潤(rùn)濕性的測(cè)量方法

1、潤(rùn)濕性的測(cè)量方法測(cè)量潤(rùn)濕性的方法很多，按測(cè)量目的的不同可分為兩大類，即定性方法和定量方法。其中定量方法主要有接觸角法、滲吸與排驅(qū)法（ Amott方法）和USBM （美國(guó)礦物局）方法。定性 測(cè)量方法種類很多，包括滲吸率、顯微鏡檢測(cè)、浮選法、玻璃滑動(dòng)法、相對(duì)滲透率曲線法、 滲透率與飽和度關(guān)系曲線、毛管壓力曲線、毛細(xì)測(cè)量法、排驅(qū)毛管壓力、油藏測(cè)井曲線、核 磁共振法以及染色吸附法。潤(rùn)濕性的定量測(cè)量方法一般定量測(cè)量常用以下三種方法：（1）接觸角法；（2） Amott方法（滲吸和排驅(qū)）；（3） USBM方法。1. 接觸角法：接觸角法測(cè)量的是一個(gè)特定表面的潤(rùn)濕性。在油水系統(tǒng)中就是測(cè)量光滑礦物表面上油和水的潤(rùn)

2、濕性。石油工業(yè)中一般用懸滴法測(cè)量接觸角， 第一步要全部徹底的清洗儀器， 因?yàn)榧词刮⒘康碾s質(zhì) 也能改變潤(rùn)濕性。當(dāng)用純凈流體和人造巖心時(shí)接觸角法是最好的測(cè)量方法。此法也用來(lái)檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)條件對(duì)潤(rùn)濕性的影響，如壓力、溫度和水的化學(xué)性質(zhì)。潤(rùn)濕角測(cè)量的一個(gè)問(wèn)題是滯后現(xiàn)象。 測(cè)量的接觸角有前進(jìn)角和后退角兩種， 前進(jìn)角是向前推 液滴邊緣測(cè)得的，而后退角是向后拉測(cè)得的， 二者之差就是接觸角滯后。 引起滯后的原因有 三種：a、表面粗糙度；b、表面非均質(zhì)性；c、大分子水垢的表面固定性。將接觸角用于油藏巖石的第二個(gè)問(wèn)題是它僅僅反映巖石局部的潤(rùn)濕性，不能考慮巖石表面的非均質(zhì)性。第三個(gè)限制是得不到有關(guān)巖石上是否存在永久連接有

3、機(jī)覆蓋物的信息。2. Amott 方法USBM方法和Amott方法測(cè)量的是巖心的平均潤(rùn)濕性。當(dāng)測(cè)量天然狀態(tài)巖心或恢復(fù)原態(tài)巖心時(shí)，這兩種方法要好于接觸角法。確定巖心是否清洗完全必須用USBM方法或Amott方法。USBM方法有時(shí)要優(yōu)于 Amott方法，因?yàn)楹笳咴谥行詽?rùn)濕附近不敏感。改進(jìn)的 USBM 方法可以進(jìn)行USBM和Amott兩種方法的指數(shù)計(jì)算。Amott方法是把滲吸和驅(qū)替結(jié)合起來(lái)測(cè)量巖石的平均潤(rùn)濕性。測(cè)量之前，所用的巖心先要在水中通過(guò)離心作用直至達(dá)到殘余油飽和度（ROS）,然后才可進(jìn)行Amott方法實(shí)驗(yàn)。Amott方法主要由以下四步組成：將巖心浸入油中，20小時(shí)后測(cè)量被油的自發(fā)吸入所排出的

4、水的體積；巖心在油中離心達(dá)到束縛水飽和度（IWS）,測(cè)量排出的水的總量；將巖心浸入水中，20小時(shí)后測(cè)量被水的自吸排出的油的體積；在水中離心直至達(dá)到殘余油飽和度，測(cè)量排出的油的總量。注意：巖心可能是通過(guò)流動(dòng)而不是離心達(dá)到ROS和IWS,尤其對(duì)于不能用離心機(jī)的非固態(tài)物質(zhì)必須如此。分別引入油驅(qū)比和水驅(qū)比的定義如下：油驅(qū)比：水驅(qū)比：其中8 -油驅(qū)比8肝-水驅(qū)比Vwsp-通過(guò)油的自吸所排出的水的體積Vosp-通過(guò)水的自吸所排出的油的體積Vwt-在油中離心所排出的水的體積Vot-在水中離心所排出的油的體積水驅(qū)比與油驅(qū)比之差即為Amott驅(qū)替指數(shù):Amott-Harvy相對(duì)驅(qū)替指數(shù)：Amott指數(shù)與潤(rùn)濕性的

