本發(fā)明涉及一種基于交替自發(fā)滲吸評(píng)價(jià)頁(yè)巖潤(rùn)濕性的方法，屬于非常規(guī)油氣勘探開(kāi)發(fā)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

1、物質(zhì)表層的分子狀態(tài)和它內(nèi)部分子狀態(tài)不同，表面層分子的能量要比它內(nèi)部分子的能量高。當(dāng)固體物質(zhì)與液體物質(zhì)接觸時(shí)，一旦形成界面，就會(huì)發(fā)生降低表面能的吸附現(xiàn)象，液體物質(zhì)將在固體物質(zhì)表面鋪展開(kāi)來(lái)。這種液體在固體表面鋪開(kāi)的現(xiàn)象稱為潤(rùn)濕，液體在固體表面鋪開(kāi)的能力即稱為液體對(duì)固體的潤(rùn)濕性。

2、儲(chǔ)層巖石的潤(rùn)濕性是影響石油采收率的關(guān)鍵因素。潤(rùn)濕性會(huì)影響相對(duì)滲透率、毛管壓力、油氣運(yùn)移和最終采收率，如果錯(cuò)誤地假設(shè)了儲(chǔ)層的潤(rùn)濕性，可能會(huì)對(duì)儲(chǔ)層造成不可逆的損害。

3、鄢捷年等在《石油勘探與開(kāi)發(fā)》1993年05期公開(kāi)了“用amott/usbm法評(píng)價(jià)完井液及其組分對(duì)砂巖的潤(rùn)濕作用”，在文章中，作者為盡量避免因完井液等外來(lái)流體引起的油藏巖石潤(rùn)濕性反轉(zhuǎn)對(duì)儲(chǔ)層的損害,用amott/usbm法評(píng)價(jià)了國(guó)內(nèi)部分常用的水基和油基完井液體系及組分,對(duì)天然砂巖油藏巖樣潤(rùn)濕性的影響。但是由于頁(yè)巖的滲透率極低，通常在納達(dá)西范圍內(nèi)，且非均質(zhì)性強(qiáng)，使頁(yè)巖潤(rùn)濕性評(píng)價(jià)復(fù)雜化。傳統(tǒng)的潤(rùn)濕性測(cè)試方法如amoott法、u.s.b.m法等不再適用于頁(yè)巖潤(rùn)濕性評(píng)價(jià)。

4、目前常用的頁(yè)巖潤(rùn)濕性評(píng)價(jià)方法包括接觸角法。如中國(guó)專利申請(qǐng)cn?116067844a公開(kāi)了一種頁(yè)巖潤(rùn)濕性判別方法、系統(tǒng)、電子設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)。頁(yè)巖潤(rùn)濕性判別方法包括：獲取目標(biāo)頁(yè)巖的礦物種類和各種類礦物的含量以及目標(biāo)頁(yè)巖的有機(jī)質(zhì)含量；獲取目標(biāo)頁(yè)巖所含的各種類礦物的目標(biāo)流體接觸角以及在目標(biāo)頁(yè)巖所含的有機(jī)質(zhì)的目標(biāo)流體接觸角；基于目標(biāo)頁(yè)巖的礦物種類和各種類礦物的含量以及目標(biāo)頁(yè)巖的有機(jī)質(zhì)含量，結(jié)合目標(biāo)頁(yè)巖所含的各種類礦物的目標(biāo)流體接觸角，以及在目標(biāo)頁(yè)巖所含的有機(jī)質(zhì)的目標(biāo)流體接觸角，確定目標(biāo)頁(yè)巖整體的目標(biāo)流體接觸角。又如中國(guó)專利申請(qǐng)cn?110132796a公開(kāi)了一種頁(yè)巖三維接觸角及潤(rùn)濕非均質(zhì)性評(píng)價(jià)系統(tǒng)，包括：恒溫箱；滴液裝置；所述滴液裝置包括支撐平臺(tái)、設(shè)置于支撐平臺(tái)上的第一移動(dòng)機(jī)構(gòu)、滑塊、以及位于滑塊的滴液組件；所述滴液組件用于向頁(yè)巖樣品滴液；所述第一移動(dòng)機(jī)構(gòu)能將所述滑塊沿水平和垂直方向移動(dòng)；拋光裝置；所述拋光裝置包括樣品平臺(tái)、設(shè)置于所述樣品平臺(tái)上的樣品釜、加熱組件、拋光機(jī)、第二移動(dòng)機(jī)構(gòu)；所述第二移動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠?qū)⑺鲰?yè)巖樣品沿水平和垂直方向移動(dòng)；所述拋光機(jī)用于對(duì)所述頁(yè)巖樣品打磨拋光形成測(cè)量平面；用于拍攝液滴接觸頁(yè)巖樣品的成像裝置；控制器；所述控制器能夠按照預(yù)定規(guī)則計(jì)算出頁(yè)巖樣品的空間接觸角及潤(rùn)濕非均質(zhì)性參數(shù)。

