儲層巖石的潤濕性課件

第二節(jié)儲層巖石的潤濕性一、教學(xué)目的掌握

1、潤濕的定義2、附著功與結(jié)合功3、潤濕接觸角4、選擇性潤濕5、巖石潤濕性的影響因素6、潤濕滯后現(xiàn)象7、油藏巖石的潤濕性8、油藏巖石潤濕性的測定9、潤濕性對油水在巖石孔隙中分布的影響

第二節(jié)儲層巖石的潤濕性一、教學(xué)目的1二、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)潤濕接觸角、潤濕滯后現(xiàn)象、油藏巖石的潤濕性。三、教法說明課堂講授四、教學(xué)內(nèi)容二、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)2第二節(jié)儲層巖石的潤濕性一、潤濕的定義

在存在非混相流體的情況下，把某種液體延伸或附著在固體表面的傾向性稱為潤濕性。

二、附著功和結(jié)合功（1）附著功

定義：將面積為1cm2的固液界面拉開所需做的功。第二節(jié)儲層巖石的潤濕性一、潤濕的定義3氣液固需做功ω附氣液固бLSбLgбSg

附著功越大，液體越不容易從固體表面上剝下來，即固體表面越親該液體。氣液固需做功ω附氣液固бLSбLgбSg附著4（2）結(jié)合功

定義：將面積為1cm2的純液體拉開所做的功。

兩個(gè)表面積為1cm2的同種液體結(jié)合后，整個(gè)體系的自由能減少了

如果要把這種液體分開形成兩個(gè)1cm2的表面，就要對系統(tǒng)做功，此功即為結(jié)合功。液液液需做功釋放能量（2）結(jié)合功液液液需做功釋放能量53、潤濕接觸角（ContactAngle)

定義：過氣液固三相交點(diǎn)對液滴表面所做切線與液固界面所夾的角。當(dāng)θ<90°時(shí)，巖石表面親水，水是潤濕相，油是非潤濕相；當(dāng)θ>90°時(shí)，巖石表面親油，水是非潤濕相，油是潤濕相；當(dāng)θ=90°時(shí)，中性潤濕；當(dāng)θ=180°時(shí)，巖石表面親水。3、潤濕接觸角（ContactAngle)64、選擇性潤濕水在固體表面的附著功為：油在固體表面的附著功為：兩式相減：根據(jù)潤濕接觸角θ的大小可以判斷潤濕性：θ<90°W附水>W附油親水、憎油θ>90°W附水<W附油親油、憎水θ=90°W附水=W附油中間潤濕4、選擇性潤濕θ<90°W附水>W附油親水、憎油θ>90°W7a-親水憎油

b-親油憎水

c-中間潤濕固體表面上的潤濕性主要取決于固體和液體表面的分子性質(zhì)。不同的固體和液體應(yīng)當(dāng)具有不同的潤濕性質(zhì)。a-親水憎油b-親油憎水c-中間潤濕85、巖石潤濕性的影響因素（1）巖石的礦物成分對潤濕性的影響粘土礦物，特別是蒙脫石，泥質(zhì)膠結(jié)物的存在都會增加巖石的親水性，不同的礦物成分有不同的潤濕程度。（2）流體的性質(zhì)對潤濕性的影響同一固體表面不同的流體組合，接觸角不同，同組流體在不同的礦物表面接觸角也不同。5、巖石潤濕性的影響因素9（3）、飽和順序?qū)櫇裥缘挠绊?/p>

