CN108956383A

CN108956383A - 一种岩石润湿性准确性的判断方法、判断系统及相关装置

Info

Publication number: CN108956383A
Application number: CN201811125493.6A
Authority: CN
Inventors: 盛家平
Original assignee: China University of Petroleum Beijing
Current assignee: China University of Petroleum Beijing
Priority date: 2018-09-26
Filing date: 2018-09-26
Publication date: 2018-12-07
Anticipated expiration: 2038-09-26
Also published as: CN108956383B

Abstract

本申请所提供的一种岩石润湿性性的判断方法，包括：获取岩石润湿性；确定岩石润湿性对应的测量体系；判断测量体系是否为液‑液‑固体系；若是，则确定岩石润湿性正确。本申请先确定岩石润湿性对应的测量体系，只有当岩石处于液‑液‑固体系下进行润湿性的测量时，无论采用润湿角测量法还是比较吸吮体积法，均可以得到岩石准确的润湿性。本申请可以帮助本领域技术人员准确地确定岩石的润湿性，有利于判断原油在岩石空隙中的分布，并提高原油采收率，对原油开采的发展具有重要意义。本申请还提供一种岩石润湿性准确性的判断系统、一种计算机可读存储介质和一种岩石润湿性判断终端，具有上述有益效果。

Description

一种岩石润湿性准确性的判断方法、判断系统及相关装置

技术领域

本申请涉及原油开采领域，特别涉及一种岩石润湿性准确性的判断方法、系统、一种计算机可读存储介质和一种岩石润湿性判断终端。

背景技术

润湿性指的是在非混溶相流体存在时，一种流体在固体表面展开或吸附的趋势。水湿地层被改变成油湿地层后一般可以使油相渗透率降低15％～85％，平均降低40％，在低渗透岩石中渗透率降低的百分数更大，这将严重影响原油采收率。因此，润湿性对于具体分析油气层损害原因、损害类型及存在现象，及制定各种油气层保护时具有重要意义。

现在往往测得油或水在空气中与岩石的润湿角来确定润湿性，即比较油水润湿角的大小。然而，在实际油藏中，油水共存，它们和岩石都有接触，在干岩心表面测得润湿角来确定的润湿性与和在油-水-岩石体系测得润湿角来确定的润湿性并不一致，这将严重影响岩石润湿性的判断，为原油开采打来重大麻烦。

