[發(fā)明專利]一種用于測(cè)量接觸角的巖樣制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811285745.1
• 申請(qǐng)日: 2018-10-31
• 公開（公告）號(hào): CN109374375B
• 公開（公告）日: 2021-03-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 熊俊杰;李春;楊生文;王世華;胡云亭;張亮;安琦;于吉;汪若璇;趙戰(zhàn)江;劉立磚
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)海洋石油集團(tuán)有限公司;中海油能源發(fā)展股份有限公司
• 主分類號(hào): G01N1/28
• 分類號(hào): G01N1/28;G01N13/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 劉子文

本發(fā)明公開了一種用于測(cè)量接觸角的巖樣制備方法，包括以下步驟：(1)洗油洗鹽干燥；(2)巖粉制備；(3)助粘劑制備；(4)混合料制備；(5)裝模；(6)加壓；(7)真空干燥；(8)打磨拋光；(9)擦拭端面。本發(fā)明通過(guò)洗油洗鹽將天然巖塊中殘留的原油及鹽去除，又通過(guò)巖塊粉碎、膠結(jié)、壓制、干燥、打磨拋光、擦拭端面步驟，實(shí)現(xiàn)了制備巖樣的表面光滑，實(shí)現(xiàn)了接觸角測(cè)量的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性。克服了直接通過(guò)打磨、拋光天然巖心的方法制得的巖樣表面不光滑，導(dǎo)致接觸角測(cè)量過(guò)程中另外兩相流體與天然巖心巖樣表面接觸后從巖樣表面進(jìn)入微裂隙或者孔隙，造成接觸角測(cè)量不準(zhǔn)確及重復(fù)性差，無(wú)法得到準(zhǔn)確的測(cè)量數(shù)據(jù)的問(wèn)題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及巖樣前處理技術(shù)，具體地，涉及一種用于測(cè)量接觸角的巖樣制備方法。

背景技術(shù)

在油氣田開發(fā)過(guò)程中，需要使用不同工作液，包括鉆井過(guò)程中的鉆井液、修井過(guò)程中的修井液、壓裂過(guò)程中的壓裂液、酸化過(guò)程中的酸液、解堵過(guò)程中的解堵液，解水鎖過(guò)程中的解水鎖劑等。這些工作液在進(jìn)行相關(guān)作業(yè)過(guò)程中，或多或少的會(huì)進(jìn)入地層巖石裂縫或孔隙；作業(yè)結(jié)束后，有些工作液需要盡可能地從地層巖石排出，有些需要工作液改變巖石的潤(rùn)濕性。

對(duì)于那些作業(yè)結(jié)束后需要盡可能地從地層巖石排出的工作液，要求其助排效果好，即返排率(返排出地面的液體體積與注入地層的工作液體積之比)高，返排率越高，工作液對(duì)地層傷害越小。

助排性能主要受毛細(xì)管壓力的影響，毛細(xì)管壓力越小，助排性能越好。毛細(xì)管壓力公式為：P＝2γcosθ/r，式中γ，表(界)面張力；θ，接觸角；r，孔吼半徑。由公式可以看出，助排性能與表(界)面張力、接觸角、孔吼半徑有關(guān)，由于孔吼半徑是由地層決定的，所以評(píng)價(jià)工作液助排效果的好壞是通過(guò)測(cè)量表(界)面張力、接觸角的大小。而目前助排性能的評(píng)價(jià)主要是測(cè)量工作液的表(界)面張大小，如壓裂液助排性能評(píng)價(jià)參考石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T 5107-2016《水基壓裂液性能評(píng)價(jià)方法》，該標(biāo)準(zhǔn)7.9.3中要求測(cè)量破膠液(破膠后的壓裂液)的表面張力、界面張力，通過(guò)測(cè)量壓裂液表面張力、界面張力來(lái)評(píng)價(jià)壓裂液助排性能，認(rèn)為表面張力、界面張力越低，助排性能越好。該標(biāo)準(zhǔn)中并未要求測(cè)量接觸角，其中一個(gè)原因是接觸角測(cè)量難度大。

同時(shí)對(duì)于那些需要改變巖石潤(rùn)濕性的工作液，也需要測(cè)量其接觸角(接觸角表征潤(rùn)濕性)。

狹義的接觸角是指在氣、液、固三相交點(diǎn)處所作的氣-液界面的切線與固-液交界線之間的夾角θ；廣義的接觸角是指由三個(gè)不同界面相互作用的一個(gè)系統(tǒng)，接觸物交界線之間的夾角θ。

地層巖石、油(氣)、工作液(水)之間的界面可形成接觸角，該接觸角的測(cè)量方法本身不難，但測(cè)量的準(zhǔn)確性較差、可重復(fù)性較低。這是因?yàn)榈貙訋r石存在微裂隙、孔隙，制成的巖樣表面也存在一定程度的裂隙、孔隙；當(dāng)測(cè)量時(shí)，其他相進(jìn)入微裂隙或孔隙，兩相接觸面不平整，這樣測(cè)量的接觸角不準(zhǔn)確，重復(fù)性差，無(wú)法反映真實(shí)接觸角大小。

目前，常用的巖樣制備方法如下：(1)首先鉆取一定形狀規(guī)格的巖樣；(2)然后使用不同目數(shù)的砂紙對(duì)巖樣表面進(jìn)行打磨拋光制得巖樣。存在的主要問(wèn)題是地層巖石具有微裂隙、孔隙，通過(guò)打磨拋光后，巖樣表面也很難避免沒(méi)有凹陷的微裂隙或者孔隙，這些表面存在的微裂縫和孔隙都會(huì)影響接觸角的測(cè)量準(zhǔn)確性。而且通過(guò)該方法制備的巖樣都無(wú)法保證巖樣的均一性，導(dǎo)致在其他兩相完全相同情況下，該兩相與不同巖樣測(cè)量的接觸角測(cè)量數(shù)值重復(fù)性差，無(wú)法得到準(zhǔn)確的測(cè)量數(shù)據(jù)，難以有效指導(dǎo)工作液優(yōu)選及評(píng)價(jià)工作。

所以好的用于測(cè)量接觸角的巖樣應(yīng)具有光滑的表面，從而提高接觸角測(cè)量的準(zhǔn)確性，實(shí)現(xiàn)接觸角測(cè)量的可重復(fù)性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，解決現(xiàn)有技術(shù)中制備的巖樣表面光滑度差，導(dǎo)致出現(xiàn)接觸角測(cè)量不準(zhǔn)確，測(cè)量數(shù)據(jù)重復(fù)性差的問(wèn)題。提供一種用于測(cè)量接觸角的巖樣制備方法，該方法可用于頁(yè)巖巖樣、砂巖巖樣、碳酸鹽巖樣、煤巖巖樣等需要測(cè)量接觸角的巖樣制備。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：