%伊利 石的改性方解石经高矿化度卤水（B1)后处理后，接 触角由144°降低到52° ，而高岭石的接触角由138° 下降到66°，说明盐的存在使
亲油方解石表面改性为 亲水。然而，如果水的盐度进一步降低，接触角的减小 以及由此引起的对亲水度的改变可能更大。其中，B2 (盐度比B1降低约10倍）在10%伊利石和10%高岭 石浓度后处理的改性方解石表面上测得的接触角分别为 37°和46°。与B1相比，盐度进一步降低至约100倍, B3处理后样品的接触角降低至31°和32°。由低盐度 水所测得的接触角可以转化为亲水系统。
10%高岭石与10%伊利石混合碳酸钙的接触角比 10%伊利石高。当使用最低盐度水（B3)处理时，含 有10%高岭石的样品的接触角变化比伊利石更大。这 说明在碳酸钙体系中，高岭石比伊利石更容易被低盐度 卤水改性。
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