因此，如何准确确定岩石润湿性是本领域技术人员亟需解决的实际问题。

发明内容

本申请的目的是提供一种岩石润湿性准确性的判断方法、判断系统、一种计算机可读存储介质和一种岩石润湿性判断终端，解决现有的岩石润湿性判断不准确的问题。

为解决上述技术问题，本申请提供一种岩石润湿性准确性的判断方法，包括：

获取所述岩石润湿性；

确定所述岩石润湿性对应的测量体系；

判断所述测量体系是否为液-液-固体系；

若是，则确定所述岩石润湿性正确。

其中，判断所述测量体系是否为液-液-固体系包括：

判断所述岩石润湿性对应岩心是否饱和水或油；

相应的，若所述岩石润湿性对应岩心为饱和水或油，确定所述岩石润湿性正确。

其中，还包括：

若所述测量体系不为液-液-固体系，且所述岩石润湿性对应的测量体系为气-液-固体系，判断所述润湿性对应的计算方法是否为润湿角计算法；

若是，利用转换公式将所述岩石润湿性对应的第一润湿角转换为所述液-液-固体系下的第二润湿角；

根据所述第二润湿角确定第二岩石润湿性，且所述第二岩石润湿性正确。

其中，所述转换公式为：

其中，o、w、s分别代表油相、水相和固体相，θ_ws为水润湿角，θ_os为油润湿角，σ为界面张力，a意为干岩心状态。

本申请还提供一种岩石润湿性准确性的判断系统，包括：

获取模块，用于获取所述岩石润湿性；

确定模块，用于确定所述岩石润湿性对应的测量体系；

判断模块，用于判断所述测量体系是否为液-液-固体系；

判断结果模块，用于若所述测量体系是否为液-液-固体系，则确定所述岩石润湿性正确。

其中，所述判断模块具体为用于判断所述岩石润湿性对应岩心是否饱和水或油的模块；

相应的，所述判断结果模块具体为用于若所述岩石润湿性对应岩心为饱和水或油，确定所述岩石润湿性正确的模块。

其中，还包括：

二次判断模块，用于若所述测量体系不为液-液-固体系，且所述岩石润湿性对应的测量体系为气-液-固体系，判断所述润湿性对应的计算方法是否为润湿角计算法；

转换模块，用于若所述润湿性对应的计算方法为润湿角计算法，利用转换公式将所述岩石润湿性对应的第一润湿角转换为所述液-液-固体系下的第二润湿角；

二次确定模块，用于根据所述第二润湿角确定第二岩石润湿性，且所述第二岩石润湿性正确。

本申请还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的判断方法的步骤。

本申请还提供一种岩石润湿性判断终端，包括存储器和处理器，所述存储器中存有计算机程序，所述处理器调用所述存储器中的计算机程序时实现如上所述的判断方法的步骤。

本申请所提供的一种岩石润湿性准确性的判断方法，包括：获取所述岩石润湿性；确定所述岩石润湿性对应的测量体系；判断所述测量体系是否为液-液-固体系；若是，则确定所述岩石润湿性正确。

由于基于气-液-固体系所测得的岩石润湿性不一定为岩石真实的润湿性，本申请先确定岩石润湿性对应的测量体系，只有当岩石处于液-液-固体系下进行润湿性的计算时，无论采用润湿角计算法还是比较吸吮体积法，均可以得到岩石准确的润湿性。本申请可以帮助本领域技术人员准确的确定岩石的润湿性，有利于判断原油在岩石空隙中的分布，并提高原油采收率，对原油开采的发展具有重要意义。本申请还提供一种岩石润湿性准确性的判断系统、一种计算机可读存储介质和一种岩石润湿性判断终端，具有上述有益效果，此处不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例所提供的一种岩石润湿性准确性的判断方法的流程图；

图2为本申请实施例所提供的一种岩石润湿性准确性的判断系统结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，在干岩心表面测得润湿角(即气-液-固体系)来确定的润湿性是否和在油-水-岩石体系(即液-液-固体系)测得润湿角来确定的润湿性并不一致。干岩心指的是有空气存在。

对于油-水-岩石系统，界面张力σ和润湿指数cosθ_ws和cosθ_os在平衡条件下有以下列关系:

其中，o、w、s分别代表油相、水相和固体相，θ_ws为水润湿角，θ_os为油润湿角，σ为界面张力。则根据上面二式，可得cosθ_ws＝-cosθ_os，换句话说，油润湿角θ_os＝π–θ_ws。

如果油、水润湿角单独在干岩心表面测得，存在以下关系：

上述二式中，下标中的“a”意为干岩心状态，即在干岩心表面测得的水润湿角和油润湿角，一般来说，岩心不是气湿。所以，cosθ_wsa和cosθ_osa多大于零。

由干岩心表面测得的水润湿角表达式和油润湿角表达式可得：

对于水-湿岩心，σ_os＞σ_ws。那么上式分子中第二项是正数。根据干岩心表面测得的水润湿角表达式，第一项中σ_as＞σ_ws；而且一般σ_oa＜σ_wa；这样第一项是负数。这样，cosθ_wsa＞cosθ_osa不一定能成立。那就说明，对水湿岩石，θ_wsa不一定小于θ_osa。由此可以看出，干岩心测得润湿角不一定代表岩石真正的润湿性。

