[发明专利]一种岩石-水溶液-原油体系中岩石表面润湿性的评价方法

说明书

本发明公开了一种岩石‑水溶液‑原油体系中岩石表面润湿性的评价方法。本发明通过测定岩石表面zeta电位、油水界面zeta电位和油水界面张力计算接触角来评价岩石‑水溶液‑油体系中岩石表面润湿性，评价方法方便可靠、灵敏度高。对岩石样品表面光滑度、致密性不做要求，能评价不同形状岩石表面润湿性，能评价微缝隙或孔喉中岩石表面润湿性。

技术领域

本发明涉及一种岩石-水溶液-原油体系中岩石表面润湿性的评价方法，属于界面化学、油气田开发技术领域。

背景技术

润湿性是油藏岩石的一个重要特性，它是影响油、水在岩石孔隙中分布、流动一个主要因素，同时直接制约着油、水两相相对渗透率、毛管力以及石油采收率。通过增强油藏岩石表面的亲水性，能够提高基质区域对注入水的渗吸作用，有效控制注入水沿裂缝方向发生窜流的程度；还有利于吸附在岩石表面上的原油发生脱附，从而起到洗油作用；同时能有效增加油相相对渗透率，从而有效挖潜剩余油及改善油藏的开采效果。因此正确认识油藏润湿性，对于油藏开发具有十分重要的意义。

目前岩石表面润湿性评价方法主要有液滴法、自吸速率法和相对渗透率曲线法。液滴法对岩石表面要求苛刻，要求岩石表面光滑致密，不确定度较高；自吸速率法测试过程复杂且只能定性评价岩石表面润湿性，对岩石颗粒大小及堆积方式存在依赖性；相对渗透率曲线法测试复杂，实验重复性差。

因此目前需要一种方便可靠、灵敏度高、不依赖岩石形状的润湿性评价方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种岩石-水溶液-原油体系中岩石表面润湿性的评价方法，本发明方便可靠、灵敏度高、不依赖测试样品形状的润湿性评价方法。

本发明提供的一种岩石-水溶液-原油体系中岩石表面润湿性的评价方法，包括如下步骤：1)将待测岩石研磨成颗粒与水溶液混合，制成悬浮液，测定所述悬浮液上层中岩石颗粒表面Zeta电位，记为ξ₁；

2)将原油与所述水溶液混合，制成O/W乳状液，测定所述O/W乳状液下层乳状液中油滴表面Zeta电位，记为ξ₂；并测定油水界面张力，记为σ；

3)根据下式Ⅰ，计算待测岩石-水溶液-油体系中所述待测岩石颗粒与所述原油油滴间分离压；

式Ⅰ中，Π是指岩石与油滴间分离压，Pa；Π_VDW、Π_E、Π_S分别为岩石与油滴间的范德华力、静电力和结构力，Pa；c是指水溶液离子浓度，mol·L^-1；T为体系温度，K；ξ₁，ξ₂为zeta电位，V；h是指岩石表面与油滴间的水膜厚度，m；

4)当油滴与岩石表面间水膜厚度达到平衡值时，式Ⅰ中Π等于P_c，将c、T、ξ₁、ξ₂的数值代入方程Π＝P_c，求解得到h，记方程的解为水膜平衡厚度h_eq；

其中，P_c是指拉普拉斯压力或毛管力，Pa；

5)根据下式Ⅲ，计算得到所述待测岩石-水溶液-油体系中水溶液在岩石表面上接触角，记为θ，通过θ以评价所述岩石-水溶液-原油体系中岩石表面润湿性；

式Ⅲ中，θ表示岩石-水溶液-油体系中水溶液在岩石表面上接触角，°。