在原先的巖石孔隙中，水首先占據(jù)了巖石的表面和小孔隙，當(dāng)后來運(yùn)移的油接觸到巖石表面后很難克服巖石和水的結(jié)合功而將水排走，因此造成絕大多數(shù)的儲油巖石都是親水的。（3）表面活性劑對潤濕性的影響（3）、飽和順序?qū)櫇裥缘挠绊?0θθθθ水溶性表面活性物質(zhì)可使巖石表面親水化溶油性表面活性物質(zhì)可使巖石表面親油化潤濕指數(shù)與溶液中的表面活性物質(zhì)的關(guān)系曲線叫做選擇潤濕等溫線。分為兩類：（1）隨著表面活性物質(zhì)濃度的增加，由親油變?yōu)橛H水，由親水變?yōu)橛H油，發(fā)生了潤濕反轉(zhuǎn)。（2）隨著濃度的增加，只發(fā)生潤濕程度的改變，而不生潤濕反轉(zhuǎn)。θθθθ水溶性表面活性物質(zhì)可使巖石表面親水化11潤濕指數(shù)潤濕指數(shù)1-10-110油濕水濕濃度C油濕水濕濃度C潤濕指數(shù)潤濕指數(shù)1-10-110油濕水濕濃度C油濕水濕濃度C126、潤濕滯后現(xiàn)象（1）、潤濕滯后定義：三相接觸周界沿著固體表面移動(dòng)時(shí)，不能立刻達(dá)到平衡而發(fā)生的一種滯遲現(xiàn)象。θ1前進(jìn)角，濕相驅(qū)替非濕相的接觸角θ2后退角，非濕相驅(qū)替濕相的接觸角θ1θ26、潤濕滯后現(xiàn)象（1）、潤濕滯后θ1θ2132、潤濕滯后的影響因素（1）與三相周界的移動(dòng)方向有關(guān)——靜潤濕滯后（潤濕次序）我們把由于潤濕次序的不同引起的接觸角變化稱為靜潤濕滯后。油油水θ1θ22、潤濕滯后的影響因素油油水θ1θ214（2）與三相周界移動(dòng)的速度有關(guān)——?jiǎng)訚櫇駵笪覀儼延捎谝苿?dòng)速度引起接觸角的變化稱為動(dòng)潤濕滯后。（2）與三相周界移動(dòng)的速度有關(guān)——?jiǎng)訚櫇駵?5儲層巖石的潤濕性課件16

運(yùn)動(dòng)速度越大，則動(dòng)潤濕滯的現(xiàn)象越嚴(yán)重，當(dāng)運(yùn)動(dòng)速度超過某一臨界值后，會發(fā)生潤濕反轉(zhuǎn)現(xiàn)象。

速度很大時(shí)，可能使前進(jìn)角變大，使水驅(qū)油相對滲透率曲線具有親油巖石的特點(diǎn)

運(yùn)動(dòng)速度越大，則動(dòng)潤濕滯的現(xiàn)象越嚴(yán)重，當(dāng)運(yùn)動(dòng)速度超過17（3)與石油中的表面活性物質(zhì)在巖石表面上的吸附有關(guān)（4）與巖石表面的粗糙程度有關(guān)7、油藏巖石的潤濕性潤濕性分為三種：親水（waterwet）；親油（oilwet）；中間潤濕（intermediatewet）分類標(biāo)準(zhǔn)為：①根據(jù)實(shí)驗(yàn)潤濕接觸角的大小來進(jìn)行分類②根據(jù)儲油巖石的吸油，吸水量的大小進(jìn)行分類（3)與石油中的表面活性物質(zhì)在巖石表面上的吸附有關(guān)188、油藏巖石潤濕性的測定（1）.接觸角法8、油藏巖石潤濕性的測定（1）.接觸角法19這種方法的特點(diǎn)：

①.原理簡單，測量過程和結(jié)果直觀；②.測量條件要求嚴(yán)格。如礦物表面要十分光滑、潔凈且沒有污染；要求恒溫條件，因?yàn)闇囟茸兓瘯疠^大誤差；③.測量時(shí)間長，液滴穩(wěn)定平衡時(shí)間需要幾百到上千小時(shí)；④.該方法不能直接測量油層巖石的潤濕接觸角。測量結(jié)果：接觸角0～75°為親水，75°～105°為中間潤濕，105°～180°為親油這種方法的特點(diǎn)：202.自動(dòng)吸入法（簡稱自吸法）2.自動(dòng)吸入法（簡稱自吸法）213.自吸驅(qū)替法油濕指數(shù)：3.自吸驅(qū)替法油濕指數(shù)：22水濕指數(shù)：水濕指數(shù)：23Amott潤濕指數(shù)定義為：潤濕指數(shù)－1～－0.3－0.3～－0.1－0.1～0.10.1～0.30.3～1潤濕性油濕弱油濕中間潤濕弱水濕水濕潤濕性（粗略劃分）油濕中間潤濕中間潤濕中間潤濕水濕Amott潤濕指數(shù)定義為：潤濕指數(shù)－1～－0.3－0.3～－249、潤濕性對油水在巖石孔隙中

分布的影響

潤濕性對油水在巖石孔道中的分布起決定性的作用。由于各相表面張力相互作用的結(jié)果，潤濕相流體總是附著于固體顆粒表面，并力圖占據(jù)較窄小的粒隙角隅，而把非潤濕相流體推向更暢通的空隙中間。不同飽和度時(shí)油水在空隙中的分布情況9、潤濕性對油水在巖石孔隙中