基于此，本申请提供了一种岩石润湿性准确性的判断方法，请参考图1，图1为本申请实施例所提供的一种岩石润湿性准确性的判断方法的流程图，具体技术方案如下：

S101：获取所述岩石润湿性；

本步骤旨在获取已经测得的岩石润湿性，在此对于测定岩石润湿性所采用的具体方法不作限定，本申请针对自动渗吸法和接触角测量法，因此本步骤中的岩石润湿性也主要指的是由这两种方法计算得到的。可以理解的是，除了自动渗吸法和接触角测量法外，还存在其他测得岩石润湿性的方法，若该方法同样存在两种不同测量体系得到的岩石润湿性不同时，也应在本申请的保护范围内。

S102：确定所述岩石润湿性对应的测量体系；

得到岩石润湿性后，需要明确确定该岩石润湿性过程中所采用的测量体系。常用的测量体系主要包括液-液-固体系和气-液-固体系。以接触角测量法为例，采用气-液-固体系时，通常测定的是油-气润湿角或者水-气润湿角。以自动渗吸法为例，采用气-液-固体系时，通常测定的是干岩心状态下的自吸体积。

S103：判断所述测量体系是否为液-液-固体系；若是，进入S104；

本步骤旨在判断步骤S102中获取的测量体系是否为液-液-固体系。上文已经说明，在干岩心测得润湿角不一定代表岩石真正的润湿性，因此本步骤需要排除计算岩石润湿性时采用了干岩心这一情况。

若根据S102得到的测量体系为液-液-固体系，则进入S104。若不为液-液-固体系，则说明获取到的岩石润湿性结果不一定为准确的岩石润湿性，此时可以基于液-液-固体系重新测定岩石润湿性。需要注意的是，本申请重点针对两种自动渗吸法和接触角测量法在两种测量体系下的准确性，对于其他方法在气-液-固体系下测得的岩石润湿性的准确性并不作限定。

S104：确定所述岩石润湿性正确。

由上文的论述可知，在液-液-固体系下测定的润湿角可以代表岩石真正的润湿性。因此本步骤可以确定获取到的岩石润湿性正确。

由于基于气-液-固体系所测得的岩石润湿性不一定为岩石真实的润湿性，本实施例通过确定岩石润湿性对应的测量体系判断岩石润湿的准确性。只有当岩石处于液-液-固体系下进行润湿性的计算时，无论采用润湿角计算法还是比较吸吮体积法，均可以得到岩石准确的润湿性。不难看出，本实施例有利于判断原油在岩石空隙中的分布，并提高原油采收率，对原油开采的发展具有重要意义。

进一步的，基于上述实施例，作为优选的实施例，判断所述测量体系是否为液-液-固体系包括：

判断所述岩石润湿性对应岩心是否饱和水或油；

流体在一半经为r的毛细管中的吸吮速度的表达式为：

上式中，l是吸吮路程，t是吸吮时间，Φ是势，σ是界面张力，μ是粘度，θ是润湿角，下标中的“a”意为干岩心状态。当ΔΦ是零，自吸体积为

水油在干岩心上吸吮体积比为：

如果岩石是水湿，一般σ_wa＞σ_oa，μ_o＞μ_w，但cosθ_wa＞cosθ_oa不一定成立，这样水吸吮体积在任何时间不一定大于油体积。同样对油湿岩石，水吸吮体积在任何时间不一定小于油体积。因此，油水在两块同样干岩心测得的自吸体积不能用来决定岩心得润湿性。

进一步，水自吸到最初饱和油岩心的体积为：

其中，L_c是特征长度。油自吸到最初饱和水岩心的体积也可用这个公式计算，只是润湿角的定义有所改变。水、油自吸角分别为θ_wsi和θ_osi。这样水油自吸体积比为：

如果V_wsi＞V_osi，cosθ_wsi＞cosθ_osi，那么θ_wsi＜θ_osi，岩心是水湿的，否则油湿。这样，可以看出：如果岩心开始饱和水或油，那么油水自吸体积可以用来确定岩石的润湿性。

