CN111982755A - 一种定量测试粉末状岩石润湿性的方法 - Google Patents

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马斌玉
杨升宇
蒙冕模
张涛
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Abstract

本发明提供了一种定量测试粉末状岩石润湿性的方法。该方法包括如下步骤：将岩石样品粉碎至一定粒径的粉末后烘干；称取一定量烘干后的样品；待测样品中依次加入等体积的水性液体和油性液体；磁力搅拌器充分搅拌使其混合均匀后倒入分液漏斗中；用同上的水性液体和油性液体分别对烧杯和搅拌器进行充分清洗，将清洗液倒入分液漏斗中；静置直至分液漏斗中下层液体中的样品基本沉底，然后从分液漏斗的下部流出沉底的粉末样品，过滤后烘干称重；计算样品中亲水粉末和亲油粉末的质量占比。本发明方法可以量化粉末状岩石中的亲水样品比例和亲油样品比例，并且不受样品渗透率的影响，可以较好地反映样品非均质的润湿性。

Description

一种定量测试粉末状岩石润湿性的方法
技术领域
本发明涉及一种岩石润湿性的测定方法，具体而言，涉及一种适用于储层勘探开发领域粉末状岩石润湿性定量测试的方法。
背景技术
润湿性被认为是岩石表面特性中最重要参数之一，是某种液体附着在岩石表面的倾向性。在石油工程领域，储层的润湿性会影响流体的运移和开采过程，并影响最终的油气采收率。
目前常见的润湿性测量方法主要有4种：Amott法（润湿指数法）、USBM法（美国矿业局法）、自吸速率法和接触角测量法。这4种方法在常规储层的润湿性测量中有很好的效果，但应用于页岩的润湿性测量时则表现出明显的局限性。Amott法和USBM法依赖于储层的微观驱替速率，而页岩具有较低的渗透率，难以用这2种方法测量其润湿性。同时，由于页岩非均质性较强，组分复杂，既包含亲油性较强的有机质，又包含亲水性较强的无机矿物，导致用自吸速率法和接触角法（一般采用块状样品）测量时，其润湿性误差较大，仅体现页岩宏观的润湿性。
因此，急需开发出一种既适用于常规储层，又适用于非常规储层（页岩、致密砂岩等），且不明显受样品非均质性的影响的粉末状岩石润湿性的定量测量方法。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种可定量测试粉末状岩石润湿性的方法，以解决受非常规储层（页岩、致密砂岩等）较低的渗透率和较强的非均质性影响，现有的润湿性测量方法不适用的问题。
为了实现上述目的，本发明提供了一种定量测试粉末状岩石润湿性的方法，包括如下步骤：
步骤（1）：将岩石样品粉碎成具有一定粒径范围的颗粒；
步骤（2）：将所述步骤（1）粉碎后的样品烘干，以除去样品中连通孔隙中的水分；
步骤（3）：将所述步骤（2）烘干后的样品转移至干燥器中冷却至室温，称取一定量的样品于烧杯中待测，样品的实际质量记为M；
步骤（4）：依次加入等体积的水性液体和油性液体至所述步骤（3）的烧杯中；
步骤（5）：充分混合所述步骤（4）的样品；
步骤（6）：充分静置所述步骤（5）中的样品，直至下层液体中的样品基本沉底，分离出下层液体中的样品，过滤并烘干后称重，质量记为m；
步骤（7）：计算样品中亲水样品、及亲油样品的含量占比，计算方法为：若所选用的水性液体流体密度大于油性液体流体密度，则该样品的亲水比例P水 = m/M×100%，亲油比例P油= 1-P水；若所选用的油性液体流体密度大于水性液体流体密度，则该样品的亲水比例P水 =1-m/M×100%，亲油比例P油 = 1-P水。
其特征在于，所述步骤（5）中充分混合样品的方法为：在所述步骤（4）的烧杯中加入转子，使用磁力搅拌器进行充分搅拌，样品混合均匀后将其快速倒入分液漏斗中，并用与所述步骤（4）相同的水性液体和油性液体分别对烧杯和转子进行充分清洗，将清洗液倒入分液漏斗中。所述步骤（6）中分离出下层液体中的样品的方法为：使用分液漏斗从其下部直接流出沉底的粉末样品。
为了能够更准确的测试粉末状岩石的润湿性，样品需要具备较小的颗粒粒径，在一种优选的实施方式中，所述步骤（1）中的粒径范围为小于等于20目，优选地，所述粒径范围为小于等于200目。
为了能够更准确的测试粉末状岩石的润湿性，所述步骤（4）中的水性流体和油性流体不能相溶；在一种优选的实施方式中，所述步骤（4）中的水性流体为：去离子水、不同浓度的盐水和卤水中的一种或多种的混合物；油性液体为：煤油、白油、矿物油、正葵烷、甲苯、二氯甲烷中的一种或多种的混合物；最优选地，所述水性液体为：去离子水；所述油性液体为：煤油、二氯甲烷。
为了能够更准确的测试粉末状岩石的润湿性，需保证水性液体和油性液体充分搅拌混合，在一种优选的实施方式中，所述步骤（5）中的样品搅拌条件为：转速≥700RPM，搅拌时间≥2min。搅拌速度的选择与样品的粒径有直接关系，样品的粒径越细，需要的转速越大，时间越长，同时样品在分液漏斗中的静置时间也越长。
为了能够更准确的测试粉末状岩石的润湿性，需减少样品在转移过程中的损失，在一种优选的实施方式中，步骤（5）中将样品倒入分液漏斗时，可在分液漏斗顶部增设普通漏斗装置。
本发明的有益效果：
