储层岩石的润湿性.ppt

一、教学目的一、教学目的掌握掌握 1 1、润湿的定义、润湿的定义 2 2、附着功与结合功、附着功与结合功 3 3、润湿接触角、润湿接触角 4 4、选择性润湿、选择性润湿 5 5、岩石润湿性的影响因素、岩石润湿性的影响因素 6 6、润湿滞后现象、润湿滞后现象 7 7、油藏岩石的润湿性、油藏岩石的润湿性 8 8、油藏岩石润湿性的测定、油藏岩石润湿性的测定 9 9、润湿性对油水在岩石孔隙中分布的影响、润湿性对油水在岩石孔隙中分布的影响 二、教学重点和难点二、教学重点和难点 润湿接触角、润湿滞后现象、油润湿接触角、润湿滞后现象、油藏岩石的润湿性。藏岩石的润湿性。三、教法说明三、教法说明 课堂讲授课堂讲授四、教学内容四、教学内容第二节第二节 储层岩石的润湿性储层岩石的润湿性 一一 、润湿的定义、润湿的定义 在存在非混相流体的情况下，把某种液体延伸或附着在固体表面的倾向性称为润湿性。二、二、附着功和结合功附着功和结合功（1）附着功 定义：将面积为1cm的固液界面拉开所需做的功。气气液液固固需做功需做功附附气气液液固固LSLSLLg gSgSg 附着功越大，液体越不容易从固体表面上剥下来，即固体表面越亲该液体。（2 2）结合功）结合功 定义：将面积为定义：将面积为1cm1cm 的纯液体拉开所做的功。的纯液体拉开所做的功。两个表面积为两个表面积为1cm1cm 的同种液体结合后，整个体系的自的同种液体结合后，整个体系的自由能减少了由能减少了 如果要把这种液体分开形成两个如果要把这种液体分开形成两个1cm1cm 的表面，就要对的表面，就要对系统做功，此功即为结合功。系统做功，此功即为结合功。液液液液液液需做功需做功释放能量释放能量3 3、润湿接触角（、润湿接触角（Contact Angle)Contact Angle)定义：过气液固三相交点对液滴表面所做切线定义：过气液固三相交点对液滴表面所做切线与液固界面所夹的角。与液固界面所夹的角。当当909090 时，岩石表面亲油，水是非润湿相，时，岩石表面亲油，水是非润湿相，油是润湿相；油是润湿相；当当=90=90 时，中性润湿；时，中性润湿；当当=180=180时，岩石表面亲水。时，岩石表面亲水。4 4、选择性润湿、选择性润湿水在固体表面的附着功为：水在固体表面的附着功为：油在固体表面的附着功为：油在固体表面的附着功为：两式相减：两式相减：根据润湿接触角根据润湿接触角的大小可以判断润湿性：的大小可以判断润湿性：90W附油亲水、憎油9090W附水W附油亲油、憎水=90=90W附水=W附油中间润湿a-a-亲水憎油亲水憎油 b-b-亲油憎水亲油憎水 c-c-中间润湿中间润湿 固体表面上的润湿性主要取决于固体和液体固体表面上的润湿性主要取决于固体和液体表面的分子性质表面的分子性质。不同的固体和液体应当具有不同的润湿性质。不同的固体和液体应当具有不同的润湿性质。5 5、岩石润湿性的影响因素、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 粘土矿物，特别是蒙脱石，泥质胶结物的存在都会增加岩石的亲水性，不同的矿物成分有不同的润湿程度。（2）流体的性质对润湿性的影响 同一固体表面不同的流体组合，接触角不同，同组流体在不同的矿物表面接触角也不同。（3 3）、饱和顺序对润湿性的影响）、饱和顺序对润湿性的影响 在原先的岩石孔隙中，水首先在原先的岩石孔隙中，水首先占据了岩石的表面和小孔隙，当后占据了岩石的表面和小孔隙，当后来运移的油接触到岩石表面后很难来运移的油接触到岩石表面后很难克服岩石和水的结合功而将水排走，克服岩石和水的结合功而将水排走，因此造成绝大多数的储油岩石都是因此造成绝大多数的储油岩石都是亲水的。亲水的。（3 3）表面活性剂表面活性剂对润湿性的影响对润湿性的影响水溶性表面活性物质可使岩石表面亲水化溶油性表面活性物质可使岩石表面亲油化润湿指数与溶液中的表面活性物质的关系曲线叫做选择润湿等温线。分为两类：（1）随着表面活性物质浓度的增加，由亲油变为亲水，由亲水变为亲油，发生了润湿反转。（2）随着浓度的增加，只发生润湿程度的改变，而不生润湿反转。润润湿湿指指数数润润湿湿指指数数1-10-110油湿油湿水湿水湿浓度浓度C油湿油湿水湿水湿浓度浓度C6 6、润湿滞后现象、润湿滞后现象（1 1）、润湿滞后）、润湿滞后定义：定义：三相接触周界沿着固体表面移动时，三相接触周界沿着固体表面移动时，不能立刻达到平衡而发生的一种滞迟现象。