因此，判断所述测量体系是否为液-液-固体系可以通过判断所述岩石润湿性对应岩心是否开始饱和水或油，若判断结果为是，则直接可以确定获取到的岩石润湿性准确。

进一步的，基于上述实施例，作为优选的实施例，若步骤S103判断为否，且所述岩石润湿性对应的测量体系为气-液-固体系时，还可以包括：

判断所述润湿性对应的计算方法是否为润湿角计算法；

具体的，由上文单独在干岩心表面测得的油、水润湿角的表达式可得：

σ_ws＝σ_as-σ_wacosθ_wsa

σ_os＝σ_as-σ_oacosθ_osa

将上面二式代入得：

则转换公式为：

换句话说，第二润湿角是由气-液-固体系得到的第一润湿角经过转换公式转换得到的，藉由第二润湿角判断的第二岩石润湿性才是准确的岩石润湿性。由此可以看出，并非润湿角小于90度就一定水湿，而应该在利用上文的转换公式得到液-液-固体系下润湿角才可以准确判断岩石润湿性。

本实施例提供一种转换润湿角的方法，使得基于气-液-固体系得到的润湿角可以直接转为成液-液-固体系，提高了岩石润湿性的判定准确度。

下面对本申请实施例提供的一种岩石润湿性准确性的判断系统进行介绍，下文描述的判断系统与上文描述的判断方法可相互对应参照。

参见图2，图2为本申请实施例所提供的一种岩石润湿性准确性的判断系统结构示意图，该判断系统可以包括：

获取模块100，用于获取所述岩石润湿性；

确定模块200，用于确定所述岩石润湿性对应的测量体系；

判断模块300，用于判断所述测量体系是否为液-液-固体系；

判断结果模块400，用于若所述测量体系是否为液-液-固体系，则确定所述岩石润湿性正确。

基于上述实施例，作为优选的实施例，所述判断模块300具体为用于判断所述岩石润湿性对应岩心是否饱和水或油的模块；

相应的，所述判断结果模块400具体为用于若所述岩石润湿性对应岩心为饱和水或油，确定所述岩石润湿性正确的模块。

基于上述实施例，作为优选的实施例，还可以包括：

本申请还提供了一种计算机可读存储介质，其上存有计算机程序，该计算机程序被执行时可以实现上述实施例所提供的一种岩石润湿性准确性的判断方法的步骤。该存储介质可以包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本申请还提供了一种岩石润湿性判断终端，可以包括存储器和处理器，所述存储器中存有计算机程序，所述处理器调用所述存储器中的计算机程序时，可以实现上述实施例所提供的步骤。当然所述岩石润湿性判断终端还可以包括各种网络接口，电源等组件。

说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例提供的系统而言，由于其与实施例提供的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims

1.一种岩石润湿性准确性的判断方法，其特征在于，包括：

获取所述岩石润湿性；

确定所述岩石润湿性对应的测量体系；

判断所述测量体系是否为液-液-固体系；

若是，则确定所述岩石润湿性正确。

2.根据权利要求1所述的判断方法，其特征在于，判断所述测量体系是否为液-液-固体系包括：

判断所述岩石润湿性对应岩心是否饱和水或油；

3.根据权利要求2所述的判断方法，其特征在于，还包括：

4.根据权利要求3所述的判断方法，其特征在于，所述转换公式为：

5.一种岩石润湿性准确性的判断系统，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取所述岩石润湿性；

确定模块，用于确定所述岩石润湿性对应的测量体系；

判断模块，用于判断所述测量体系是否为液-液-固体系；

6.根据权利要求5所述的判断系统，其特征在于，所述判断模块具体为用于判断所述岩石润湿性对应岩心是否饱和水或油的模块；

7.根据权利要求6所述的判断系统，其特征在于，还包括：

8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-4任一项所述的判断方法的步骤。

9.一种岩石润湿性判断终端，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器中存有计算机程序，所述处理器调用所述存储器中的计算机程序时实现如权利要求1-4任一项所述的判断方法的步骤。