一种快速测量岩石润湿性的方法技术

本发明专利技术公开的快速测量岩石润湿性的方法，包括如下步骤：1)、建立单位长度水环质量‑接触角标准曲线；2)、测定待测量岩石样品的水环质量，计算其单位长度水环质量，依据单位长度水环质量‑接触角标准曲线获得该样品的接触角；其中单位长度水环质量指水环质量与三相界面上水环周长的比值；水环质量指岩石样品依据其体积计算的理论排水质量与该样品浸没时的实测排水质量之差的绝对值；三相界面上水环周长指岩石样品浸没于水中时，三相界面上形成水环的总长度。利用岩石浸没在水中在气‑液‑固三相界面处快速形成水环的质量，辅助评价储层岩石的润湿性，具有简单、快捷等特点，不需要特殊实验器材，实验操作简单，周期短，不受环境限制。

A rapid method for measuring wettability of rocks

Method for rapid measurement of rock wettability disclosed by the invention comprises the following steps: 1), the establishment of unit length of water quality ring contact angle standard curve; 2), water quality determination of ring rock samples to be measured, the calculation of the unit length of the water quality on the basis of unit length of ring, ring water quality contact angle standard curve the contact angle of the sample; the unit length of water quality water quality refers to the ratio of ring ring and ring circumference of the three-phase interface water; water quality refers to the absolute value of the measured ring quality of rock samples on the basis of the theory of drainage volume calculation and the sample immersion when the draining water quantity difference; three-phase interface ring circumference refers to rock samples immersed in water in the water, the total length of the ring formation water three-phase interface. In the water in the gas liquid solid three-phase interface rapid formation of quality of water ring using submerged rock, auxiliary wettability of reservoir rocks, which has the advantages of simple and convenient, do not need special experimental equipment, experimental operation is simple, short cycle, is not limited by the environment.