分布的影響潤25儲層巖石的潤濕性課件26渠道流態(tài)渠道流態(tài)27儲層巖石的潤濕性課件28

驅(qū)替和吸吮過程

1、驅(qū)替過程

定義：非潤濕相驅(qū)出潤濕相的過程稱為“驅(qū)替過程”。

驅(qū)替和吸吮過程

1、驅(qū)替過程

定義：非潤濕相驅(qū)出潤濕相的29

隨著驅(qū)替過程的進(jìn)行，潤濕相飽和度逐漸降低，非潤濕相飽和度逐漸增加；2、吸吮過程定義：潤濕相驅(qū)出非潤濕相的過程稱為“吸吮過程”。

隨著吸吮過程的進(jìn)行，潤濕相飽和度逐漸增加，非潤濕相飽和度逐漸降低。儲層巖石的潤濕性課件30第二節(jié)儲層巖石的潤濕性一、教學(xué)目的掌握

1、潤濕的定義2、附著功與結(jié)合功3、潤濕接觸角4、選擇性潤濕5、巖石潤濕性的影響因素6、潤濕滯后現(xiàn)象7、油藏巖石的潤濕性8、油藏巖石潤濕性的測定9、潤濕性對油水在巖石孔隙中分布的影響

第二節(jié)儲層巖石的潤濕性一、教學(xué)目的31二、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)潤濕接觸角、潤濕滯后現(xiàn)象、油藏巖石的潤濕性。三、教法說明課堂講授四、教學(xué)內(nèi)容二、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)32第二節(jié)儲層巖石的潤濕性一、潤濕的定義

在存在非混相流體的情況下，把某種液體延伸或附著在固體表面的傾向性稱為潤濕性。

二、附著功和結(jié)合功（1）附著功

定義：將面積為1cm2的固液界面拉開所需做的功。第二節(jié)儲層巖石的潤濕性一、潤濕的定義33氣液固需做功ω附氣液固бLSбLgбSg

附著功越大，液體越不容易從固體表面上剝下來，即固體表面越親該液體。氣液固需做功ω附氣液固бLSбLgбSg附著34（2）結(jié)合功

定義：將面積為1cm2的純液體拉開所做的功。

兩個(gè)表面積為1cm2的同種液體結(jié)合后，整個(gè)體系的自由能減少了

如果要把這種液體分開形成兩個(gè)1cm2的表面，就要對系統(tǒng)做功，此功即為結(jié)合功。液液液需做功釋放能量（2）結(jié)合功液液液需做功釋放能量353、潤濕接觸角（ContactAngle)

定義：過氣液固三相交點(diǎn)對液滴表面所做切線與液固界面所夾的角。當(dāng)θ<90°時(shí)，巖石表面親水，水是潤濕相，油是非潤濕相；當(dāng)θ>90°時(shí)，巖石表面親油，水是非潤濕相，油是潤濕相；當(dāng)θ=90°時(shí)，中性潤濕；當(dāng)θ=180°時(shí)，巖石表面親水。3、潤濕接觸角（ContactAngle)364、選擇性潤濕水在固體表面的附著功為：油在固體表面的附著功為：兩式相減：根據(jù)潤濕接觸角θ的大小可以判斷潤濕性：θ<90°W附水>W附油親水、憎油θ>90°W附水<W附油親油、憎水θ=90°W附水=W附油中間潤濕4、選擇性潤濕θ<90°W附水>W附油親水、憎油θ>90°W37a-親水憎油

b-親油憎水

c-中間潤濕固體表面上的潤濕性主要取決于固體和液體表面的分子性質(zhì)。不同的固體和液體應(yīng)當(dāng)具有不同的潤濕性質(zhì)。a-親水憎油b-親油憎水c-中間潤濕385、巖石潤濕性的影響因素（1）巖石的礦物成分對潤濕性的影響粘土礦物，特別是蒙脫石，泥質(zhì)膠結(jié)物的存在都會增加巖石的親水性，不同的礦物成分有不同的潤濕程度。（2）流體的性質(zhì)對潤濕性的影響同一固體表面不同的流體組合，接觸角不同，同組流體在不同的礦物表面接觸角也不同。5、巖石潤濕性的影響因素39（3）、飽和順序?qū)櫇裥缘挠绊?/p>