5、上述的接觸角法的技術(shù)方案均存在以下不足之處：受樣品表面粗糙度和非均質(zhì)性影響較大，難以反映樣品真實(shí)潤(rùn)濕性。

6、目前常用的頁(yè)巖潤(rùn)濕性評(píng)價(jià)方法還包括接浮選法。但是浮選法也存在一些不足之處：使用粉碎的頁(yè)巖樣品，破壞了頁(yè)巖原位孔隙網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，且暴露出原本對(duì)原位孔隙連通性沒(méi)有貢獻(xiàn)的礦物，其結(jié)果不足以表征樣品孔隙潤(rùn)濕特征，另外，由于懸浮于油水界面的顆粒存在，浮選法難以定量分析混合濕頁(yè)巖的潤(rùn)濕性。

7、因此建立一套科學(xué)的、有依據(jù)、可操作的頁(yè)巖潤(rùn)濕性的評(píng)價(jià)方法成為亟需解決的技術(shù)問(wèn)題，其對(duì)頁(yè)巖的勘探開(kāi)發(fā)具有重要的指導(dǎo)意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、發(fā)明目的：為了解決上述現(xiàn)有的頁(yè)巖潤(rùn)濕性評(píng)價(jià)所面臨的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種基于交替自發(fā)滲吸評(píng)價(jià)頁(yè)巖潤(rùn)濕性的方法。本發(fā)明主要是通過(guò)交替自發(fā)滲吸過(guò)程反映頁(yè)巖的孔隙網(wǎng)絡(luò)對(duì)于油水的親和情況，并結(jié)合二維核磁共振表征滲吸過(guò)程中流體含量的變化，來(lái)定量表征頁(yè)巖的潤(rùn)濕性。

2、技術(shù)方案：一種基于交替自發(fā)滲吸評(píng)價(jià)頁(yè)巖潤(rùn)濕性的方法，具體包括以下步驟：

3、步驟(1)、獲取待測(cè)樣品的表觀體積，然后在待測(cè)樣品的四周涂抹密封膠，靜置，待其晾干后進(jìn)入步驟(2)；

4、步驟(2)、基于低場(chǎng)核磁共振方法，標(biāo)定滲吸流體的質(zhì)量和核磁信號(hào)量之間的關(guān)系，其中：

5、所述滲吸流體為十二烷、8wt％kcl水溶液；

6、步驟(3)、將經(jīng)過(guò)步驟(1)處理的待測(cè)樣品交替滲吸十二烷及8wt％kcl水溶液，并在交替滲吸過(guò)程中利用二維核磁共振儀監(jiān)測(cè)滲吸進(jìn)入待測(cè)樣品的滲吸流體的重量變化；

