岩石润湿性测定讲义

岩石润湿性测定实验

一．实验目的

1．了解光学投影法测定岩石润湿角的原理及方法； 2．了解界面张力的测定原理及方法； 2．加深对岩石润湿性、界面张力的认识。

二．实验原理

1．光学投影法测定岩石润湿角

液体对固体表面的润湿情况可以通过直接测定接触角来确定。将待测矿物磨成光面，浸入油(或水)中，如图1所示，在矿物光面上滴一滴水(或油)，直径约1～2mm ，然后通过光学系统将一组光线投射到液滴上，将液滴放大、投影到屏幕上，直接测出润湿角，或测量液滴的高度h 和它与岩石接触处的长度D ，按下式计算接触角θ：

D

h

tg

22

=

θ

式中， θ—润湿角，°； h —液滴高度，mm ；

D —液滴和固体表面接触的弦长，mm 。

图1 投影法润湿角示意图 2．悬滴法测定液滴界面张力

悬滴法适用于密度差较大的测定液-液或气-液之间的界面张力，测量范围为10-1

～10-2

mN/m 。

液体自管口滴落时，当液滴接近最大直径时，用光学设备记录下液滴图像。测量液滴的相关参数，利用下式计算界面张力：

， 21ρρρ-=Δ ， e

sn

n d d S =

式中，σ—界面张力，mN/m ；

21ρρ、—待测两相流体的密度，g/cm 3

；

ρ?—两相待测试样的密度差，g/cm 3；

e d —实际液滴的最大水平直径，cm ；

sn d —从液滴底部算起，高度为e d n 10

高度处液滴的直径，cm ；

n S —液滴e d n 10

高度处的直径与最大直径的比值；

H —液滴形态的修正值，由n S 查表得到。

2

e gd H

ρσ?=

（a）烧杯中气泡或液滴形状（b）气泡或液滴放大图

图2 悬滴法测界面张力示意图

三．实验仪器

图3 HARKE-SPCA接触角测定仪

四．实验步骤

1．将直流电源的插头一端插入接线板内另一端插入仪器后面的电源插座内。

2．将通讯线连接主机与计算机COM2通讯口。

3．打开接线板的电源开关。

4．旋转仪器后面的光源旋钮，顺时针旋转，看到光源亮度逐渐增强。

5．打开接触角软件图标。

6．开启视频。

7．调整滴液针头。初次使用接触角测定仪对焦比较繁琐，首先向下移动滴液针头，停在变倍显微镜水平线以上的位置，然后旋转固定在上下移动器上的水平移动旋钮，左右调整针头，当软件图像显示窗口出现针头虚影时停止。

8．调整调焦手轮，直到图像清晰。

9．将显微镜放大倍数调整到1.5倍。

10．将吸液管吸满液体安装在固定夹上。旋转测微头，液体将缓缓流出，形成液滴。11．用脱脂巾擦干针头上的液体，再在工作台上放置被测的固体试样。最好是长条的20×60mm左右。

12．点击配置栏，在试验设置对话框，在相关栏添入相关数值。

13．上升移动工作台至界面上红色水平线的下方（1mm左右），见图4。

14．旋转测微头，当针头流出大约3-5ul左右的液体时停止。

15．旋转工作台升降手轮，使试样表面接触液滴，然后下降一点。液滴显示在视窗内，见图5。

16．点击开始试验绿色三角形图标，试验将按照设置的时间间隔自动拍摄图像，直至完毕。17．关闭视频，点击软件界面下面的电影图片任意一张，图片将显示在大窗口中，见图6。

图4 图5 图6 五．结果分析方法

1．接触角分析方法

（1）切线法

将抓拍的图像在测量屏内进行测量。选择切线法，在液滴的一端左键点击一下松开，拉向另一端点点击一下，沿液体外轮廓做液体的切线，数值自动显示在图像的左上角上。点击右键将结果可以保存在图片上。见图7、图8。

图7 图8

（2）高宽法

该法适应于小液滴，忽略重力影响，也叫小液滴法。

点击图标，在液体一端点击一下，然后拉向另一端点击，液滴地平线中点有一个小竖线，鼠标移动到地平线中点点击一下，竖向拉向液体的最高点，接触角值自动显示出来。点击右键将结果保存在图片上。见图9。

图9

（3）圆环法

圆环法，该方法较上述方法精度准确。

选取此方法图标，按提示在液滴一端点击一下，再在圆环上选择第二点，最后在液滴的另一端点点击一下。拖动鼠标返回到第一端点点击鼠标，松开后拉向另一端点，接触角自动显示。点击右键将结果保存在图片上。见图10。

