储层岩石的润湿性

式中，二一界面张力，mN/m' 2 —待测两相流体的密度，g/cm 3;中国石油大学油层物理实验报告实验日期：2014.9.24 成绩：班级：石工12-7班学号： 12021307姓名： 李东杰 教师： 张俨彬 同组者： 董希鹏 岩石润湿性测定实验一.实验目的1 •了解光学投影法测定岩石润湿角的原理及方法; 2. 了解界面张力的测定原理及方法； 3. 加深对岩石润湿性、界面张力的认识。

二.实验原理1.光学投影法测定岩石润湿角 液体对固体表面的润湿情况可以通过直接测定接触角来确定。

将待测矿物磨成光面，浸入油（或水）中，如图1所示，在矿物光面上滴一滴水（或油），直径约 1〜2mm 然后通过光学系统将一组光线投射到液滴上， 将液滴放大、投影到屏幕 上，直接测出润湿角，或测量液滴的高度 接触处的长度D,按下式计算接触角9: h 和它与岩石 0 tg 2 =2h D 式中， 9—润湿角，°;h —液滴高度，mm D —液滴和固体表面接触的弦长，mm 图1投影法润 湿角示意图 2.悬滴法测定液滴界面张力 悬滴法适用于密度差较大的测定液-液或气-液之间的界面张力，测量范 围为 10-1 〜10-2 mN/m= 液体自管口滴落时，当液滴接近最大直径时，用光学设备记录下液滴图像。

测量液滴的相关参数，利用下式计算界面张力：gdSn 二d snde图3 HARKE-SPCA 接触角测定仪四. 实验步骤1. 打开电源开关。

2. 顺时针旋转仪器后面的光源旋钮，看到光源亮度逐渐增强。

—两相待测试样的密度差， d e —实际液滴的最大水平直径, d sn —从液滴底部算起，高度为 g/cm 3; cm巴d 高度处液滴的直径，cm ； 10 eS n —液滴2d 高度处的直径与最大直径的比值；10 eH —液滴形态的修正值，由S n 查表得到。

11 1(a )烧杯中气泡或液滴形状图2悬滴法测界面张力示意图三.实验仪器(b )气泡或液滴放大图敬问「KCI 胡!｛偉头L.fV 台上下位左議緊#轮丄忡會忡啼杆. ___ 雋锻头圧右祥动锚的PK側连心躲賊 丄tv 台帀后调苜匸轮3 •打开接触角软件图标，开启视频。

影响储层岩石润湿性的因素
1.岩石的矿物组成
组成储层岩石的主要矿物的表面在洁净的情况下一般都是亲水的，但亲水程度不同。

有机物质是憎水亲油，如果岩石中含有较多的有机物质，将使颗粒表面局部亲油。

2.流体组成的影响
同一流体对不同性质的矿物表面的润湿性不同，不同流体对同一矿物表面的润湿性也不同。

油、水之间及油、水自身与固体分子间引力不同，界面张力不同，导致岩石的润湿性不同。

3.石油的极性物质
石油中除含有非极性烃类外，还不同程度的含有极性物质。

石油中的极性物质对各种矿物的表面都有影响，但程度不同，有的能完全改变岩石的润湿性，有的影响程度轻微，主要取决于极性物质的性质。

4.矿物表面粗糙度的影响
矿物表面的尖棱对三相周界的移动阻力很大，因此在接触角的测定过程中，若矿物表面不平滑就不能反映岩石的真实润湿性。

岩石的润湿性对油气层的损害周杨摘要: 储层岩石的润湿性决定流体的流动性, 对油藏岩石润湿性的研究可以有效的指导油藏的开发, 提高油藏采收率。

本文从岩石的润湿性对剩余油饱和度分布、相对渗透率大小、毛管力、微粒的运移以及油层的采收率等方面的影响, 具体分析油气层损害原因在现象, 为推荐和制定各种油气层保护和解除油气层损害方案提供借鉴。

关键字：岩石润湿性剩余油饱和度分布渗透率毛管力微粒运移采收率油气层损害引言油田进入中后期开发, 油气藏地层都受到了不同程度的损害, 不仅降低了油气井的产出或注入能力及油气的采收率, 还可能损失宝贵的油气资源, 增加勘探开发成本。

因此了解生产过程中造成的油气层损害的机理, 不但有助于采取保护油气层的措施,而且也是判断油气层损害程度的基础。

润湿性是研究外来工作液注入（或渗入）油层的基础，是岩石—流体间相互作用的重要特性。

了解岩石的润湿性是对储层最基本的认识之一，它至少是和岩石孔隙度、渗透率、饱和度、孔隙结构等同样重要的一个储层基本特性参数。

特别是油田注水时，研究岩石的润湿性，对判断注入水是否能很好地润湿岩石表面，分析水驱油过程水洗油能力，选择提高采收率方法以及进行油藏动态模拟试验等方面都具有十分重要的意义。

本文通过对岩石润湿性油水的微观分布、相对渗透率大小、毛管力、微粒的运移以及油层的采收率等可能产生的各种影响分析其对油气层的损害。

1 润湿机理液体和固体接触时, 会产生不同的形状。

如果我们在固体表面上滴一滴液体, 这液滴可能沿固体表面立即扩散开来, 也可能仍以液滴形状附着于固体表面。

我们将液滴或气体在固体表面的扩散现象称为润湿作用, 当液滴在固体表面立即扩散, 即称给该种液体润湿固体表面, 当液滴呈圆球状, 不沿固体表面扩散, 则称为该液体不润湿固体表面。

