[發明專利]巖石表面靜態接觸角及其潤濕性動態變化測試方法

有效

• 申請號: 201611203555.1
• 申請日: 2016-12-23
• 公開（公告）號: CN106596348B
• 公開（公告）日: 2018-12-07
• 發明（設計）人: 華朝;張健
• 申請（專利權）人: 中國海洋石油集團有限公司;中海油研究總院有限責任公司
• 主分類號: G01N13/00
• 分類號: G01N13/00;G01N13/02
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 關暢;吳愛琴

本發明具體涉及一種巖石表面靜態接觸角的測試方法及利用其的巖石表面潤濕性動態變化測試方法。巖石表面靜態接觸角的測試方法，包括：將巖石片的表面清洗、干燥，備用；采用表面/張力儀，在可升降的樣品池中盛裝待測液體，夾好備用的巖石片，并懸掛在微量天平下；采用“Interfacial tension”模式進行測試，測試時樣品池緩慢上升，直到液面剛好接觸巖石片下表面，記錄微量天平顯示讀數，計算巖石片的受力大小(F)；根據巖石片的受力大小(F)推導求解待測液體在巖石表面上的接觸角(θ)；本發明測試方法靈敏度高，微量天平能捕捉巖石片表面受力的微量變化，能測試出較小的接觸角和接觸角的微量改變；可連續測試時間長，能記錄巖石表面潤濕性動態變化規律。

技術領域

本發明屬于界面化學、儀器分析領域的一種分析、測量技術，具體涉及一種巖石表面靜態接觸角的測試方法及利用其的巖石表面潤濕性動態變化測試方法。

背景技術

潤濕性是油藏巖石的一個重要特性，它是影響油、水在巖石孔隙中分布、流動的一個主要因素，同時直接制約著油、水兩相相對滲透率、毛管力以及石油采收率，通過有效調節巖石表面潤濕性可以降低低滲油藏的注入壓力，改善砂巖、碎屑巖油藏注水井的吸水剖面，有效挖潛剩余油，從而有效提高砂巖、碎屑巖油藏的開采效果。因此正確認識油藏潤濕性，對于正確認識油藏以及探索提高采收率方法等都具有十分重要的意義。

巖石表面潤濕性實質上是液體與巖石表面之間作用力性質和大小的宏觀表現，測定巖石表面潤濕性的動態變化有助于深入認識巖石表面化學基團與水分子之間的相互作用及從分子層面認識油藏巖石表面潤濕機理。

目前實驗室潤濕性評價方法主要有自吸速率法、液滴測量接觸角法、Amott法、USBM法、核磁共振松弛法、相對滲透率曲線法。這些方法對較小接觸角值測不準，對接觸角的微小變化不敏感，對接觸角隨接觸時間的動態變化很難精確掌握。

因此目前需要一種靈敏度高、持續測試時間長的潤濕性表征方法。

發明內容

本發明的目的之一是提供一種靈敏度高、持續測試時間長的巖石表面靜態接觸角的測試方法。

本發明所提供的巖石表面靜態接觸角的測試方法，包括如下步驟：

(1)將巖石片的表面清洗、干燥，備用；

(2)采用表面/張力儀，在可升降的樣品池中盛裝待測液體，夾好備用的巖石片，并懸掛在微量天平下，如圖1所示；采用“Interfacial tension”模式進行測試，測試時樣品池緩慢上升，直到液面剛好接觸巖石片下表面，記錄微量天平顯示讀數，計算巖石片的受力大小(F)；

(3)根據巖石片的受力大小(F)推導求解待測液體在巖石表面上的接觸角(θ)；

其中，F＝m×g,m為微量天平讀數，g為重力加速度；

l和t分別是巖石片寬度和厚度；γ_L是液體表面張力；

r是樣品池的內徑。

上述方法步驟(1)中，所述巖石片可為下述任一種：石英片、云母片、鉀長石、鈉長石、白云石、方解石、伊利石和綠泥石。

所述巖石片的表面致密光滑，且與待測液體不發生化學反應。

對于表面不光滑的巖石片，可采用化學-機械拋光工藝對巖石表面進行拋光處理；

所述巖石片的橫截面為規則長方形，其寬度和厚度分別為l、t，其中l<60mm，t<5mm。

上述方法步驟(2)中，所述表面/張力儀具體可為DCAT 21型表面/張力儀。

所述待測液體可為下述任一種：二次蒸餾水、鹽溶液、堿溶液、表面活性劑溶液。