图10

（4）基线圆环法测定接触角。

打开保存的接触角图像照片，点击方法图标，显示一条水平线，将其移动到液体的底面。在液体轮廓上点击两点，包括液体外线，点击一下。接触角值自动显示。点击右键保存测量值即可。见图11。

图11

2．表面张力分析方法

（1）自动悬滴法

将抓拍的液体悬滴显示在测量屏内。选择横标定图标，在毛细管的一侧点击一下，不要松开，拉向另一侧点击，弹出下列对话框。填入0.7，确定。见图12。

图12

点击处理栏中的计算显示一个下拉菜单。见图13、图14。

图13 图14

填入外向密度和液体密度。点击计算、退出。结果将自动显示。见图15。

图15

（2）手动悬滴法

点击图标，在图像的最宽点点击一下，拉向另一端点击，看到一条竖线，移动到图像的最低端，点击鼠标。上边形成一条横线。在横线与液体边缘相交点，点击一下鼠标拉向对面的相交点，点击鼠标。点击处理栏中的计算显示悬滴法测试界面张力，填入相关项，点击计算、退出。结果自动显示。见图16。

图16

六．数据记录

表1 润湿角数据记录

表2 高宽法测量润湿角数据记录表

图1 切线法投影结果图2 高宽法投影结果

图3 圆环法投影结果图4 基线圆环法投影结果

中国石油大学华东-润湿性

中国石油大学 渗流物理 实验报告 实验日期: 2017.9.12 成绩: 班级: 石工1504 学号: 1502010404 姓名: 张蕾 教师: 张俨彬 同组者: 宋学玲 岩石润湿性测定实验 一．实验目的 1．了解光学投影法测定岩石润湿角的原理及方法； 2．了解界面张力的测定原理及方法； 3．加深对岩石润湿性、界面张力的认识。 二．实验原理 1．光学投影法测定岩石润湿角 液体对固体表面的润湿情况可以通过直接测定接触角来确定。将待测矿物磨成光面，浸入油(或水)中，如图1所示，在矿物光面上滴一滴水(或油)，直径约1～2mm ，然后通过光学系统将一组光线投射到液滴上，将液滴放大、投影到屏幕上，直接测出润湿角，或测量液滴的高度h 和它与岩石接触处的长度D ，按下式计算接触角θ： D h tg 22= θ 式中， θ—润湿角，°； h —液滴高度，mm ； D —液滴和固体表面接触的弦长，mm 。 图1 投影法润湿角示意图 2．悬滴法测定液滴界面张力 悬滴法适用于密度差较大的测定液-液或气-液之间的界面张力，测量范围为 10-1～10-2 mN/m 。 液体自管口滴落时，当液滴接近最大直径时，用光学设备记录下液滴图像。测量液滴的相关参数，利用下式计算界面张力： ， 21ρρρ-=Δ ， e sn n d d S = 式中，σ—界面张力，mN/m ； 2 e gd H ρσ?=

21ρρ、—待测两相流体的密度，g/cm3； ρ?—两相待测试样的密度差，g/cm3； e d —实际液滴的最大水平直径，cm ； sn d —从液滴底部算起，高度为e d n 10高度处液滴的直径，cm ； n S —液滴e d n 10高度处的直径与最大直径的比值； H —液滴形态的修正值，由n S 查表得到。 a ）烧杯中气泡或液滴形状 （ b ） 气泡或液滴放大图 图2 悬滴法测界面张力示意图 三．实验仪器 图3 HARKE-SPCA 接触角测定仪器

第二章岩石物性分析方法2

第二章
第二章 储层岩石物性参数的确定 及应用
第三节
特殊岩心分析
1、油水界面张力
研究内容
第一节 取心及分析方法 第二节 常规岩心分析 第三节 特殊岩心分析
2、岩石润湿性 3、岩石毛管力曲线 4、岩石相对渗透率曲线
第三节 特殊岩心分析
第二章
第三节 特殊岩心分析
第二章
1、油水界面张力测定
1)界面张力定义
1、油水界面张力测定
σ
a
(1)吊板法：
吊板平衡时受到的拉力为：
定义1：界面单位面积上所具有的界面能的大 小。 U σ = s 焦耳= 1牛? m = 牛 m A m2 m2
b
F = σ1.2COS ? L θ
L——吊板的周长；
定义2： 作用于单位界面长度上的
收缩力，亦称为界面张力。 注：吊板为亲水的表 面光滑的人造或天然 材料；所用油、水及 温度应保持与油藏条 件相同。
2)界面张力测定
界面张力的测定方法很多，如液滴(气泡)最大压力法、 吊板法,悬滴法等。
第三节 特殊岩心分析
第二章
第三节 特殊岩心分析
第二章
(2)最大气泡法原理：
2、岩石润湿性测定 (1)吊板法测润湿角 Pc = 2 δ cos θ r (2)光学投影法测润湿角
Pc max =
2δ r
P max = ρghamx c
Pcmax－液滴形成过程中的最大压差，达因/厘米2 测量时控制分液漏斗的开关，控制气泡或液珠形成的速 度，记录压差计的最大压力。 如何设计测定高温高压下的界面张力？
tg
θ
2
=
2h D
?矿物表面要求十分光滑、洁净，液体必须模拟油藏条件；常用 石英代表砂岩；用方解石表面代表碳酸岩。 ?液滴要有一定的稳定时间(几天，甚至数月),否则润湿角相差很 大。
1