【技术实现步骤摘要】
一种快速测量岩石润湿性的方法
本专利技术涉及的是油气资源勘探开发工程中对储层岩石润湿性测量方法，属于力学领域，特别是一种快速测量岩石润湿性的方法。本专利技术方案涉及的测定用水均为标准状况下的纯净水。
技术介绍
在油气行业中，取得对含油气(hydrocarbon-bearing)地下地层(subsurfaceformation)(“储集层(reservoir)”)的润湿性特性或者润湿条件有利于采油工作的开展。例如润湿性可能对储量(reserve)计算和/或储集层的动态行为具有影响。润湿性可以定义为一种流体在存在其他不混溶流体(immisciblefluid)时在固体表面上展开或者粘附于固体表面的倾向。因此例如润湿性可以描述岩石被某个相(例如水或者油)覆盖的相对偏好。例如，如果岩石对于水比对于油而言具有大得多的亲合性，则岩石可以称为亲水的(water-wet)。因此，在亲水的多孔岩石在它的孔内包含水和油相的情况下，孔的基本上所有内表面将由水层覆盖。在这一情况下，水可以称为“润湿相”。反言之，在油润湿多孔岩石的情况下，孔的基本上所有内表面将由油层覆盖。在这一情况下，油可以称为“润湿相”。在实践中，单一润湿性的极端亲水的或者亲油的情形在含油储集层中罕见。多孔岩石的润湿性将依赖于岩石类型并且也将受存在于孔内的矿物影响。例如干净沙岩或者石英可以是极端亲水的，而含油储集层的多数岩石地层通常可以有混合润湿性。对于储集层，从原始亲水的状态向混合润湿状态的润湿性变更可能在原油向储集层圈闭(trap)中迁移并且随着储集层的水饱和度减少降至原生水饱和度之后出现。储集层润湿性依赖于原油组成、原生水化学性和岩石表面的矿物学以及温度和储集层的压力和饱和度等。含油地层中的初始流体饱和度分布依赖于储集层级和孔级处的毛细管力与重力之间的均衡。润湿状态可以随着孔和孔喉几何形状变化。在石油迁移过程期间，重力不足以克服微孔内的大毛细管压力，并且因此微孔通常保持完全原生水饱和，因此保留它们的原始亲水状态。尽管大孔经常被油侵入，但是大孔的岩石表面上的原生水膜通常得以保持。大孔内的润湿性变更依赖于这一水膜的稳定性。在极端条件下，水膜可以稳定并且完全涂覆大孔的表面区域，由此阻止油相具有与孔表面的直接接触。而随着地质时间，大孔的整个表面可能已经变得被油相涂覆，使得大孔呈现油润湿的。此时大孔表面部分地与水相和油相二者接触，并且因此具有混合润湿特性。我国拥有丰富的油气资源，可采储量丰富，但由于我国地质环境复杂，对储层岩石的物理性质研究成为目前的主要任务。大部分油气藏属于低渗储层，其孔隙度在微米到纳米之间，油气资源的流动主要受到毛细管力的作用，毛管力的大小与岩石的润湿性有关。由于岩石中含有大量孔隙，润湿角测量仪测量时会有一部分液体渗入岩石孔隙中，导致测量结果不准确。现在市场上的润湿角测量仪，不仅设备成本高，不便于携带，而且操作复杂，要求实验人员具有较高专业技能和较强的专业知识，难以满足现场快捷、直观、准确地评价储层岩石润湿性的实际需要。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术公开了一种快速测量岩石润湿性的方法，利用岩石浸没在水中在气-液-固三相交接面处快速形成水环的质量，辅助评价储层岩石的润湿性，具有简单、快捷等特点，不需要特殊实验器材，实验操作简单，周期短，不受环境限制。本专利技术方案中岩石样品以及标准件可以包括而不限于如下情形：花岗岩、大理石、玄武岩(非多孔型)、石英岩等，特别是标准件还可以包括而不限于如下情形：玻璃、金属等。本专利技术公开的快速测量岩石润湿性的方法，包括如下步骤：1)、建立单位长度水环质量-接触角标准曲线；2)、测定待测量岩石样品的水环质量，计算其单位长度水环质量，依据单位长度水环质量-接触角标准曲线获得该样品的接触角；其中单位长度水环质量指水环质量与三相界面上水环周长的比值；水环质量指岩石样品依据其体积计算的理论排水质量与该样品浸没时的实测排水质量之差的绝对值；三相界面上水环周长指岩石样品浸没于水中时，水-空气-岩石三相界面上形成水环的总长度，即岩样横截面的周长。经过考证研究，物体上形成的水环质量与表面浸润性直接相关，而经过转换单位长度水环质量-接触角具有良好的拟合特性，由此通过单位长度水环质量-接触角标准曲线可以直接高效地反应浸润特征。本专利技术方案根据油田岩层的油-水浸润特性，采用标准样品建立特定的单位长度水环质量-接触角标准曲线，从而在岩层浸润性判断中，直接依据测量的单位长度水环质量判断出其浸润特征，由此降低了岩层浸润性判定难度，而直观高效准确地对岩层浸润性进行判断，而无需进行复杂计算和降低对工具依赖性。本专利技术公开的快速测量岩石润湿性的方法的一种改进，步骤1)单位长度水环质量-接触角标准曲线的建立包括如下步骤：a、选取具有不同润湿性材料的多种标准件，清洗干燥，并分别对其尺寸进行测量；b、根据步骤a测量尺寸分别计算各标准件的理论排水质量；c、将步骤a处理后的多种标准件浸没到水中，测定其实测排水质量；d、以步骤b和步骤c获得的理论排水质量与实测排水质量之差的绝对值为水环质量，并计算相应样品的单位长度水环质量；e、以多个标准件的对应的单位长度水环质量以及接触角，在单位长度水环质量-接触角坐标系内拟合曲线，建立单位长度水环质量-接触角标准曲线。本专利技术公开的快速测量岩石润湿性的方法的一种改进，步骤c中实测排水质量的测定为将处理后的标准件悬挂到悬挂式天平上，平衡后天平清零，再将标准件浸没到水中，稳定后的天平的显示值的绝对值即为其实测排水质量。本方案通过在测试过程中，利用样品浸润水环的形成特性(其在浸没时即可在表面形成)，在标准件浸没稳定后的显示值即为该标准件的水环质量，此时控制测定显示的时间可以避免因浸没时间延长样品吸水而产生的误差，从而提升标准曲线的建立精度。本专利技术公开的快速测量岩石润湿性的方法的一种改进，标准件的干燥为自然状态下的一般干燥。本方案对标准件采用一般干燥的方式，可以避免因过度干燥而导致清零时重量偏低，而在浸没时标准件过度吸水而增重，同时会破坏三相界面的形态而破坏水环的形成的危害情形，由此保证测试精度，并且降低操作复杂性和操作难度，提高操作效率。本专利技术公开的快速测量岩石润湿性的方法的一种改进，标准件的表面没有孔隙(本方案孔隙指对测试液体可以形成孔内吸附、流动情形的较大的孔，而非能够锁住液体的微孔)。本专利技术方案针对具有特定孔特性的岩层种类设定相应的标准件，从而充分利用水环的特性，而提高标准曲线与实际应用情况的吻合度，从而降低本方案在岩石润湿性判定中的误差，并且提高判定精度。本专利技术公开的快速测量岩石润湿性的方法的一种改进，步骤2)测定待测量岩石样品的水环质量包括如下步骤：a、准备岩石样品，清洗干燥，并分别对其尺寸进行测量；b、根据步骤a测量尺寸分别计算各标准件的理论排水质量；c、将步骤a处理后的岩石样品浸没到水中，测定其实测排水质量；d、以步骤b和步骤c获得的理论排水质量与实测排水质量之差的绝对值为水环质量，并计算相应样品的单位长度水环质量。本专利技术公开的快速测量岩石润湿性的方法的一种改进，测定待测量岩石样品的水环质量时，步骤c中实测排水质量的测定为将处理后的岩石样品悬挂到悬挂式天平上，平衡后天平清零，再将岩石样品浸没到水中，稳定后的天平的显示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种快速测量岩石润湿性的方法，包括如下步骤：1)、建立单位长度水环质量‑接触角标准曲线；2)、测定待测量岩石样品的水环质量，计算其单位长度水环质量，依据单位长度水环质量‑接触角标准曲线获得该样品的接触角；其中单位长度水环质量指水环质量与三相界面上水环周长的比值；水环质量指岩石样品依据其体积计算的理论排水质量与该样品浸没时的实测排水质量之差的绝对值；三相界面上水环周长指岩石样品浸没于水中时，水‑空气‑岩石三相界面上形成水环的总长度。

