CN107725007B - 一种油藏模型润湿改性的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种油藏模型润湿改性的方法。其中包括：依次用第一溶液、石油醚、乙醇、蒸馏水对油藏模型进行第一次冲洗；烘干所述油藏模型；向所述油藏模型中通入第二溶液，将所述油藏模型由第一特性改为第二特性；依次用第三溶液、石油醚、乙醇、蒸馏水对所述油藏模型进行第二次冲洗；烘干所述油藏模型。本发明的润湿改性方法，采用溶液冲洗油藏模型中孔喉通道，可以对玻璃油藏模型或者聚合物油藏模型中的通道进行灵活地润湿改性，形成水湿、油湿或混合润湿的油藏模型，有助于致密油藏基础理论的实验研究，也使得微观油藏模型中的通道更符合实际的致密油藏中的油气运移通道。
Description
技术领域
本发明实施例涉及油气开发领域，尤其涉及一种油藏模型润湿改性的方法。
背景技术
二十世纪五十年代之前，所有油藏都被认为是水湿的。但随着对地下油藏认识的不断深入，油藏工程师们发现同一油藏取出的许多岩心是水湿、中性润湿或油湿的，这也就意味着大多数油藏的润湿性不是均一的，大多数油藏应该是混合润湿的。从20世纪80年代开始，油藏工程师们逐渐重视润湿性对采收率的影响，在油藏润湿性评价、研究和改性方面开始了更加深入的研究。
微流控芯片的持续发展为油藏工程师们研究孔隙尺度下流体流动提供了更加直观的手段。因为借助微流控芯片可以将油水运移过程中的油水界面清晰地采集下来用于润湿性分析，微流控芯片在研究润湿性对原油采收率的方面也能够发挥很重要的作用。
目前，油藏工程研究人员们在应用微流控芯片进行润湿性研究时也存在很大局限性，微流控芯片材质主要包括强水湿的玻璃和强油湿的聚合物，不符合实际的致密油藏中的油气运移通道，这就需要实现对微流控芯片灵活地进行润湿改性，从而满足不同的实验研究需求。
发明内容
本发明提供一种油藏模型润湿改性的方法，以对油藏模型进行灵活地润湿改性，形成水湿、油湿或者混合润湿的油藏模型。
本发明实施例提供了一种油藏模型润湿改性的方法，包括：
依次用第一溶液、石油醚、乙醇、蒸馏水对油藏模型进行第一次冲洗；
烘干所述油藏模型；
向所述油藏模型中通入第二溶液，将所述油藏模型由第一特性改为第二特性；
依次用第三溶液、石油醚、乙醇、蒸馏水对所述油藏模型进行第二次冲洗；
烘干所述油藏模型。
进一步地，若所述第一特性为水湿特性或油湿特性，所述第二特性为混合润湿特性，则所述第一溶液为氢氧化钠溶液，所述第二溶液为含有三氯甲基硅烷的甲苯溶液，所述第三溶液为甲苯溶液。
具体的，所述第二溶液中三氯甲基硅烷的浓度为0.3％～2％。
具体的，所述第二溶液中三氯甲基硅烷的浓度为1％。
进一步地，若所述第一特性为油湿特性或混合湿特性，所述第二特性为水湿特性，则所述第一溶液为甲苯溶液，所述第二溶液为含有六甲基二硅氮烷的甲醇溶液，所述第三溶液为甲醇溶液。
具体的，所述第二溶液中六甲基二硅氮烷的浓度为0.5％～1.5％。
具体的，所述第二溶液中六甲基二硅氮烷的浓度为1％。
进一步地，在向所述油藏模型中通入第二溶液之前，还包括：
将所述油藏模型浸入浓度为20％的盐酸水溶液3h后，烘干所述油藏模型。
进一步地，若所述第一特性为水湿特性或混合湿特性，所述第二特性为油湿特性，则所述第一溶液为氢氧化钠溶液，所述第二溶液为含有三甲基氯硅烷的甲醇溶液，所述第三溶液为甲醇溶液。
具体的，所述第二溶液中三甲基氯硅烷的浓度为0.5％～3％。
具体的，所述第二溶液中三甲基氯硅烷的浓度为1％。
进一步地，在向所述油藏模型中通入第二溶液之前，还包括：
将所述油藏模型浸入浓度为5％的氢氧化钠溶液3h后，烘干所述油藏模型。
具体的，所述烘干所述油藏模型具体包括：
将所述油藏模型置于150°温度下2h，烘干所述油藏模型。
