[发明专利]一种定量表征页岩储层岩石润湿性的方法和装置

说明书

本发明提供了一种定量表征页岩储层岩石润湿性的方法和装置。该方法为：获取页岩储层的页岩并制成页岩样品；对其进行自发渗吸实验获得自吸斜率；利用W_I＝(P₁‑T₁)‑(P₂‑T₂)计算润湿性指数W_I；对页岩样品润湿性能进行定量表征评价：润湿性指数在‑0.5～0的范围内，越接近‑0.5则水湿行为表现越强烈，反之则越偏向混合偏水湿；润湿性指数为0时，页岩储层为混合型润湿；润湿性指数在0～0.5范围内，越接近0.5则油湿行为表现越强烈，反之则越偏向混合偏油湿。该方法通过引入新的润湿性指数，可准确定量表征页岩储层的润湿性，对于设计有效的增产技术和估算最终采收率具有重要意义。

技术领域

本发明属于页岩储层勘探开发领域，涉及一种定量表征页岩储层岩石润湿性的方法和装置，具体涉及一种基于自发渗吸实验和润湿性指数定量表征页岩储层岩石润湿性的方法和装置。

背景技术

润湿性是指某一固体易于与某一流体而非其他流体接触的倾向性，它反映了表面力和界面张力之间的平衡。一滴优先润湿性流体滴到已覆盖有润湿性流体的表面上，优先润湿性流体将会驱替另一种流体铺展甚至覆盖整个表面；而一滴非润湿性流体滴到已覆盖有润湿性流体的表面上，非润湿性流体将会尽量缩小其与固体的接触面积，形成珠状。

润湿性是岩石矿物与油藏流体相互作用的结果，是储层基本物性参数之一，储集层的润湿性是影响石油开采过程的关键因素。润湿性会影响相对渗透率，毛细管压力，油气运移和最终采收率，如果储层的润湿性被错误地假设，那么开发过程中可能会对油藏产生不可逆的损害。

Amott测试(Amott，1959)和USBM测试(Donaldson et al，1969)是用于确定系统润湿性的最常用方法。然而，页岩具有渗透率低，微纳米孔隙发育且非均质性强等特点，加上这两种方法对毛管压力和微观驱替效率的依赖性，因此，对页岩储层的润湿性进行准确的表征是非常困难的。润湿性也可以通过直接测量接触角来评估，但是表面粗糙度，表面非均质性及分子水平的表面渗吸等问题使得该方法对于页岩润湿性表征具有巨大困难。

测量润湿接触角是直接测量方法中最常用的。一般而言，表面粗糙将减小储层岩石的视接触角。其次，接触角法未能考虑页岩表面的非均质性，常规油气储层矿物组成较为单一，而页岩含有许多不同的组分，特别是含有有机质，不同组分润湿性各异，从而导致不均匀的润湿性。将接触角用于页岩储层润湿性表征的第二个问题是它仅仅反映页岩局部的润湿性，不能考虑页岩表面的非均质性。

目前，适用于页岩储层润湿性的测量方法相对较少，而且每种方法均有其各自的局限性，这从一定程度上影响了页岩储层润湿性的判断，进而影响了油气藏的开发效果。

发明内容

基于现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种基于自发渗吸实验和润湿性指数定量表征页岩储层岩石润湿性的方法和装置。该方法通过自发渗吸实验测定待测页岩储层中水相或油相流体垂直页理方向和平行页理方向的自吸斜率，并通过创造性提出的润湿性指数可对页岩岩石的润湿性进行定量评价。

本发明的目的通过以下技术方案得以实现：

一方面，本发明提供一种定量表征页岩储层岩石润湿性的方法，其包括以下步骤：

获取页岩储层的页岩并制成页岩样品；

对页岩样品进行自发渗吸实验获得自吸斜率；

利用润湿性指数公式(1)计算润湿性指数，

W_I＝(P₁-T₁)-(P₂-T₂) (1)