【技术特征摘要】
1.一种快速测量岩石润湿性的方法，包括如下步骤：1)、建立单位长度水环质量-接触角标准曲线；2)、测定待测量岩石样品的水环质量，计算其单位长度水环质量，依据单位长度水环质量-接触角标准曲线获得该样品的接触角；其中单位长度水环质量指水环质量与三相界面上水环周长的比值；水环质量指岩石样品依据其体积计算的理论排水质量与该样品浸没时的实测排水质量之差的绝对值；三相界面上水环周长指岩石样品浸没于水中时，水-空气-岩石三相界面上形成水环的总长度。2.根据权利要求1所述的快速测量岩石润湿性的方法，其特征在于：所述步骤1)单位长度水环质量-接触角标准曲线的建立包括如下步骤：a、选取具有不同润湿性材料的多种标准件，清洗干燥，并分别对其尺寸进行测量；b、根据步骤a测量尺寸分别计算各标准件的理论排水质量；c、将步骤a处理后的多种标准件浸没到水中，测定其实测排水质量；d、以步骤b和步骤c获得的理论排水质量与实测排水质量之差的绝对值为水环质量，并计算相应样品的单位长度水环质量；e、以多个标准件的对应的单位长度水环质量以及接触角，在单位长度水环质量-接触角坐标系内拟合曲线，建立单位长度水环质量-接触角标准曲线。3.根据权利要求2所述的快速测量岩石润湿性的方法，其特征在于：所述步骤c中实测排水质量的测定为将处理后的标准件悬挂到...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋付权，张翔，孙叶恒，
申请(专利权)人：浙江海洋大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33