本发明通过溶液冲洗油藏模型中孔喉通道的方法，可以对玻璃油藏模型或者聚合物油藏模型中的通道灵活地进行润湿改性，形成水湿、油湿或混合润湿的油藏模型，有助于致密油藏基础理论的实验研究，也使得微观油藏模型中的通道更符合实际的致密油藏中的油气运移通道。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的一种油藏模型润湿改性方法的流程图；
图2是本发明实施例一提供的60°和120°的接触角示意图；
图3是本发明实施例二提供的另一种油藏模型润湿改性方法的流程图；
图4是本发明实施例二提供的不同浓度TCMS处理后获得的接触角分布图；
图5是本发明实施例三提供的一种油藏模型润湿改性方法的流程图；
图6是本发明实施例三提供的不同浓度HMDS处理后获得的接触角分布图；
图7是本发明实施例四提供的一种油藏模型润湿改性方法的流程图；
图8是本发明实施例四提供的不同浓度MSDS处理后获得的接触角分布图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
实施例一
图1是本发明实施例一提供的油藏模型润湿改性方法的流程图，本实施例可适用于对实验室各种润湿特性的油藏模型进行润湿改性的情况，参考图1，具体包括如下步骤：
S100、依次用第一溶液、石油醚、乙醇、蒸馏水对油藏模型进行第一次冲洗；
其中，第一溶液用于清除油藏模型中油脂等有机物杂质，可以是碱性的氢氧化钠溶液或者有机溶剂例如甲醇等，通过第一溶液、石油醚以及乙醇的冲洗，可以将不同极性的有机物杂质去除，然后在用蒸馏水对上述的有机溶剂进行冲洗，从而达到清洁油藏模型的目的。
S102、烘干油藏模型；
经过前一步骤的冲洗，油藏模型中会残存一些石油醚、乙醇及水，需要将油藏模型进行烘干处理，排除清洗溶剂带来的影响。
可选的，烘干油藏模型具体包括：将油藏模型置于150°温度下2h，烘干油藏模型。
通过将油藏模型放置在150℃的恒温箱中2h，即可有效去除油藏模型中的水份等液体。
S104、向油藏模型中通入第二溶液，将油藏模型由第一特性改为第二特性；
其中，第二溶液为包含改性剂的有机溶液，第一特性和第二特性为油藏模型所表现的润湿特性，包括水湿特性、油湿特性及混合润湿特性，例如第一特性可以是水湿特性，则第二特性为油湿特性，或者水湿和油湿共存的混合润湿特性，即将该第二溶液通入油藏模型的孔喉通道中，通过不断的冲刷孔喉通道的内壁，从而将油藏模型由原来的水湿特性改性为油湿特性或者混合润湿特性，实现油藏模型的润湿改性。当然，除举例所示的由水湿特性改为油湿特性或者混合润湿特性外，还可以是油湿特性改性为水湿特性，油湿特性改为混合润湿特性等等情况，具体取决于第一溶液、第二溶液以及第三溶液的选择，此处不再赘述。
油藏模型的润湿特性可以通过测量接触角来判断，通常接触角低于90°即为水湿特性，高于90°为油湿特性，而真实油藏内部的孔喉通道中会出现某些区域接触角低于90°而某些区域接触角高于90°的情况，即所谓的水湿和油湿共存的混合润湿特性。图2是本实施例提供的60°和120°的接触角示意图，当水22与基板21的接触角为60°时，说明基板21为水湿特性，当水滴22与基板21的接触角为120°时，则说明基板21为油湿特性。
S106、依次用第三溶液、石油醚、乙醇、蒸馏水对油藏模型进行第二次冲洗；
其中，第三溶液为第二溶液的溶液中的溶剂，用于冲洗将前一步骤中的第二溶液，通过石油醚、乙醇、蒸馏水的冲洗可以再次将油藏模型进行清洗，去除其中残存的有机试剂等。
S108、烘干油藏模型。
同样地，经过前一步骤的冲洗，油藏模型中会残存一些石油醚、乙醇及水，需要将油藏模型进行烘干处理，排除清洗溶剂带来的影响，从而获得干净的改性后的油藏模型。