在一般情况下, 水可以润湿固体表面, 而油则不润湿固体表面[ 1]( 见图 1) 。

液体对固体的润湿程度用润湿接触角表示,它是固体表面与液体——空气或液体——液体界面之间的夹角, 并规定从密度大的液体一方算起。

3.2 聚表剂改变岩石润湿性能力评价储层岩石润湿性是一种综合特性，决定着油藏流体在岩石孔道内的微观分布和原始分布状态，润湿性的变化将影响毛管压力、相对渗透率、束缚水饱和度、残余油饱和度。

在注水的情况下，岩石孔隙内有油水两相共存，究竟是水附着到岩石表面把油驱出，还是水只能把孔隙中部的油挤出，这主要是由岩石的润湿性决定的。

3.2.1 润湿性的基本概念润湿性的定义为：一种流体在其它非混相流体存在条件下，在固体表面展开或粘附的趋势。

在岩石-油-水体系中，其中一种流体在其分子力的作用下，沿固体表面驱走另一种流体的现象，它反映了固体表面对液体的亲合或憎离特性。

将一滴液体滴在物体表面上，如果液体能在表面迅速铺开，说明液体润湿固体表面，如果液滴不散开，则说明液体不能润湿固体表面。

在讨论润湿现象时，通常总是指三相体系：一相为固体，另一相为液体，第三相为气体或另一种液体。

说某种液体润湿固体与否，总是相对于另一相气体（或液体）而言的。

如果某一相液体能润湿固相，则另一相就不润湿固相。

润湿具有选择性和相对性[76]。

3.2.1.1 润湿程度的表征润湿性是岩石的基本特性之一，对油气水在孔隙中的分布、驱油效率、最终采收率都有明显的影响。

因此，需要定性或定量的描述岩石润湿程度，一般用润湿角或附着功来表示。

（1）润湿角通过液-液-固或气-液-固三相交点作液-液或液气界面的切线，切线与固-液界面之间的夹角成为润湿接触角，用θ表示，并规定θ从极性大的液体一面算起，它的大小表征岩石表面为液体选择润湿的程度。

按照润湿角的不同将岩石润湿性分为以下几种情况：①当θ<90°时，水可以润湿岩石，岩石亲水性好或称水湿；②当θ=90°时，油、水润湿岩石的能力相当，岩石既不亲水也不亲油，为中性润湿；③当θ>90°时，油可以润湿岩石，岩石亲油性好或称油湿。

（2）附着功27附着功是指将单位面积的固-液界面在非湿相流体中拉开所作的功。

第三章储层岩石中多相流体的渗流特征（23学时）第一节储层岩石的润湿性（6学时）一、教学目的了解流体润湿性的概念，润湿滞后现象以及其影响因素。

掌握判断岩石润湿性的方法。

了解岩石润湿性与水驱油的相互关系。

二、教学重点、难点教学重点：1、岩石润湿性的判断及测定；2、润湿滞后现象；3、润湿性对油水的分布和驱油效率的影响。

教学难点1、岩石润湿性的测定；2、润湿滞后现象分析。

三、教法说明课堂讲授并辅助以多媒体课件展示相关的数据和图表四、教学内容本节主要介绍八个方面的问题：一、润湿现象（润湿性）的含义二、结合功和附着功三、润湿接触角四、影响润湿性的因素五、润湿滞后现象六、油藏岩石的润湿性七、润湿性的测定方法八、润湿性对油水分布和驱油效率的影响（一）、润湿现象（润湿性）的含义润湿性：非混相流体在固体表面上的流散现象。

通过分析我们不难得出几个结论：①润湿现象总是发生在三相体系之中，其中一相必为固体，另外两相可以为液液或液气。

②润湿现象也是一种表面现象，是发生在三相（其中一相必为固相）同时存在时，三种相界面上自由表面能平衡（系统的总自由界面能最低）的结果。

是自由表面能在三相存在的条件下（其中两相液体在固体表面上）发生作用的一种特殊现象。

③润湿现象主要表现在两相流体在固体表面上争夺面积，它与三个相界面上各自的自由表面能大小有密切关系。

其中固相与那一相液体的界面张力低，固体不亲哪一相而憎另一相流体。

④我们平常所说的亲油、亲水是指当两种非混相流体（如油和水）在分子力作用下，某种液体自发地将另一种液体从固体表面驱走的能力。

也就是两种液体要比较谁相对来说铺能力强，我们就说固体表面亲谁，或谁亲固体表面，所以说润湿相对的而不是绝对的，一种流体只有同另一种液体相比较也许又为湿相了。

如在石英表面上当油水两相比较也许又为比较为非湿相，水为湿相；但当油气共存时，油又为湿相了。

（二）、结合功和附着功结合功——将面积为1cm 2的纯液体拉开所需做的功如图所示，设有面积为的两块同种液体，在未接触之前它们都与其蒸汽相接触，在这两个面积上的（阴影部分）总表面做为2σLg ，接触之后，由于同种液体结合在一起不构成界面，所以当两者结合之后，整修体系的自由能减少了。