润湿性的测量方法

润湿性的测量方法 测量润湿性的方法很多，按测量目的的不同可分为两大类，即定性方法和定量方法。其中定量方法主要有接触角法、渗吸与排驱法（Amott方法）和USBM（美国矿物局）方法。定性测量方法种类很多，包括渗吸率、显微镜检测、浮选法、玻璃滑动法、相对渗透率曲线法、渗透率与饱和度关系曲线、毛管压力曲线、毛细测量法、排驱毛管压力、油藏测井曲线、核磁共振法以及染色吸附法。 一润湿性的定量测量方法 一般定量测量常用以下三种方法：（1）接触角法；（2）Amott方法（渗吸和排驱）；（3）USBM 方法。 1．接触角法： 接触角法测量的是一个特定表面的润湿性。在油水系统中就是测量光滑矿物表面上油和水的润湿性。 石油工业中一般用悬滴法测量接触角，第一步要全部彻底的清洗仪器，因为即使微量的杂质也能改变润湿性。当用纯净流体和人造岩心时接触角法是最好的测量方法。此法也用来检验实验条件对润湿性的影响，如压力、温度和水的化学性质。 润湿角测量的一个问题是滞后现象。测量的接触角有前进角和后退角两种，前进角是向前推液滴边缘测得的，而后退角是向后拉测得的，二者之差就是接触角滞后。引起滞后的原因有三种：a、表面粗糙度；b、表面非均质性；c、大分子水垢的表面固定性。 将接触角用于油藏岩石的第二个问题是它仅仅反映岩石局部的润湿性，不能考虑岩石表面的非均质性。第三个限制是得不到有关岩石上是否存在永久连接有机覆盖物的信息。2．Amott方法 USBM方法和Amott方法测量的是岩心的平均润湿性。当测量天然状态岩心或恢复原态岩心时，这两种方法要好于接触角法。确定岩心是否清洗完全必须用USBM方法或Amott方法。USBM方法有时要优于Amott方法，因为后者在中性润湿附近不敏感。改进的USBM 方法可以进行USBM和Amott两种方法的指数计算。 Amott方法是把渗吸和驱替结合起来测量岩石的平均润湿性。测量之前，所用的岩心先要在水中通过离心作用直至达到残余油饱和度（ROS），然后才可进行Amott方法实验。 Amott方法主要由以下四步组成： ①将岩心浸入油中，20小时后测量被油的自发吸入所排出的水的体积； ②岩心在油中离心达到束缚水饱和度（IWS），测量排出的水的总量； ③将岩心浸入水中，20小时后测量被水的自吸排出的油的体积； ④在水中离心直至达到残余油饱和度，测量排出的油的总量。 注意：岩心可能是通过流动而不是离心达到ROS和IWS，尤其对于不能用离心机的非固态物质必须如此。 分别引入油驱比和水驱比的定义如下： 油驱比： 水驱比： 其中δo--- 油驱比 δw--- 水驱比 Vwsp--- 通过油的自吸所排出的水的体积 V osp--- 通过水的自吸所排出的油的体积

中国石油大学(华东)岩石润湿性测定实验

岩石润湿性测定实验 一、实验目的 1、了解光学投影法测定岩石润湿角的原理和方法； 2、了解界面张力的测定原理和方法； 3、加深对岩石润湿性、界面张力的认识。 二．实验原理 1．光学投影法测定岩石润湿角 液体对固体表面的润湿情况可以通过直接测定接触角来确定。将待测矿物磨成光面，浸入油(或水)中，如图1所示，在矿物光面上滴一滴水(或油)，直径约1～2mm，然后通过光学系统将一组光线投射到液滴上，将液滴放大、投影到屏幕上，直接测出润湿角，或测量液滴的高度h和它与岩石接触处的长度D，按下式计算接触角θ： 2h tg= 2D 式中，θ—润湿角，°； h—液滴高度，mm； D—液滴和固体表面接触的弦长，mm。 图1 投影法润湿角示意图 2．悬滴法测定液滴界面张力 悬滴法适用于密度差较大的测定液-液或气-液之间的界面张力，测量范围为10-1～10-2mN m。

