[發(fā)明專利]一種定量表征頁(yè)巖儲(chǔ)層巖石潤(rùn)濕性的方法和裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810431064.5
• 申請(qǐng)日: 2018-05-08
• 公開（公告）號(hào): CN108717031B
• 公開（公告）日: 2019-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高之業(yè);楊朔;姜振學(xué);喻煌;薛子鑫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)石油大學(xué)(北京)
• 主分類號(hào): G01N5/02
• 分類號(hào): G01N5/02
• 代理公司: 北京三友知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11127
• 代理人: 劉鑫;沈金輝

本發(fā)明提供了一種定量表征頁(yè)巖儲(chǔ)層巖石潤(rùn)濕性的方法和裝置。該方法為：獲取頁(yè)巖儲(chǔ)層的頁(yè)巖并制成頁(yè)巖樣品；對(duì)其進(jìn)行自發(fā)滲吸實(shí)驗(yàn)獲得自吸斜率；利用W_I＝(P₁?T₁)?(P₂?T₂)計(jì)算潤(rùn)濕性指數(shù)W_I；對(duì)頁(yè)巖樣品潤(rùn)濕性能進(jìn)行定量表征評(píng)價(jià)：潤(rùn)濕性指數(shù)在?0.5～0的范圍內(nèi)，越接近?0.5則水濕行為表現(xiàn)越強(qiáng)烈，反之則越偏向混合偏水濕；潤(rùn)濕性指數(shù)為0時(shí)，頁(yè)巖儲(chǔ)層為混合型潤(rùn)濕；潤(rùn)濕性指數(shù)在0～0.5范圍內(nèi)，越接近0.5則油濕行為表現(xiàn)越強(qiáng)烈，反之則越偏向混合偏油濕。該方法通過(guò)引入新的潤(rùn)濕性指數(shù)，可準(zhǔn)確定量表征頁(yè)巖儲(chǔ)層的潤(rùn)濕性，對(duì)于設(shè)計(jì)有效的增產(chǎn)技術(shù)和估算最終采收率具有重要意義。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于頁(yè)巖儲(chǔ)層勘探開發(fā)領(lǐng)域，涉及一種定量表征頁(yè)巖儲(chǔ)層巖石潤(rùn)濕性的方法和裝置，具體涉及一種基于自發(fā)滲吸實(shí)驗(yàn)和潤(rùn)濕性指數(shù)定量表征頁(yè)巖儲(chǔ)層巖石潤(rùn)濕性的方法和裝置。

背景技術(shù)

潤(rùn)濕性是指某一固體易于與某一流體而非其他流體接觸的傾向性，它反映了表面力和界面張力之間的平衡。一滴優(yōu)先潤(rùn)濕性流體滴到已覆蓋有潤(rùn)濕性流體的表面上，優(yōu)先潤(rùn)濕性流體將會(huì)驅(qū)替另一種流體鋪展甚至覆蓋整個(gè)表面；而一滴非潤(rùn)濕性流體滴到已覆蓋有潤(rùn)濕性流體的表面上，非潤(rùn)濕性流體將會(huì)盡量縮小其與固體的接觸面積，形成珠狀。

潤(rùn)濕性是巖石礦物與油藏流體相互作用的結(jié)果，是儲(chǔ)層基本物性參數(shù)之一，儲(chǔ)集層的潤(rùn)濕性是影響石油開采過(guò)程的關(guān)鍵因素。潤(rùn)濕性會(huì)影響相對(duì)滲透率，毛細(xì)管壓力，油氣運(yùn)移和最終采收率，如果儲(chǔ)層的潤(rùn)濕性被錯(cuò)誤地假設(shè)，那么開發(fā)過(guò)程中可能會(huì)對(duì)油藏產(chǎn)生不可逆的損害。

Amott測(cè)試(Amott，1959)和USBM測(cè)試(Donaldson et al，1969)是用于確定系統(tǒng)潤(rùn)濕性的最常用方法。然而，頁(yè)巖具有滲透率低，微納米孔隙發(fā)育且非均質(zhì)性強(qiáng)等特點(diǎn)，加上這兩種方法對(duì)毛管壓力和微觀驅(qū)替效率的依賴性，因此，對(duì)頁(yè)巖儲(chǔ)層的潤(rùn)濕性進(jìn)行準(zhǔn)確的表征是非常困難的。潤(rùn)濕性也可以通過(guò)直接測(cè)量接觸角來(lái)評(píng)估，但是表面粗糙度，表面非均質(zhì)性及分子水平的表面滲吸等問(wèn)題使得該方法對(duì)于頁(yè)巖潤(rùn)濕性表征具有巨大困難。

測(cè)量潤(rùn)濕接觸角是直接測(cè)量方法中最常用的。一般而言，表面粗糙將減小儲(chǔ)層巖石的視接觸角。其次，接觸角法未能考慮頁(yè)巖表面的非均質(zhì)性，常規(guī)油氣儲(chǔ)層礦物組成較為單一，而頁(yè)巖含有許多不同的組分，特別是含有有機(jī)質(zhì)，不同組分潤(rùn)濕性各異，從而導(dǎo)致不均勻的潤(rùn)濕性。將接觸角用于頁(yè)巖儲(chǔ)層潤(rùn)濕性表征的第二個(gè)問(wèn)題是它僅僅反映頁(yè)巖局部的潤(rùn)濕性，不能考慮頁(yè)巖表面的非均質(zhì)性。

目前，適用于頁(yè)巖儲(chǔ)層潤(rùn)濕性的測(cè)量方法相對(duì)較少，而且每種方法均有其各自的局限性，這從一定程度上影響了頁(yè)巖儲(chǔ)層潤(rùn)濕性的判斷，進(jìn)而影響了油氣藏的開發(fā)效果。

發(fā)明內(nèi)容

基于現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種基于自發(fā)滲吸實(shí)驗(yàn)和潤(rùn)濕性指數(shù)定量表征頁(yè)巖儲(chǔ)層巖石潤(rùn)濕性的方法和裝置。該方法通過(guò)自發(fā)滲吸實(shí)驗(yàn)測(cè)定待測(cè)頁(yè)巖儲(chǔ)層中水相或油相流體垂直頁(yè)理方向和平行頁(yè)理方向的自吸斜率，并通過(guò)創(chuàng)造性提出的潤(rùn)濕性指數(shù)可對(duì)頁(yè)巖巖石的潤(rùn)濕性進(jìn)行定量評(píng)價(jià)。

本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)：

一方面，本發(fā)明提供一種定量表征頁(yè)巖儲(chǔ)層巖石潤(rùn)濕性的方法，其包括以下步驟：

獲取頁(yè)巖儲(chǔ)層的頁(yè)巖并制成頁(yè)巖樣品；

對(duì)頁(yè)巖樣品進(jìn)行自發(fā)滲吸實(shí)驗(yàn)獲得自吸斜率；

利用潤(rùn)濕性指數(shù)公式(1)計(jì)算潤(rùn)濕性指數(shù)，

W_I＝(P₁-T₁)-(P₂-T₂) (1)