7、步驟(4)、通過(guò)流體標(biāo)定關(guān)系確定油濕孔隙體積和水濕孔隙體積；

8、步驟(5)、通過(guò)滲吸流體的含量計(jì)算主要孔隙潤(rùn)濕性指數(shù)，然后評(píng)價(jià)頁(yè)巖潤(rùn)濕性。

9、進(jìn)一步地，步驟(1)中獲取待測(cè)樣品的表觀體積是基于下述方法之一：

10、(a)、排液法；

11、(b)、藍(lán)光掃描法。

12、更進(jìn)一步的，步驟(1)中基于排液法獲取待測(cè)樣品的表觀體積的步驟如下：

13、(11)、選取平行頁(yè)巖層理面鉆取的柱塞樣品作為待測(cè)樣品；

14、(12)、稱取所述柱塞樣品暴露在空氣中重量m；

15、(13)、借助懸浮法測(cè)體積的裝置，稱取所述柱塞樣品浸沒(méi)在懸浮流體中的質(zhì)量m，則

16、柱塞樣品的表觀體積v表的公式如下：

17、

18、其中：m表示柱塞樣品暴露在空氣中重量，單位為g；

19、m表示柱塞樣品浸沒(méi)在懸浮流體中的質(zhì)量，單位為g；

20、ρ液表示懸浮流體的密度，單位為g/cm3。

21、更更進(jìn)一步地，所述懸浮流體為純水或正十二烷。

22、進(jìn)一步地，步驟(1)中的密封膠為環(huán)氧樹(shù)脂、硅酮密封膠、聚氨酯密封膠、聚硫密封膠、丙烯酸密封膠、丁基密封膠、氯丁密封膠中的一種。

23、更進(jìn)一步地，步驟(1)中的密封膠為環(huán)氧樹(shù)脂。

24、進(jìn)一步的，步驟(2)的步驟如下：

25、(21)、依次稱取不同質(zhì)量的滲吸流體于無(wú)氫信號(hào)的試驗(yàn)容器中；

26、(22)、將所述試驗(yàn)容器置于低場(chǎng)核磁儀器中，采用cpmg序列測(cè)量滲吸流體的核磁共振t2譜；

27、(23)、針對(duì)步驟(22)得到的所述核磁共振t2譜進(jìn)行反演，根據(jù)得到的反演結(jié)果獲得每次不同重量的滲吸流體對(duì)應(yīng)的核磁信號(hào)。

28、更進(jìn)一步地，所述無(wú)氫信號(hào)的試驗(yàn)容器為玻璃瓶或聚四氟乙烯瓶，優(yōu)選玻璃瓶。

29、更進(jìn)一步地，步驟(21)中依次稱取至少四個(gè)不同質(zhì)量的滲吸流體于無(wú)氫信號(hào)的試驗(yàn)容器中。

30、進(jìn)一步的，步驟(3)的步驟如下：

31、將涂抹密封膠后的待測(cè)樣品按照滲吸序列a或滲吸序列b，完成四次自發(fā)滲吸得到二維核磁監(jiān)測(cè)的滲吸流體含量變化結(jié)果，其中：

32、所述滲吸序列a為依次滲吸十二烷、8wt％kcl水溶液、十二烷、8wt％kcl水溶液；

33、所述滲吸序列b為依次滲吸8wt％kcl水溶液、十二烷、8wt％kcl水溶液、十二烷。

34、更進(jìn)一步地，每次自發(fā)滲吸的步驟如下：

35、將涂抹密封膠后的待測(cè)樣品置于滲吸流體中，間隔一段時(shí)間后，將待測(cè)樣品取出，擦干表面的滲吸流體后置于低場(chǎng)核磁中，采用ir-cpmg序列測(cè)量待測(cè)樣品，得到t1t2二維核磁共振譜，對(duì)t1t2二維核磁共振譜進(jìn)行反演，針對(duì)二維譜反演結(jié)果，并依據(jù)含氫流體二維核磁識(shí)別圖譜，識(shí)別待測(cè)樣品中滲吸流體的信號(hào)量的變化，然后再將待測(cè)樣品置于滲吸流體中；

36、待相鄰兩次的流體信號(hào)變化穩(wěn)定后，更換滲吸流體。

37、更更進(jìn)一步地，相鄰兩次的流體信號(hào)變化穩(wěn)定為相鄰兩次的流體信號(hào)的差異在20a.u內(nèi)。

38、進(jìn)一步的，步驟(4)的具體步驟如下：

39、針對(duì)步驟(3)得到的二維核磁監(jiān)測(cè)的滲吸流體含量變化結(jié)果，結(jié)合滲吸流體質(zhì)量與核磁信號(hào)量之間的標(biāo)定關(guān)系，獲得流體滲吸體積vc12和vkcl液的變化，即反映了樣品滲吸過(guò)程中被兩類不同潤(rùn)濕性的流體所占據(jù)的孔隙體積的變化v油濕和v水濕，其中：

