[發明專利]一種用核磁共振技術表征非均質潤濕孔隙介質潤濕性的方法

有效

• 申請號: 201810141877.0
• 申請日: 2018-02-11
• 公開（公告）號: CN108489864B
• 公開（公告）日: 2020-03-27
• 發明（設計）人: 肖立志;王杰;崔宇詩;廖廣志
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（北京）
• 主分類號: G01N13/00
• 分類號: G01N13/00;G01N24/08
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 劉淼;嚴政

1.一種用核磁共振技術表征非均質潤濕孔隙介質潤濕性的方法，其特征在于，該方法包括：

(1)將非均質潤濕孔隙介質同時飽和第一流體和第二流體；其中，第一流體接觸所述非均質潤濕孔隙介質中潤濕斑點形成的潤濕角定義為θ₁；第二流體接觸所述非均質潤濕孔隙介質中潤濕斑點形成的潤濕角定義為θ₂；

(2)利用核磁共振技術IR-CPMG脈沖序列分別測量第一流體接觸所述非均質潤濕孔隙介質中潤濕斑點形成的潤濕角θ₁和第二流體接觸所述非均質潤濕孔隙介質中潤濕斑點形成的θ₂對應的D-T₂分布及T₁/T₂比值；

(3)分別根據所述非均質潤濕孔隙介質的D-T₂分布計算得到第一流體接觸潤濕斑點產生的有效表面馳豫率和第二流體接觸潤濕斑點產生的有效表面馳豫率，從而計算得到潤濕角為θ₁的潤濕斑點的比例f₁；

其中，所述有效表面馳豫率通過Padé插值擬合D-T₂分布得到，Padé插值擬合D-T₂分布基于以下公式(3)以求取最小值時的有效表面馳豫率：

公式(3)：

其中，w_i是根據T₂所占的權重，D(T_2i,ρ_eff)是D-T₂分布幾何平均值，D_i由以下公式(4)表示：

公式(4)：

其中，D(t)＝D_i，

ρ_eff＝(S_接觸/S_總)ρ，γ＝1-D_∞/D₀，

L_M表示孔隙介質的非均質長度，L_D表示測量擴散時間內，分子運動距離，由于L_M遠大于L_D，為此(L_D/L_M)²近似為0，S_接觸是指流體與孔隙壁接觸的面積，S_總是指孔隙壁的總面積，T_EL表示測量擴散時間，D₀表示流體體相擴散系數，D_∞表示當擴散測量時間內流體分子遠大于孔隙尺寸時，測得的視擴散系數；

(4)將同種材質的非均質潤濕孔隙介質樣品改變其潤濕性后經第三流體潤濕后得到參照非均質潤濕孔隙介質，并利用核磁共振技術IR-CPMG脈沖序列測量該參照非均質潤濕孔隙介質的T₁/T₂比值，而后將該參照非均質潤濕孔隙介質磨成片狀，測量該片狀參照非均質潤濕孔隙介質的潤濕角，從而計算出T₁/T₂比值和潤濕角間的線性關系；

(5)根據步驟(4)所得的線性關系式，通過步驟(2)所得的T₁/T₂比值計算出潤濕角θ₁和潤濕角θ₂；

(6)通過以下公式(1)計算出非均質潤濕孔隙介質的視潤濕角θ_A以用于表征非均質潤濕孔隙介質潤濕性：

公式(1)：cosθ_A＝f₁cosθ₁+(1-f₁)cosθ₂；

步驟(3)中，潤濕角為θ₁的潤濕斑點的比例f₁通過以下公式(2)計算得到：

公式(2)：f₁＝(ρ_eff1/ρ_eff2)/(ρ_eff1/ρ_eff2+T₂₁/T₂₂)，

其中，ρ_eff1表示的是第一流體接觸潤濕斑點產生的有效表面馳豫率，ρ_eff2表示的是第二流體接觸潤濕斑點產生的有效表面馳豫率，T₂₁表示的是核磁共振技術IR-CPMG脈沖序列測量的第一流體接觸潤濕斑點的T₂值，T₂₂表示的是核磁共振技術IR-CPMG脈沖序列測量的第二流體接觸潤濕斑點的T₂值。