[發明專利]一種測定巖心-地層水-CO2潤濕性變化的裝置及方法

有效

• 申請號: 201110312913.3
• 申請日: 2011-10-14
• 公開（公告）號: CN103048246A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: 呂成遠;倫增珉;王海濤
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油勘探開發研究院
• 主分類號: G01N13/00
• 分類號: G01N13/00
• 代理公司: 北京思創畢升專利事務所 11218
• 代理人: 劉明華

技術領域

本發明屬于油氣田勘探、開發領域所用測試方法領域，具體涉及一種測定巖心-地層水-CO₂潤濕性變化的裝置及方法。?

背景技術

CO₂驅油是最有前途的提高原油采收率(EOR)的方法之一。當CO₂注入油藏之后，會形成許多新的相界面，研究CO₂驅替過程中的相界面特性具有重要的理論和實踐意義。其中巖石潤濕性的變化影響著毛管壓力、相對滲透率和流體的流動特性。?

目前評價潤濕性的方法分為兩類：一類是Amott指數法和USBM指數法，該類方法可以測定巖心的平均潤濕性；第二類是接觸角法，該類方法可以測定巖心表面潤濕性，并且第一類方法測得的潤濕性是定性數據，將巖心的潤濕性分為親水、親油和中性潤濕，第二類方法即接觸角法可以定量決定巖石潤濕性。?

油藏條件下巖心-地層水-CO₂接觸角可以直接定量決定巖石潤濕性，通過測定接觸角的變化規律可以認識CO₂驅油過程中巖石潤濕性的變化規律，進而指導油田開發過程。?

現有的接觸角的測定方法大體分為三類：?

①角度測量法，觀測液滴或氣泡在固體表面上的外形，并在固、液、氣三相交點處作切線，用量角器直接量角度；?

②長度測量法，通過對在固體表面上液滴的高度、寬度等的測量，計算出接觸角，如液滴最大高度法、吊片法等；?

③重量法，利用吊片法測定液體表面張力的原理，可以測定液體對固體(吊片)的接觸角。?

其中角度測量法可以直接量出精確的角度，成為最常采用的方法。?

目前，采用角度測量法測定巖石的接觸角，尤其是測定CO₂驅油過程中巖心-地層水-CO₂的接觸角存在難度，因為CO₂驅油過程是一個多參數連續變化的過程，傳統的接觸角測定物理模擬方法不能準確的反應CO₂驅油過程中巖石潤濕性的變化規律。?

現有文獻中，Daoyong?Yang等采用接觸角法測定CO₂驅油過程中巖心-地層水-CO₂潤濕性變化(Daoyong?Yang，Yongan?Gu，Paitoon?Tontiwachwuthikul.Wettability?Determination?of?the?Reservoir?Brine-Reservoir?Rock?System?with?Dissolution?of?CO₂?at?High?Pressures?and?Elevated?Temperatures.Energy?&?Fuels，2008，22，504-509)，其方法為首先測定第一個壓力點的巖心-地層水-CO₂的接觸角，進行第二個壓力點測試時，加入3-5mm³的地層水滴到第一個壓力點殘存的液滴上，該方法雖然可以粗略的模擬CO₂驅油過程中巖心-地層水-CO₂潤濕性變化，但沒有克服前一個壓力點殘存的液滴對下一個壓力點測試精度的影響。在接觸角測定的過程中，每一個壓力點的測試必須保證巖心表面光滑平整，不能殘存任何的液滴，所以現有的測定方法并不精確，存在很大誤差。?

發明內容

本發明的目的在于解決上述現有技術中存在的難題，提供一種CO₂驅油過程中測定巖心-地層水-CO₂潤濕性變化的裝置及方法，能夠連續測定地層溫度、不同CO₂壓力條件下巖心-地層水-CO₂接觸角，模擬真實油藏條件下CO₂驅油過程中接觸角變化，進而得出巖石潤濕性的變化規律。?

本發明是通過以下技術方案實現的：?

一種測定巖心-地層水-CO₂潤濕性變化的裝置，所述裝置包括地層水供給系統、測定室、二氧化碳供給系統、光源、放大攝像系統和計算機圖像處理系統；?

所述地層水供給系統、二氧化碳供給系統分別與測定室連接；所述光源和?放大攝像系統分別設置在所述測定室的兩側；所述放大攝像系統與所述計算機圖像處理系統連接。?

所述地層水供給系統包括地層水手動轉樣泵和地層水進樣泵，所述地層水手動轉樣泵的出口通過閥門與地層水進樣泵的入口連接，所述地層水進樣泵的出口通過閥門接入測定室。?