《储层岩石的润湿性》PPT课件.ppt

第二节 储层岩石的润湿性,一、教学内容 1、选择性润湿及其实质 2、润湿滞后 3、油藏岩石的润湿性极其影响因素 4、油藏岩石润湿性的测定 5、油水在岩石孔隙中的分布,一、选择性润湿及其实质 1.定义： 润湿：液体在分子力作用下在固体表面上的流散现象。 润湿性：当固体表面存在不相溶流体时，某相流体优先附着到固体表面的趋势。也称选择性润湿。 讨论润湿性必是三相体系，一相为固体，另一相为液体，第三相为气体和另一体。,2润湿程度的表示方法 1)润湿接触角,润湿接触角是指过三相周界点，对液滴界面所作切线，切线与液固界面之间的夹角，并规定从极性大的液体方标起。,采用润湿接触角判断润湿性,当90 时，岩石表面亲油，水是非润湿 相，油是润湿相； 当=90 时，中性润湿； 当=0时，岩石表面完全亲水。 当=180时，岩石表面完全亲油。,a-亲水憎油 b-亲油憎水 c-中间润湿,采用润湿接触角判断润湿性,2）杨氏方程,由上式可得：,图3 - 8 三相周界表面张力的平衡图,若 0, 2.31.3, 岩石亲水；固体表面能减少。自发过程。 若 90, cos0, 2.31.3, 岩石亲油；固体表面能增加，未发生自发过程。 若 90，cos=0,2.3=1.3, 岩石中性润湿,3）附着功,图3 - 8 三相周界表面张力的平衡图 图3 9 液体对固体的粘附功示意图 1：液；2：气；3：固体,润湿的实质是固体表面能的减小。,附着功是指在非湿相流体中，将单位面积的湿相从固体界面拉开所作的功。,W附 =,-,润湿滞后就是三相润湿周界沿固体表面移动的迟缓。,二、润湿滞后 1定义,图3 - 10 润湿滞后现象,二、润湿滞后 1定义,图3 - 10 润湿滞后现象,1前进角，湿相驱替非湿相的接触角 2后退角，非湿相驱替湿相的接触角,2润湿滞后的影响因素 1）与三相周界的移动方向有关（或与润湿次序有关） 2）与三相周界的移动速度有关 3）与固体表面的粗糙度有关 4）与原油中表面活性物质在岩石表面上的吸附有关,1）与三相周界的移动方向有关（或与润湿次序有关） 图3 - 10 润湿滞后现象 静润湿滞后:由润湿次序不同引起的接触角变化。,2） 与三相周界的移动速度有关,图3 1 动润湿滞后与反转,动润湿滞后：由移动速度引起的接触角变化。,3）与固体表面的粗糙度有关 一般说来，岩石颗粒表面粗糙程度越严重，三相润湿周界移动就越困难，润湿滞后现象也越显著。,图3 - 13 接触角与形角的关系,4）与原油中的表面活性物质在岩石表面上 的吸附有关,例：将一块干净的大理石在油中侵泡一段时间后，岩石表面亲水性减弱，这主要是油中表面活性物质在岩石表面上的吸附，形成的吸附层加重润湿滞后的程度。,三、油藏岩石的润湿性及其影响因素, 亲水 油藏岩石表面 润湿性： 亲油 非均质润湿性,1.油藏岩石润湿性,混合润湿性,斑状润湿性,2.岩石润湿性的影响因素 1）岩石的矿物成分对润湿性的影响 2）流体的性质对润湿性的影响 3)表面活性物质的影响 4)矿物表面粗糙度的影响,5) 注水对岩石润湿性的影响,1）岩石的矿物成分对润湿性的影响 亲水矿物：石英、长石、碳酸盐 亲油矿物：滑石、石墨、烃类有机固体 粘土矿物对岩石的润湿性影响很大 蒙脱石具有吸水性，会增加岩石的亲水性； 含铁粘土矿物可吸附原油中的表面活性物质，使岩石表面转向亲油。如绿泥石。,2）流体的成分对润湿性的影响,原油组成的影响,原油组成，按对润湿性的影响可分为三类： 非极性的烃类、 有极性的氧、硫、氮的化合物、 原油中的极性物质或称活性物质。,原油组成的影响,表84 不同烃类组分在聚四氟乙烯表面上的前进角,原油组成的影响,碱性增加时硅酸盐接触角明显增加，碳酸盐变化不大；,原油组成的影响,酸性增加时，碳酸盐接触角明显增加，而硅酸盐变化不大。,水的组成对润湿性的影响,根据Dhbey观点在其它各条件相同的情况下注入水中含盐量增加，岩石亲油性增强，主要是由于岩石表面吸附沥青质的增加。由于注入水矿化度升高，油水接触面上沥青质在原油中溶解度下降，沥青胶束更易于聚集发生沉降，从而增加岩石表面的油湿性。,美国怀俄明大学Morrow等人的研究结果表明，注入水中无机阳离子价越高沥青质的吸附量越大，从而增加岩石表面的油湿性。,3）表面活性物质对润湿性的影响润湿反转现象,3）表面活性物质对润湿性的影响润湿反转现象,润湿反转的程度与固体表面性质和活性物质性质有关，也与活性物质浓度有关。,4)矿物表面粗糙度的影响,图3 - 13 接触角与形角的关系,5)注水对岩石润湿性的影响,四、油藏岩石润湿性的测定 1.接触角法,测量结果：接触角075为亲水，751050为中间润湿， 105180为亲油,这种方法的特点： .原理简单，测量过程和结果直观； .测量条件要求严格。如矿物表面要十分光滑、洁净且没有污染；要求恒温条件，因为温度变化会引起较大误差； .测量时间长，液滴稳定平衡时间需要几百到上千小时； .该方法不能直接测量油层岩石的润湿接触角。 所用矿物只是岩石的主要成分，但并非实际岩石。 因此，它只能定性地评价油层岩石润湿性。,2.自动吸入法（简称自吸法）,这种方法的特点： 仪器简单，操作方便； 能较好反映油层的实际情况。 只能定性确定润湿性。,3自吸驱替法（润湿指数法）,由润湿指数确定润湿性：,由润湿指数评价岩石的润湿性（何更生，1994）,由Amott指数确定润湿性：,表2 由润湿指数评价润湿性,4利用毛管压力曲线资料来判断润湿性,1）利用毛管压力曲线下包面积对比判断润湿性,2）利用毛管压力曲线计算润湿指数判断润湿性,5利用相对渗透率曲线来判断润湿性,五、油水在岩石孔隙中的分布,1. 油水在岩石孔道中微观分布的方式,2.影响油水在岩石孔道中分布的因素,饱和度的影响,岩石表面润湿性的影响,饱和历史的影响,渠道流态,驱替和吸吮过程 1、驱替过程 定义：非润湿相驱出润湿相的过程称为“驱替过程”。,随着驱替过程的进行，润湿相饱和度逐渐降低，非润湿相饱和度逐渐增加； 2、吸吮过程 定义：润湿相驱出非润湿