[发明专利]原位润湿角测定装置和基于深度学习的润湿角确定方法

说明书

本说明书实施例提供一种原位润湿角测定装置和基于深度学习的润湿角确定方法，包括油水前处理设备和润湿角测量设备以及基于深度学习的润湿角确定方法；所述油水前处理设备中放置不同粒径与性质颗粒模拟多种多孔介质，用于模拟原油、水和岩石充分接触反应，使得原油组分在岩石表面吸附以及油水之间传质作用充分发生，以获得油藏原位流体，进而最大限度的模拟油藏实际情况，使得润湿角测定结果更为准确；进一步的，将卷积深度学习网络引入润湿液体形态捕捉与模拟，实现润湿角的高精度识别，避免人为因素以及公式适用性差异导致润湿角计算误差较大的问题，提高润湿角的测量精度。

技术领域

本说明书实施例涉及油田开发技术领域，特别涉及一种原位润湿角测定装置和基于深度学习的润湿角确定方法。

背景技术

润湿角(接触角)是描述液固界面润湿性最主要的物理量，其在表面化学、化工生产、材料制备、石油化工及环境保护等方面有着广泛作用。以油田开发及提高采收率研究为例，其作为界面润湿性的主要评价指标，与原油采收率有直接关系。随着油气田开发的不断推进，如何准确地、真实地评价油藏中岩石表面润湿性成为石油工程师选择开发方案、评价诸多提高采收率方法优劣的关键。

目前，润湿性测定方法主要包括接触角法、渗吸与排驱法(Amott方法)和USBM(美国矿物局)方法。其中，接触角法作为简单、最直观、最准确的润湿性评定方法被广泛采用。如专利CN111665171A采用了接触角法测定接触角，主要公开了探针液体装入一个透光度高的样品皿中后，在被测试固体样品的上表面滴一个低密度相的液滴或气泡滴，该液滴或气泡滴与固体之间形成三相接触线位置的夹角，即为湿法接触角(Liquid Method ContactAngle，LMCA)，并且通过采用将被测试固体样品固定到由两个光学滑台组成的固定夹具后再浸入装有探针液体内部，利用浸入深度的压力，将纳米结构或微米结构中的气泡或低密度相实现有效排出，从而进一地，实现了将Cassie-Baxter模型向Wenzel模型的转换状态条件下的真实接触角值的测量；同时，充分考虑接触角测量的非轴对称性质，采用至少两个镜头相机与背景光的组合，测试非轴对称条件下的接触角值，提升接触角测量的精度。

现有的润湿角测定装置不满足油田开发/提高采收率研究实际需求，忽略油藏条件下原油组分在岩石表面吸附以及油水之间的传质作用导致测定的润湿性测量结果偏离实际，在一定程度上影响了工程实践。此外，当前润湿角确定主要通过拟合规则经验公式获得，由于人为因素干扰(基线确定)以及公式适用性等因素的影响，导致得到实验结果存在较大误差，很难满足高精度润湿角测定的需求。

发明内容

本说明书实施例的目的是提供一种原位润湿角测定装置和基于深度学习的润湿角确定方法，以提高原位润湿角的测量精度和识别精度。

为解决上述问题，本说明书实施例提供一种原位润湿角测定装置，包括油水前处理设备和润湿角测量设备；所述油水前处理设备中根据研究需要放置不同粒径或者性质的颗粒模拟多孔介质，用于模拟原油、水和岩石充分接触，发生原油吸附以及油水传质作用，以获得油藏原位流体；所述润湿角测量设备包括润湿角形成装置和润湿角捕捉装置；所述润湿角形成装置放置有岩心，以便于使所述油藏原位流体与所述润湿角形成装置中放置的岩心接触，形成润湿角；所述润湿角捕捉装置，用于在所述油藏原位流体与岩心接触后，记录岩心表面的液滴图像，以便于根据所述液滴图像确定原油在所述岩心表面上的原位湿润角。

作为一种优选的实施方式，所述装置还包括计算机设备；所述计算机设备，用于使用深度学习方法，基于所述液滴图像确定原油在所述岩心表面上的原位湿润角。