40、

41、

42、式中：

43、v油濕——油濕孔隙體積，cm3；

44、vc12——滲吸進(jìn)入待測(cè)樣品的正十二烷體積量，cm3；

45、mc12——滲吸進(jìn)入待測(cè)樣品的正十二烷的質(zhì)量，g；

46、ρc12——正十二烷的密度，g/cm3；

47、nc12實(shí)測(cè)——待測(cè)樣品實(shí)測(cè)正十二烷體積的核磁信號(hào)量，a.u；

48、ac12——單位質(zhì)量的十二烷的核磁信號(hào)量，a.u/g；

49、v水濕——水濕孔隙體積，cm3；

50、vkcl液——滲吸進(jìn)入待測(cè)樣品的8wt％kcl水溶液的體積量，cm3；

51、mkcl液——滲吸進(jìn)入待測(cè)樣品的8wt％kcl水溶液的質(zhì)量，g；

52、ρkcl液——8wt％kcl水溶液的密度，g/cm3；

53、nkcl液實(shí)測(cè)——待測(cè)樣品實(shí)測(cè)8wt％kcl水溶液體積的核磁信號(hào)量，a.u；

54、akcl液——單位質(zhì)量8％kcl溶液的核磁信號(hào)量，a.u/g。

55、進(jìn)一步的，步驟(5)包括以下步驟：

56、(51)、分別計(jì)算交替滲吸結(jié)束后待測(cè)樣品的混合潤(rùn)濕孔隙度交替滲吸結(jié)束后待測(cè)樣品的強(qiáng)油濕孔隙度交替滲吸結(jié)束后待測(cè)樣品的強(qiáng)水濕孔隙度其中：

57、

58、

59、其中：

60、v混合表示混合潤(rùn)濕孔隙部分所占的體積，即后兩個(gè)滲吸階段中油信號(hào)或水信號(hào)增量換算過(guò)來(lái)的流體體積；

61、v水表示強(qiáng)水濕孔隙部分所占的體積，即后兩個(gè)滲吸階段中吸水階段水信號(hào)穩(wěn)定時(shí)換算過(guò)來(lái)的流體體積；

62、v油表示強(qiáng)油濕孔隙部分所占的體積，即后兩個(gè)滲吸階段中吸油階段油信號(hào)穩(wěn)定時(shí)換算過(guò)來(lái)的流體體積；

63、v表表示柱塞樣品的表觀體積；

64、(52)、計(jì)算主要孔隙潤(rùn)濕性指數(shù)dwi，其計(jì)算公式為：

65、

66、

67、式中：——交替滲吸結(jié)束后待測(cè)樣品的最終孔隙度，％；

68、——交替滲吸結(jié)束后待測(cè)樣品的混合潤(rùn)濕孔隙度，％；

69、——交替滲吸結(jié)束后待測(cè)樣品的強(qiáng)油濕孔隙度，％；

70、——交替滲吸結(jié)束后待測(cè)樣品的強(qiáng)水濕孔隙度，％；

71、dwi——待測(cè)樣品的主要孔隙潤(rùn)濕性指數(shù)，無(wú)量綱；

72、dwi指數(shù)等于0時(shí)，反映待測(cè)樣品油潤(rùn)濕和水潤(rùn)濕孔隙相當(dāng)；

73、(53)、判斷評(píng)價(jià)頁(yè)巖潤(rùn)濕性：

74、當(dāng)dwi指數(shù)大于0時(shí)，反映樣品水潤(rùn)濕孔隙占主導(dǎo)，且數(shù)值越大，水潤(rùn)濕越強(qiáng)；

75、當(dāng)dwi指數(shù)小于0時(shí)，反映樣品油潤(rùn)濕孔隙占主導(dǎo)，且數(shù)值越小，油潤(rùn)濕越強(qiáng)。

76、有益效果：本發(fā)明公開(kāi)的一種基于交替自發(fā)滲吸評(píng)價(jià)頁(yè)巖潤(rùn)濕性的方法具有以下有益效果：

77、1、實(shí)現(xiàn)了對(duì)于頁(yè)巖潤(rùn)濕性的評(píng)價(jià)，將頁(yè)巖潤(rùn)濕性劃分為三個(gè)等級(jí)，并定量了三類潤(rùn)濕孔隙空間；

78、2、該方法的結(jié)果可靠性強(qiáng)，依據(jù)充足，且易操作，對(duì)于頁(yè)巖油勘探開(kāi)發(fā)有著重要的指導(dǎo)意義。