[发明专利]一种利用小角中子散射定量表征页岩润湿性的方法

说明书

本申请提供一种利用小角中子散射定量表征页岩润湿性的方法，包括如下步骤：S1，制备待测页岩样品；S2，对待测页岩样品进行小角中子散射实验，分别得到每个待测页岩样品的第一次页岩孔隙体积与孔径分布图；S3，制备混合溶液；S4，将待测页岩样品放入混合溶液中进行浸润；S5，将每个待测页岩样品分别进行小角中子散射实验，得到每个待测页岩样品的第二次孔隙体积与孔径分布图；将相对应的每个第一次页岩孔隙体积与孔径分布图中的结果与第二次孔隙体积与孔径分布图中的结果进行对比分析，并对每个待测页岩样品的页岩润湿性进行定量表征。该方法能够更加准确地对页岩微观孔隙的润湿性进行定量表征，误差小。

技术领域

本申请涉及非常规天然气领域，尤其涉及一种利用小角中子散射定量表征页岩润湿性的方法。

背景技术

页岩的润湿性是表征岩石物理特性的重要参数之一，对于页岩孔隙空间中油气分布、剩余油饱和度、毛细管力、相对渗透率和开采过程中的水驱效果等都有重要影响。因此在页岩油气开采过程中准确判断储层的润湿性，对于优化开采、压裂液返排、水岩相互作用以及压裂液和添加剂的选择均具有指示意义。

目前研究润湿性的方法包括定量和定性两大类，定量分析方法包括接触角法、滴水实验、流体自吸-驱替法、核磁共振、水膜浮选法等，定性分析方法包括自吸速率法、显微镜观察法、相对渗透率法、毛细管压力曲线法和测井曲线法等。值得注意的是，这些方法均采用不同的参数标准判断岩石的润湿性特征，因此对于同一样品而言不同的实验手段可能会得到不同的结果，需要同时利用多种测试方法进行相互印证。

发明内容

本申请的目的之一在于提供一种利用小角中子散射定量表征页岩润湿性的方法，旨在改善现有的页岩的润湿性测试精度较低的问题。

本申请的技术方案是：

一种利用小角中子散射定量表征页岩润湿性的方法，包括以下步骤：

S1，制备多个待测页岩样品；

S2，分别对每个所述待测页岩样品进行小角中子散射实验，分别得到每个所述待测页岩样品的原始不同孔径分布上的可进入孔隙比例，并分别得到每个所述待测页岩样品的第一次页岩孔隙体积与孔径分布图；

S3，分别配置与实验所需的所述待测页岩样品的平均散射长度密度值相匹配的混合溶液；

S4，将所述待测页岩样品放入所制备的所述混合溶液中，并分别对每个所述待测页岩样品进行充分浸润；

S5，将充分浸润的每个所述待测页岩样品分别进行小角中子散射实验，分别得到每个所述待测页岩样品润湿后的不同孔径分布上的可进入孔隙比例，并分别得到每个所述待测页岩样品的第二次孔隙体积与孔径分布图；将相对应的每个第一次页岩孔隙体积与孔径分布图中的实验结果与第二次孔隙体积与孔径分布图中的实验结果进行对比分析，并分别对每个所述待测页岩样品的页岩润湿性进行定量表征。

作为本申请的一种技术方案，在步骤S1中，制备所述待测页岩样品的具体操作为：将所述待测页岩样品制备成粒径为0.5mm、颗粒大小均匀的颗粒状样品。

作为本申请的一种技术方案，在步骤S2中，在对所述待测页岩样品进行小角中子散射实验之前，先将所述待测页岩样品放在60℃的烘箱中烘干24小时以上，直到所述待测页岩样品的质量不再发生变化为止。

作为本申请的一种技术方案，在步骤S3中，根据不同的实验内容配置不同散射长度密度值的所述混合溶液，并通过下列公式计算不同的所述混合溶液的散射长度密度值：

如果已知所述混合溶液的各组分的体积比为V1：V2：V3：……Vi：……Vn，则所述混合溶液的散射长度密度均可以通过下式计算得到：