5、對(duì)應(yīng)關(guān)系如下表：Amott指數(shù)范圍巖石潤(rùn)濕性-K I-桂3親油-0.3<I<0,3中性潤(rùn)濕0.3 & I <1K3. USBM 方法：USBM方法也是測(cè)巖心的平均潤(rùn)濕性。與 Amott方法相比，它的一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)是其在中性 潤(rùn)濕附近的靈敏性。缺點(diǎn)是USBM潤(rùn)濕指數(shù)只能在段塞尺寸的巖心中測(cè)量，因?yàn)閹r心必須放在離心機(jī)中。USBM測(cè)試比較的是一種流體驅(qū)替另一種流體所需的功。用潤(rùn)濕流體驅(qū)替 非潤(rùn)濕流體所需的功肯定少于相反的驅(qū)替。由于所需功與毛管壓力曲線下的面積成正比，所以USBM方法是通過(guò)計(jì)算離心毛管壓力曲線來(lái)求潤(rùn)濕性的大小。Sharma和 Wunderlich對(duì)USBM方法進(jìn)

6、行了改進(jìn)，既可求出 Amott指數(shù)，也可求出 USBM 指數(shù)。改進(jìn)的 USBM方法分五步：初始油驅(qū)；水的自吸；水驅(qū)；油的自吸；油 驅(qū)。這種方法通過(guò)考慮飽和度變化改進(jìn)了USBM方法的結(jié)果，同時(shí)也求出了 Amott指數(shù)。Amott方法有時(shí)可以指出系統(tǒng)的非潤(rùn)濕性，而 USBM方法則不能判斷出部分潤(rùn)濕或選擇潤(rùn) 濕。二潤(rùn)濕性的定性測(cè)量自吸方法是應(yīng)用最廣泛的定性測(cè)量方法，因?yàn)闇y(cè)量快速，不需要任何復(fù)雜裝置，能給出巖心平均潤(rùn)濕性的定性判斷。顯微鏡檢測(cè)方法常用于流動(dòng)檢測(cè)研究。當(dāng)已知這些數(shù)據(jù)時(shí)常用基于相對(duì)滲透率曲線的潤(rùn)濕性測(cè)量方法。測(cè)量部分潤(rùn)濕（選擇性潤(rùn)濕）有兩種方法：核磁共振法和染色吸附法。但這兩種方法的應(yīng)用都

7、不廣泛。目前還無(wú)法判定一塊巖心是否為混合潤(rùn)濕，不過(guò)通過(guò)考查如下的測(cè)試結(jié)果作出判斷也是可能的，如玻璃滑動(dòng)潤(rùn)濕測(cè)試、天然狀態(tài)巖心的多PV水驅(qū)、不同含水飽和度下恢復(fù)原態(tài)巖心的幾種水驅(qū)以及自吸和毛管壓力測(cè)量等。結(jié)論：1 .油藏巖石的潤(rùn)濕性影響其毛管壓力、相對(duì)滲透率、水驅(qū)動(dòng)態(tài)、分散性和電性質(zhì)。此外， 模擬三次采油結(jié)果也會(huì)發(fā)生改變，受潤(rùn)濕性影響的三次采油過(guò)程包括熱力驅(qū)、表面活性劑驅(qū)、混相驅(qū)和堿驅(qū)。2 .由于極性化合物的吸附或原油中有機(jī)物的沉積，原親水礦物表面的潤(rùn)濕性會(huì)發(fā)生改變。一般認(rèn)為原油中的表面化學(xué)劑是含有氧、氮和（或）硫的極性化合物。這些化合物在原油的重質(zhì)微分中含量最多，例如膠質(zhì)和瀝青。3 .潤(rùn)濕性的

8、改變?nèi)Q于原油組成成分、礦物表面、地層水化學(xué)性質(zhì)（包括離子組成和PH值）之間的相互作用。在二氧化硅 /油/水系統(tǒng)中，多價(jià)金屬陽(yáng)離子的示蹤量能改變潤(rùn)濕性。陽(yáng)離子能減少原油中表面活性劑的溶解度，促進(jìn)陰離子表面活性劑在二氧化硅上的吸附。4 .接觸角測(cè)量表明，由于原油中表面活性劑的吸附，大多數(shù)碳酸鹽巖油藏為中性潤(rùn)濕到親 油，而大多數(shù)砂巖油藏是親水的。5 .因?yàn)樵诟叩臏囟群蛪毫ο?，可改變?rùn)濕性的化合物的溶解度逐漸增加，所以原油/水/巖心系統(tǒng)在油藏條件下通常比大氣條件下親水性更強(qiáng)。另外，即使沒(méi)有表面活性劑存在，由于溫度升高，通過(guò)水測(cè)得的接觸角減小，系統(tǒng)將變得更趨向親油。6 .在實(shí)驗(yàn)室中常用的三種人工控制潤(rùn)濕性的方法：（1）用化學(xué)劑對(duì)巖心進(jìn)行處理，一般砂巖巖心用有機(jī)氯硅烷溶液，碳酸鹽巖用環(huán)烷酸；（2）用純流體和燒結(jié)的聚四氟乙烯巖心；（3）向流體中加入表面活性劑。7 .潤(rùn)濕性的測(cè)量方法分為定性測(cè)量和定量測(cè)量?jī)纱箢?。定量測(cè)量方法主要有