不能立刻达到平衡而发生的一种滞迟现象。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11222 2、润湿滞后的影响因素、润湿滞后的影响因素（1）与三相周界的移动方向有关静润湿滞后（润湿次序）我们把由于润湿次序的不同引起的接触角变化称为静润湿滞后。油油油油水水1122（2 2）与三相周界移动的速度有关）与三相周界移动的速度有关动润动润湿滞后湿滞后 我们把由于移动速度引起接触角的变化我们把由于移动速度引起接触角的变化称为动润湿滞后。称为动润湿滞后。运动速度越大，则动润湿滞的现象越严重，当运动速度越大，则动润湿滞的现象越严重，当运动速度超过某一临界值后，会发生润湿反转现运动速度超过某一临界值后，会发生润湿反转现象。象。速度很大时，可能使前进角变大，使水驱油相速度很大时，可能使前进角变大，使水驱油相对渗透率曲线具有亲油岩石的特点对渗透率曲线具有亲油岩石的特点（3)3)与石油中的表面活性物质在岩石表面上的吸附与石油中的表面活性物质在岩石表面上的吸附有关有关（4 4）与岩石表面的粗糙程度有关）与岩石表面的粗糙程度有关7 7、油藏岩石的油藏岩石的润湿性润湿性润湿性润湿性分为三种：分为三种：亲水（亲水（water wetwater wet）；亲油（）；亲油（oil wet oil wet）；中间润湿）；中间润湿（intermediate wet intermediate wet）分类标准为：分类标准为：根据实验润湿接触角的大小来进行分类根据实验润湿接触角的大小来进行分类根据储油岩石的吸油，吸水量的大小进行分类根据储油岩石的吸油，吸水量的大小进行分类8 8、油藏岩石润湿性的测定、油藏岩石润湿性的测定（1 1）.接触角法接触角法这种方法的特点这种方法的特点：.原理简单，测量过程和结果直观；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、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；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测量时间长，液滴稳定平衡时间需要几百到上千小时；小时；.该方法不能直接测量油层岩石的润湿接触角。该方法不能直接测量油层岩石的润湿接触角。测量结果：接触角测量结果：接触角0 07575为亲水，为亲水，7575105105为中间润湿，为中间润湿，105105180180为亲油为亲油2.2.自动吸入法（简称自吸法）自动吸入法（简称自吸法）3.3.自吸驱替法自吸驱替法油湿指数油湿指数：水湿指数：水湿指数：Amott润湿指数定义为：润湿指数定义为：润湿指数润湿指数10.30.30.10.10.10.10.30.31润湿性润湿性油湿油湿弱油湿弱油湿中间润湿中间润湿弱水湿弱水湿水湿水湿润湿性润湿性（粗略划分）（粗略划分）油湿油湿中间润湿中间润湿中间润湿中间润湿中间润湿中间润湿水湿水湿9 9、润湿性对油水在岩石孔隙中、润湿性对油水在岩石孔隙中分布的影响分布的影响 润湿性对油水在岩石孔道中的分布起润湿性对油水在岩石孔道中的分布起决定性的作用。决定性的作用。由于各相表面张力相互作用的结果，由于各相表面张力相互作用的结果，润湿相流体总是附着于固体颗粒表面，并润湿相流体总是附着于固体颗粒表面，并力图占据较窄小的粒隙角隅，而把非润湿力图占据较窄小的粒隙角隅，而把非润湿相流体推向更畅通的空隙中间。相流体推向更畅通的空隙中间。不同饱和度时油水在空隙中的分布情况不同饱和度时油水在空隙中的分布情况渠道流态渠道流态驱替和吸吮过程驱替和吸吮过程1 1、驱替过程、驱替过程定义：非润湿相驱出润湿相的过程定义：非润湿相驱出润湿相的过程称为称为“驱替过程驱替过程”。随着驱替过程的进行，润湿相饱和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度逐渐降低，非润湿相饱和度逐渐增加；加；2 2、吸吮过程、吸吮过程定义：润湿相驱出非润湿相的过程称定义：润湿相驱出非润湿相的过程称为为“吸吮过程吸吮过程”。随着吸吮过程的进行，润湿相饱随着吸吮过程的进行，润湿相饱和度逐渐增加，非润湿相饱和度逐渐和度逐渐增加，非润湿相饱和度逐渐降低。降低。