本发明实施例提供的的油藏模型润湿改性方法，采用改性剂溶液冲洗油藏模型中孔喉通道的方法，可以对玻璃油藏模型或者聚合物油藏模型中的通道进行灵活地润湿改性，形成水湿、油湿或混合润湿的油藏模型，有助于致密油藏基础理论的实验研究，也使得微观油藏模型中的通道更符合实际的致密油藏中的油气运移通道。
实施例二
图3是本发明实施例二提供的一种油藏模型润湿改性方法的流程图，参考图3，本实施例提供的油藏模型润湿改性方法可以将油藏模型由水湿特性或油湿特性改性为水湿特性和油湿特性共存的混合润湿特性，具体包括如下步骤：
S200、依次用氢氧化钠溶液、石油醚、乙醇、蒸馏水对油藏模型进行第一次冲洗；
其中，第一溶液为氢氧化钠溶液，通过碱性的氢氧化钠溶液冲洗，可以将油藏模型上的油脂分解改性，然后通过石油醚、乙醇将油藏模型上的有机物杂质去除，再通过蒸馏水将有机的溶剂冲洗干净，具体地，氢氧化钠溶液需要冲洗1h，来保证油藏模型油脂的有效去除。
S202、烘干油藏模型；
将残存的氢氧化钠溶液、石油醚、乙醇以及蒸馏水通过高温烘干去除。
S204、向油藏模型中通入含有三氯甲基硅烷的甲苯溶液，将油藏模型由水湿特性或油湿特性改为混合润湿特性；
其中，第二溶液为含有三氯甲基硅烷(TCMS)的甲苯溶液，三氯甲基硅烷可以对油藏模型内壁进行有效改性，使其达到水湿特性和油湿特性共存的混合润湿特性。
进一步地，第二溶液中三氯甲基硅烷的浓度为0.3％～2％；优选地，第二溶液中三氯甲基硅烷的浓度为1％。
其中，三氯甲基硅烷的浓度存在较优的范围，经过试验测得，当三氯甲基硅烷的浓度为0.3％～2％时，经该步骤所得的油藏模型可以获得较好的混合润湿效果，图4是本发明是实施例提供的不同浓度TCMS处理后获得的接触角分布图，参考图4，通过对油藏模型的多次测量获得的接触角的统计，可以看出，经0.3％、1％、2％三种浓度的TCMS的处理，油藏模型的接触角大多分布于40°～70°和120°～140°的范围内，这也说明了通过TCMS的处理，该油藏模型具备了水湿和油湿共存的混合润湿特性，相比而言，当TCMS的浓度为1％时，其接触角分布较为均匀，符合真实油藏中混合润湿特性较为随机的情况。
S206、依次用甲苯溶液、石油醚、乙醇、蒸馏水对油藏模型进行第二次冲洗；
S208、烘干油藏模型。
其中，甲苯溶液用于冲洗前一步骤中含有三氯甲基硅烷(TCMS)的甲苯溶液的残留。
本发明实施例提供的油藏模型润湿改性方法，采用三氯甲基硅烷的甲苯溶液冲洗油藏模型中孔喉通道的方法，可以对玻璃油藏模型或者聚合物油藏模型中的通道进行润湿改性，形成水湿和油湿共存的混合润湿的油藏模型，其更符合真实油藏的润湿特性，有助于致密油藏基础理论的实验研究，也使得微观油藏模型中的通道更符合实际的致密油藏中的油气运移通道。
实施例三
图5是本发明实施例三提供的一种油藏模型润湿改性方法的流程图，参考图5，本实施例提供的油藏模型润湿改性方法可以将油藏模型由油湿特性或混合湿特性改性为水湿特性，具体包括如下步骤：
S300、依次用甲苯溶液、石油醚、乙醇、蒸馏水对油藏模型进行第一次冲洗；
其中，第一溶液为甲苯溶液，通过甲苯、石油醚、乙醇将油藏模型上的不同极性的有机物杂质去除，再通过蒸馏水将有机的溶剂冲洗干净，具体地，甲苯溶液需要冲洗1h，来保证油藏模型有机物杂质的有效去除。
S302、烘干油藏模型；
优选地，在向所述油藏模型中通入第二溶液之前，还包括：
S303、将油藏模型浸入浓度为20％的盐酸水溶液3h后，烘干油藏模型。
其中，通过盐酸水的浸润，油藏模型内部的孔喉通道中均被盐酸水浸润，从而可以对油藏模型的内部孔喉通道再次进行清洗处理，之后将油藏模型取出，烘干待用。
S304、向油藏模型中通入含有六甲基二硅氮烷的甲醇溶液，将油藏模型由油湿特性或混合润湿特性改为水湿特性；