在原先的巖石孔隙中，水首先占據(jù)了巖石的表面和小孔隙，當(dāng)后來運(yùn)移的油接觸到巖石表面后很難克服巖石和水的結(jié)合功而將水排走，因此造成絕大多數(shù)的儲油巖石都是親水的。（3）表面活性劑對潤濕性的影響（3）、飽和順序?qū)櫇裥缘挠绊?0θθθθ水溶性表面活性物質(zhì)可使巖石表面親水化溶油性表面活性物質(zhì)可使巖石表面親油化潤濕指數(shù)與溶液中的表面活性物質(zhì)的關(guān)系曲線叫做選擇潤濕等溫線。分為兩類：（1）隨著表面活性物質(zhì)濃度的增加，由親油變?yōu)橛H水，由親水變?yōu)橛H油，發(fā)生了潤濕反轉(zhuǎn)。（2）隨著濃度的增加，只發(fā)生潤濕程度的改變，而不生潤濕反轉(zhuǎn)。θθθθ水溶性表面活性物質(zhì)可使巖石表面親水化41潤濕指數(shù)潤濕指數(shù)1-10-110油濕水濕濃度C油濕水濕濃度C潤濕指數(shù)潤濕指數(shù)1-10-110油濕水濕濃度C油濕水濕濃度C426、潤濕滯后現(xiàn)象（1）、潤濕滯后定義：三相接觸周界沿著固體表面移動(dòng)時(shí)，不能立刻達(dá)到平衡而發(fā)生的一種滯遲現(xiàn)象。θ1前進(jìn)角，濕相驅(qū)替非濕相的接觸角θ2后退角，非濕相驅(qū)替濕相的接觸角θ1θ26、潤濕滯后現(xiàn)象（1）、潤濕滯后θ1θ2432、潤濕滯后的影響因素（1）與三相周界的移動(dòng)方向有關(guān)——靜潤濕滯后（潤濕次序）我們把由于潤濕次序的不同引起的接觸角變化稱為靜潤濕滯后。油油水θ1θ22、潤濕滯后的影響因素油油水θ1θ244（2）與三相周界移動(dòng)的速度有關(guān)——?jiǎng)訚櫇駵笪覀儼延捎谝苿?dòng)速度引起接觸角的變化稱為動(dòng)潤濕滯后。（2）與三相周界移動(dòng)的速度有關(guān)——?jiǎng)訚櫇駵?5儲層巖石的潤濕性課件46

運(yùn)動(dòng)速度越大，則動(dòng)潤濕滯的現(xiàn)象越嚴(yán)重，當(dāng)運(yùn)動(dòng)速度超過某一臨界值后，會發(fā)生潤濕反轉(zhuǎn)現(xiàn)象。

速度很大時(shí)，可能使前進(jìn)角變大，使水驅(qū)油相對滲透率曲線具有親油巖石的特點(diǎn)

運(yùn)動(dòng)速度越大，則動(dòng)潤濕滯的現(xiàn)象越嚴(yán)重，當(dāng)運(yùn)動(dòng)速度超過47（3)與石油中的表面活性物質(zhì)在巖石表面上的吸附有關(guān)（4）與巖石表面的粗糙程度有關(guān)7、油藏巖石的潤濕性潤濕性分為三種：親水（waterwet）；親油（oilwet）；中間潤濕（intermediatewet）分類標(biāo)準(zhǔn)為：①根據(jù)實(shí)驗(yàn)潤濕接觸角的大小來進(jìn)行分類②根據(jù)儲油巖石的吸油，吸水量的大小進(jìn)行分類（3)與石油中的表面活性物質(zhì)在巖石表面上的吸附有關(guān)488、油藏巖石潤濕性的測定（1）.接觸角法8、油藏巖石潤濕性的測定（1）.接觸角法49這種方法的特點(diǎn)：

①.原理簡單，測量過程和結(jié)果直觀；②.測量條件要求嚴(yán)格。如礦物表面要十分光滑、潔凈且沒有污染；要求恒溫條件，因?yàn)闇囟茸兓瘯疠^大誤差；③.測量時(shí)間長，液滴穩(wěn)定平衡時(shí)間需要幾百到上千小時(shí)；④.該方法不能直接測量油層巖石的潤濕接觸角。測量結(jié)果：接觸角0～75°為親水，75°～105°為中間潤濕，105°～180°為親油這種方法的特點(diǎn)：502.自動(dòng)