本发明可以量化粉末状岩石中的亲水样品比例和亲油样品比例，并且不受样品渗透率的影响，可以较好地反映样品非均质的润湿性。
附图说明
图1是本发明测量粉末状岩石润湿性的方法流程示意图。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步详细描述，这些实施例不能理解为限制本发明所要求保护的范围。
实施例一
一种定量测试粉末状岩石润湿性的方法，包括如下步骤：
步骤（1）：将岩石样品粉碎至20目以下；
步骤（2）：将步骤（1）粉碎后的样品在60℃下烘干48小时，除去样品中连通孔隙中的水分；
步骤（3）：将烘干后的样品转移至干燥器中冷却至室温，称取样品0.7318 g放于50 mL烧杯中，记录样品的质量；
步骤（4）：在步骤（3）的烧杯中依次加入20 mL去离子水和20 mL煤油；
步骤（5）：在步骤（4）的烧杯中加入转子，使用磁力搅拌器进行搅拌，转速为750RPM，搅拌时间5min；待样品混合均匀后将其快速倒入分液漏斗中，用去离子水和煤油分别对烧杯和转子进行充分清洗，将清洗液倒入分液漏斗中；
步骤（6）：静置步骤（5）中的混合物，直至去离子水中的粉末样品基本沉底，然后从分液漏斗的下部流出沉底的粉末样品，并用定量滤纸进行过滤；将过滤后的粉末样品放入60℃的烘箱中烘干24 h，冷却后称重，记录质量为0.5315 g；
步骤（7）：测得该样品中的亲水样品比例P水= 0.5315 g/0.7318 g×100% = 72.6%，亲油样品比例P油= 1-72.6% = 27.4%。
实施例二
一种定量测试粉末状岩石润湿性的方法，包括如下步骤：
步骤（1）：将岩石样品粉碎至200目以下；
步骤（2）：将步骤（1）粉碎后的样品在110℃下烘干24小时，除去样品中连通孔隙中的水分；
步骤（3）：将烘干后的样品转移至干燥器中冷却至室温，称取样品0.5192 g放于50 ml烧杯中，记录样品的质量；
步骤（4）：在步骤（3）的烧杯中依次加入15 mL去离子水和15 mL二氯甲烷；
步骤（5）：在步骤（4）的烧杯中加入转子，使用磁力搅拌器进行搅拌，转速为800RPM，搅拌时间2min；待样品混合均匀后将其快速倒入分液漏斗中，用去离子水和二氯甲烷分别对烧杯和转子进行充分清洗，将清洗液倒入分液漏斗中；
步骤（6）：静置步骤（5）中的混合物，直至二氯甲烷中的粉末样品基本沉底，然后从分液漏斗的下部流出沉底的粉末样品，并用定量滤纸进行过滤；将过滤后的粉末样品放入110℃的烘箱中烘干1 h，冷却后称重，记录质量为0.2441 g；
步骤（7）：测得该样品中的亲水样品比例P水= 1-0.2441 g/0.5192 g×100% = 53.0%，亲油样品比例P油= 1-53.0% = 47.0%。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种定量测试粉末状岩石润湿性的方法，包括如下步骤：
步骤（1）：将岩石样品粉碎成具有一定粒径范围的颗粒；
步骤（2）：将所述步骤（1）粉碎后的样品烘干，以除去样品中连通孔隙中的水分；
步骤（3）：将所述步骤（2）烘干后的样品转移至干燥器中冷却至室温，称取一定量的样品于烧杯中待测，样品的实际质量记为M；
步骤（4）：依次加入等体积的水性液体和油性液体至所述步骤（3）的样品中；
步骤（5）：充分混合所述步骤（4）的样品；
步骤（6）：充分静置所述步骤（5）中的样品，直至下层液体中的样品基本沉底，分离出下层液体中的样品，过滤并烘干后称重，质量记为m；
步骤（7）：计算样品中亲水样品、及亲油样品的含量占比，计算方法为：若所选用的水性液体流体密度大于油性液体流体密度，则该样品的亲水比例P水 = m/M×100%，亲油比例P油= 1-P水；若所选用的油性液体流体密度大于水性液体流体密度，则该样品的亲水比例P水 =1-m/M×100%，亲油比例P油 = 1-P水；
其特征在于，所述步骤（5）中充分混合样品的方法为：在所述步骤（4）的样品中加入转子，使用磁力搅拌器进行充分搅拌，样品混合均匀后将其快速倒入分液漏斗中，并用与所述步骤（4）相同的水性液体和油性液体分别对烧杯和转子进行充分清洗，将清洗液倒入分液漏斗中；
所述步骤（6）中分离出下层液体中的样品的方法为：使用分液漏斗从其下部直接流出沉底的粉末样品。
2.据权利要求1所述的定量测试粉末状岩石润湿性的方法，其特征在于，所述步骤（1）中的粒径范围为小于等于20目，优选地，所述粒径范围为小于等于200目。
3.据权利要求2所述的定量测试粉末状岩石润湿性的方法，其特征在于，所述步骤（4）中的水性液体为：去离子水、不同浓度的盐水、卤水中的一种或多种的混合物，优选地，所述水性液体为：去离子水；所述步骤（4）中的油性液体为：煤油、白油、矿物油、甲苯、正葵烷、二氯甲烷中的一种或多种的混合物，优选地，所述油性液体为：煤油、二氯甲烷。
4.据权利要求1所述的定量测试粉末状岩石润湿性的方法，其特征在于，步骤（5）中所述的样品搅拌条件为：转速≥700RPM，搅拌时间≥2min。
5.据权利要求1所述的定量测试粉末状岩石润湿性的方法，其特征在于，步骤（5）中将样品倒入分液漏斗时，可在分液漏斗上增设普通漏斗装置。
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