其中，第二溶液为含有六甲基二硅氮烷(HMDS)的甲醇溶液，通入时间不少于1h，使该含有六甲基二硅氮烷的甲醇溶液可以完全润湿油藏模型内部的孔喉通道，通过该步骤，六甲基二硅氮烷可以使油藏模型内壁的接触角降低至90°以下，从而进行有效改性，获得具有水湿特性的油藏模型。
进一步地，第二溶液中六甲基二硅氮烷的浓度为0.5％～1.5％；优选地，第二溶液中六甲基二硅氮烷的浓度为1％。
其中，六甲基二硅氮烷的浓度存在较优的范围，经过试验测得，当六甲基二硅氮烷的浓度为0.5％～1.5％时，经该步骤所得的油藏模型可以获得较好的水湿特性，图6是本发明是实施例提供的不同浓度HMDS处理后获得的接触角分布图，参考图6，通过对油藏模型的多次测量获得的接触角的统计，可以看出，经0.5％、1％、1.5％三种浓度的HMDS的处理，油藏模型的接触角低于90°，这也说明了通过HMDS的处理，该油藏模型具备了明显的水湿特性，相比而言，当HMDS的浓度为1％时，其接触角分布较为均匀，满足实验用油藏模型对水湿特性要求。
S306、依次用甲醇溶液、石油醚、乙醇、蒸馏水对油藏模型进行第二次冲洗；
S308、烘干油藏模型。
其中，S306及S308与前述实施例一中S106和S108的区别仅在于第三溶液为甲醇溶液，其余实施方法相同，此处不再赘述。
本发明实施例提供的油藏模型润湿改性方法，采用六甲基二硅氮烷的甲醇溶液冲洗油藏模型中孔喉通道的方法，可以对玻璃油藏模型或者聚合物油藏模型中的通道进行润湿改性，形成具备水湿特性的油藏模型，满足实验室对水湿特性油藏模型的要求，有助于水湿特性致密油藏基础理论的实验研究。
实施例四
图7是本发明实施例四提供的一种油藏模型润湿改性方法的流程图，参考图7，本实施例提供的油藏模型润湿改性方法可以将油藏模型由水湿特性或混合湿特性改性为油湿特性，具体包括如下步骤：
S400、依次用氢氧化钠溶液、石油醚、乙醇、蒸馏水对油藏模型进行第一次冲洗；
其中，第一溶液为氢氧化钠溶液，通过氢氧化钠溶液、石油醚、乙醇将油藏模型上的不同极性的有机物杂质去除，再通过蒸馏水将有机的溶剂冲洗干净，具体地，氢氧化钠溶液需要冲洗1h，来保证油藏模型有机物杂质的有效去除。
S402、烘干油藏模型；
优选地，在向所述油藏模型中通入第二溶液之前，还包括：
S403、将油藏模型浸入浓度为5％的氢氧化钠溶液3h后，烘干油藏模型。
其中，通过氢氧化钠溶液的浸润，可以对油藏模型进行预油湿改性处理，通过玻璃的油藏模型与强碱反应在孔喉通道内表面生成硅酸粒子，使得油藏模型的孔喉通道内表面更容易与改性剂结合，从而实现油藏模型的改性。
S404、向油藏模型中通入含有三甲基氯硅烷的甲醇溶液，将油藏模型由水湿特性或混合润湿特性改为油湿特性；
其中，第二溶液为含有三甲基氯硅烷(MSDS)的甲醇溶液，通入时间不少于1h，使该含有三甲基氯硅烷的甲醇溶液可以完全润湿油藏模型内部的孔喉通道，MSDS可以使油藏模型内壁的接触角提高至90°以上，从而进行有效改性，获得具有油湿特性的油藏模型。
进一步地，第二溶液中三甲基氯硅烷的浓度为0.5％～3％；优选地，第二溶液中六甲基二硅氮烷的浓度为1％。
其中，三甲基氯硅烷的浓度存在较优的范围，经过试验测得，当三甲基氯硅烷的浓度为0.5％～3％时，经该步骤所得的油藏模型可以获得较好的油湿特性，图8是本发明是实施例提供的不同浓度MSDS处理后获得的接触角分布图，参考图8，通过对油藏模型的多次测量获得的接触角的统计，可以看出，经0.5％、1％、3％三种浓度的MSDS的处理，油藏模型的接触角大多分布于90°以上的范围，这也说明了通过MSDS的处理，该油藏模型具备了明显的油湿特性，相比而言，当MSDS的浓度为1％时，其接触角分布较为均匀，满足实验用油藏模型对油湿特性要求。
S406、依次用甲醇溶液、石油醚、乙醇、蒸馏水对油藏模型进行第二次冲洗；
S408、烘干油藏模型。
其中，步骤406及步骤408与前述实施例一中S106和S108的区别仅在于第三溶液为甲醇溶液，其余的实施方法相同，此处不再赘述。
