[發明專利]測定煤巖潤濕性的方法

在審

• 申請號: 201410841172.1
• 申請日: 2015-08-03
• 公開（公告）號: CN104502239A
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發明（設計）人: 楊恒林;汪偉英;田中蘭;趙梓彤;柯文麗;胡振華
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣集團公司;中國石油集團鉆井工程技術研究院;長江大學
• 主分類號: G01N13/00
• 分類號: G01N13/00;G01N15/08
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 王天堯

技術領域

本發明涉及煤巖潤濕性測定技術領域，特別涉及一種測定煤巖潤濕性的方法。

背景技術

潤濕是指液體在界面張力的作用下沿巖石表面流散的現象。所謂潤濕性是指，當存在兩相非混相流體時，其中某一相流體沿固體表面延展或附著的傾向性。煤的潤濕性是煤的一項重要的物理化學性質，它是巖石礦物與煤層流體相互作用的結果。它對煤層氣從基質孔隙向割理的擴散以及煤層氣在孔隙介質中微觀分布和流動的難易程度有很大的影響。研究煤的潤濕性是高效開發煤層氣的重要基礎。

目前測定巖石潤濕性的直接方法主要有潤濕接觸角法，但該方法測量時要求礦物表面十分光滑，且操作時間太長，所用礦物只是煤巖的主要成分，并非實際煤巖，測定結果不能直接代表煤層的潤濕接觸角；測定潤濕性的間接方法主要是自吸驅替法，但由于煤巖滲透率特低，排驅體積不易測準，此方法主要用于常規砂巖測定。在煤層氣鉆井及煤層氣增產施工過程中，鉆井液及增產液中一般有表面活性劑、絮凝劑等添加劑，這些添加劑與煤層接觸后，將使煤巖的潤濕性發生變化，因此，準確測量煤巖的潤濕性對提高煤層氣產能的方案設計具有十分重要的意義。

發明內容

本發明實施例提供了一種測定煤巖潤濕性的方法，用以準確測量煤巖的潤濕性，該方法包括：

制備石英砂模型和待測潤濕性煤巖的煤巖模型；將水潤濕石英砂模型的能力作為標準能力；

采用孔隙度檢測儀，檢測石英砂模型和煤巖模型的孔隙度，計算石英砂模型和煤巖模型的孔隙體積；

利用自吸測量儀器，檢測石英砂模型和煤巖模型的自吸水時間和自吸水體積；根據石英砂模型的自吸水時間、自吸水體積和孔隙體積，計算石英砂模型的自吸水排氣采收率和自吸水無因次時間；根據煤巖模型的自吸水時間、自吸水體積和孔隙體積，計算煤巖模型的自吸水排氣采收率和自吸水無因次時間；

根據石英砂模型的自吸水排氣采收率和自吸水無因次時間，繪制石英砂模型的自吸水排氣采收率與自吸水無因次時間的關系曲線作為標準曲線；根據煤巖模型的自吸水排氣采收率和自吸水無因次時間，繪制煤巖模型的自吸水排氣采收率與自吸水無因次時間的關系曲線作為對比曲線；計算對比曲線的下包面積與標準曲線的下包面積的比值，作為自吸潤濕指數；

根據自吸潤濕指數，確定待測潤濕性煤巖的潤濕性；自吸潤濕指數等于1，表明水對待測潤濕性煤巖的潤濕能力達到了標準能力，水完全潤濕待測潤濕性煤巖；自吸潤濕指數等于零，表明水完全不能潤濕待測潤濕性煤巖，氣完全潤濕待測潤濕性煤巖；自吸潤濕指數越接近于0，表明待測潤濕性煤巖的親氣性越強；自吸潤濕指數越接近于1，表明待測潤濕性煤巖的親水性越強。

在一個實施例中，上述方法中，根據石英砂模型的自吸水時間、自吸水體積和孔隙體積，計算石英砂模型的自吸水排氣采收率和自吸水無因次時間，包括：

根據石英砂模型的自吸水時間和自吸水體積，計算石英砂模型的自吸速度；

根據石英砂模型的自吸水體積和孔隙體積，計算石英砂模型的自吸水排氣采收率；

繪制石英砂模型的自吸速度與自吸水排氣采收率倒數的關系曲線，得到石英砂模型的自吸速度與自吸水排氣采收率倒數的關系曲線的斜率和截距，根據斜率、截距、石英砂模型的自吸水時間和孔隙體積，計算石英砂模型的自吸水無因次時間。

在一個實施例中，上述方法中，根據煤巖模型的自吸水時間、自吸水體積和孔隙體積，計算煤巖模型的自吸水排氣采收率和自吸水無因次時間，包括：

根據煤巖模型的自吸水時間和自吸水體積，計算煤巖模型的自吸速度；

根據煤巖模型的自吸水體積和孔隙體積，計算煤巖模型的自吸水排氣采收率；

繪制煤巖模型的自吸速度與自吸水排氣采收率倒數的關系曲線，得到煤巖模型的自吸速度與自吸水排氣采收率倒數的關系曲線的斜率和截距，根據斜率、截距、煤巖模型的自吸水時間和孔隙體積，計算煤巖模型的自吸水無因次時間。

在一個實施例中，上述方法中，按照如下公式計算石英砂模型或煤巖模型的自吸水無因次時間：

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