油气储层孔隙流体分析

2．2．5．1　ξ电位－地层流体属性

含有离子的电解质溶液在孔隙介质中的毛细管通道流动时，阴离子和阳离子的流动通量会产生相对差异，因而沿着流动通道产生静电电位差，这个电位差即为ξ电位。在岩石孔隙中流动的电解质溶液中的离子的流动性受多孔介质孔隙表面电荷的影响，因此，这个ξ电位的电位差可用来作为界面电荷的量度。ξ电位可以用电位滴定以及通过电泳现象和流动电位等方法测量。电泳和流动电位方法获得的ξ电位对离子强度和水溶液pH值具有一定的相关性。

2．2．5．2　地层水化学分析

地层水在地层中长期与岩石和原油接触，常含有相当多的金属盐类，如钾盐、钠盐、钙盐、镁盐等，尤其以钾盐、钠盐最多，故称为盐水。地层水中含盐是它有别于地面水的最大特点。地层水中含盐量的多少用矿化度来表示。地层水溶液中常见的阳离子为Na＋、K＋、Ca2＋、Mg2＋，偶尔含有Ba2＋、Fe2＋、Sr2＋、Li＋；最常见的阴离子为Cl－、SO2－4、HCO－3、CO2－3及NO－3、Br－、I－，也含有一些其他微量离子。

地层水的矿化度有助于进行岩心分析资料的解释和电测井评价，所以需要根据岩心中的含水来确定地层水的矿化度。矿化度或者总矿化度（TDS）定义为地层水中所有溶解的固体的总和，以每千克溶液中溶解的毫克盐量表示（mg／kg），相当于用百万分之一［mg／L（×10－6）］地层水中的氯离子含量计算矿化度，并以NaCl当量表示。为了测量地层水的矿化度，首先必须把水从岩心中分离出来，通过用不混溶的液体驱替或离心等机械方法，从岩心中驱出地层水，当地层水接近束缚水饱和度时，可能无法用机械方法排出地层水，那么就用水从岩心中萃取盐，由萃取的盐量和岩心中的初始含水量计算矿化度。

地层水的矿化度测定常用方法为：①氯离子的化学测定法；②折射率法；③电阻率测量法。不同油田的地层水矿化度差别很大，从几千、几万到几十万mg／L。总矿化度高是地层水的特点，例如有的高达3×105　mg／L。原始地层条件下，高矿化度的地层水处于饱和溶液状态，当由底层流至地面时，会因为温度、压力降低导致盐从地层水中析出，严重时还可在井筒中结盐，给生产带来困难。

地层水矿化度也可以采用简单的质量法测定，通过将一定量的水在一定温度下蒸发，不挥发物质将以固体形式留下，通过测定质量，判断水中电解质含量的多少和矿化度的大小。对于地层中的金属离子，一般可以采用原子吸收光谱或者等离子体发射光谱ICP进行定量测定，而阴离子物质一般通过仪器方法比如比色或者分光光度计进行测定，含量较高的阴离子也可以通过测定容量法进行测定，比如Cl－的测定，就可以采用硝酸银滴定的方法测定。

根据地层水的矿化度可以概括地了解地层水的离子总含量。为了对水中各种阴离子、阳离子含量及其比例有定量了解，通常将地层水划分为不同水型。水型是以水中某种化合物的出现趋势而定名。如NaHCO3型水，即水中出现的趋势化合物为NaHCO3。关于水型，将在后续章节中叙述。

2．2．5．3　原油化学组成分析

原油性质对油气层损害也会产生较大的影响，特别是原油中的石蜡、胶质和沥青，在温度变化的情况下可能形成有机沉淀，堵塞孔喉；在一些情况下原油与入井流体不配伍形成高黏乳状液，增加油流阻力，且在油气层改造过程中，原油中的胶质、沥青质与酸液作用形成酸渣堵塞油气流动通道；注水和压裂过程中对地层的冷却效应也可以导致石蜡、沥青在地层中沉积，堵塞孔喉。

原油组成一般包括挥发组成和不挥发组成，对于低沸点的挥发组成物质，采用气相色谱的方法通过标样比对可以得到原油的各个组成的定性分布及含量，而没有挥发性的物质，可以通过不同的分离方法进行测定，近来，液相色谱结合液质联用技术对不挥发物质的定性和定量分析具有快速准确的效果。通过温度变化的分馏技术也可以对原油的大致组成做一个定性的描述，不同温度下，原油组成的沸点差异较大，通过分馏可以逐级分离，分馏技术是了解原油组成的有效方法。

原油中的沥青质在某种程度上可以定义为是不溶于庚烷的物质，采用庚烷作为溶剂可以测定沥青质的含量。而蜡质的测定是先将原油样品经前处理脱除胶质和沥青质，得到油蜡混合物，再用脱蜡溶剂将其溶解，在冷浴中使蜡析出，经过滤、洗涤、挥发溶剂得到原油蜡。通过沥青质和石蜡的测定可以计算原油中胶质的含量。

2．2．5．4　天然气组成分析

与油气层伤害有关的天然气性质主要是H2S和CO2腐蚀气体的含量和相态特征。腐蚀气体的伤害作用是腐蚀设备造成微粒堵塞，H2S在腐蚀过程中形成FeS沉淀，造成井下和井口管线的堵塞。相态特征主要是针对凝析气藏而言，当开采时压差过大或气藏压力衰竭时，井底压力低于露点压力，此时凝析液在井筒附近积聚，使气相渗透率大大降低，形成油相圈闭。

天然气的碳氢组成分析一般可以通过气相色谱得到比较准确的测定，而其中H2S和CO2也可以采用适当的气相色谱方法和化学方法进行准确测定。天然气中的硫在高温下与氧发生燃烧反应生成SO2，并在氮气作为载体的情况下，进入含有碘的溶液中，使碘的浓度发生变化，通过碘的消耗量间接计算出硫的含量。而CO2的测定通常可以采用定量的Ba（OH）2溶液吸收天然气中的CO2，生成BaCO3沉淀，过量的Ba（OH）2采用邻苯二甲酸氢钾标准溶液滴定，以计算CO2的含量。