本发明实施例提供的油藏模型润湿改性方法，采用三甲基氯硅烷的甲醇溶液冲洗油藏模型中孔喉通道的方法，可以对玻璃油藏模型或者聚合物油藏模型中的通道进行润湿改性，形成具备油湿特性的油藏模型，满足实验室对油湿特性油藏模型的要求，有助于油湿特性致密油藏基础理论的实验研究。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (13)
1.一种油藏模型润湿改性的方法，其特征在于，包括：
依次用第一溶液、石油醚、乙醇、蒸馏水对油藏模型进行第一次冲洗；
烘干所述油藏模型；
向所述油藏模型中通入第二溶液，将所述油藏模型由第一特性改为第二特性；
依次用第三溶液、石油醚、乙醇、蒸馏水对所述油藏模型进行第二次冲洗；
烘干所述油藏模型；
所述第一特性和所述第二特性为油藏模型所表现的润湿特性；
所述第一溶液用于清除油藏模型中有机物杂质；
所述第二溶液为包含改性剂的有机溶液；
所述第三溶液为第二溶液中的溶剂。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，若所述第一特性为水湿特性或油湿特性，所述第二特性为混合润湿特性，则所述第一溶液为氢氧化钠溶液，所述第二溶液为含有三氯甲基硅烷的甲苯溶液，所述第三溶液为甲苯溶液。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第二溶液中三氯甲基硅烷的浓度为0.3％～2％。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第二溶液中三氯甲基硅烷的浓度为1％。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，若所述第一特性为油湿特性或混合湿特性，所述第二特性为水湿特性，则所述第一溶液为甲苯溶液，所述第二溶液为含有六甲基二硅氮烷的甲醇溶液，所述第三溶液为甲醇溶液。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第二溶液中六甲基二硅氮烷的浓度为0.5％～1.5％。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第二溶液中六甲基二硅氮烷的浓度为1％。
8.根据权利要求5-6任一项所述的方法，其特征在于，在向所述油藏模型中通入第二溶液之前，还包括：
将所述油藏模型浸入浓度为20％的盐酸水溶液3h后，烘干所述油藏模型。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，若所述第一特性为水湿特性或混合湿特性，所述第二特性为油湿特性，则所述第一溶液为氢氧化钠溶液，所述第二溶液为含有三甲基氯硅烷的甲醇溶液，所述第三溶液为甲醇溶液。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述第二溶液中三甲基氯硅烷的浓度为0.5％～3％。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述第二溶液中三甲基氯硅烷的浓度为1％。
12.根据权利要求9-11任一项所述的方法，其特征在于，在向所述油藏模型中通入第二溶液之前，还包括：
将所述油藏模型浸入浓度为5％的氢氧化钠溶液3h后，烘干所述油藏模型。
13.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述烘干所述油藏模型具体包括：
将所述油藏模型置于150°温度下2h，烘干所述油藏模型。
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