液体自管口滴落时，当液滴接近最大直径时，用光学设备记录下液滴图像。测量液滴的相关参数，利用下式计算界面张力： 2 gd =H ερσ? ，12=ρρρ?- ，sn n d =d S ε 式中，σ—界面张力，mN m ； 12ρρ、 —待测两相流体的密度，3 g cm ； ρ?—两相待测试样的密度差，3g cm ； d ε—实际液滴的最大水平直径，cm ； sn d —从液滴底部算起，高度为n d 10 ε高度处液滴的直径，cm ； n S —液滴 n d 10 ε高度处的直径与最大直径的比值； H —液滴形态的修正值，由n S 查表得到。 （a ）烧杯中气泡或液滴形状 （b ）气泡或液滴放大图 图2 悬滴法测界面张力示意图 三、实验仪器

岩石润湿性的测定实验报告

中国石油大学 油层物理 实验报告 实验日期： 2010.12.17 成绩： 班级： 石工10-15班 学号： 10131504 姓名： 于秀玲 教师： 王玉靖 同组者： 秘荣冉 宋文辉 岩石润湿性的测定 一．实验目的 1．了解光学投影法测定岩石润湿角的原理及方法； 2．加深对岩石润湿性的认识。 二．实验原理 液体对固体表面的润湿情况可以通过直接测定接触角来确定。将待测矿物磨成光面，浸入油(或水)中，如图1所示，在矿物光面上滴一滴水(或油)，直径约1～2mm ，然后通过光学系统将一组光线投射到液滴上，将液滴放大、投影到屏幕上，直接测出润湿角，或测量液 滴的高度h 和它与岩石接触处的长度D ，按下式计算接触角θ： D h tg 22 = θ 式中， θ—润湿角，°； h —液滴高度，mm ； D —液滴和固体表面接触的弦长，mm 。

三．实验仪器 HARKE-SPCA接触角测定仪如图2所示 四．实验步骤 1．将直流电源的插头一端插入接线板内另一端插入仪器后面的电源插座内。 2．将通讯线连接主机与计算机COM2通讯口。 3．打开接线板的电源开关。 4．旋转仪器后面的光源旋钮，顺时针旋转，看到光源亮度逐渐增强。 5．打开接触角软件图标。 6．开启视频。 7．调整滴液针头。初次使用接触角测定仪对焦比较繁琐，首先向下移动滴液针头，停在变倍显微镜水平线以下的位置，然后旋转固定在上下移动器上的水平移动旋钮，左右调整针头，当软件图像显示窗口出现针头虚影时停止。 8．调整调焦手轮，直到图像清晰。 9．将显微镜放大倍数调整到1.5倍。 10．将吸液管吸满液体安装在固定夹上。旋转测微头，液体将缓缓流出，形成液滴。11．用脱脂巾擦干针头上的液体，再在工作台上放置被测的固体试样。最好是长条的20×60mm左右。 12．点击配置栏，在试验设置对话框，在相关栏添入相关数值。 13．上升移动工作台至界面上红色水平线的下方（1mm左右），见图3。 14．旋转测微头，当针头流出大约3-5ul左右的液体时停止。 15．旋转工作台升降手轮，使试样表面接触液滴，然后下降一点。液滴显示在视窗内，见图4。 16．点击开始试验绿色三角形图标，试验将按照设置的时间间隔自动拍摄图像，直至完毕。17．关闭视频，点击软件界面下面的电影图片任意一张，图片将显示在大窗口中，见图5。 图3 图4 图5五．接触角分析方法 1. 切线法

油层物理-岩石润湿性测定实验-中国石油大学

中国石油大学油层物理实验报告 实验日期: 201４、1０、10成绩: 班级：石工学号: 姓名:教师: 同组者： 岩石润湿性测定实验 一、实验目得 1.了解光学投影法测定岩石润湿角得原理及方法; 2.了解界面张力得测定原理及方法; 3.加深对岩石润湿性、界面张力得认识。 二、实验原理 1.光学投影法测定岩石润湿角 液体对固体表面得润湿情况可以通过直接测定接触角来确定。将待测矿物磨成光面,浸入油(或水）中,如图1所示,在矿物光面上滴一滴水（或油),直径约１～2mm,然后通过光学系统将一组光线投射到液滴上,将液滴放大、投影到屏幕上,直接测出润湿角,或测量液滴得高度ｈ与它与岩石接触处得长度D,按下式计算接触角θ: 式中θ—润湿角，()； h—液滴高度，ｍm; Ｄ—液滴与固体表面接触得弦长，mｍ。 图1 投影法测润湿角示意图 2.悬滴法测定液滴界面张力 悬滴法适用于密度差较大得测定液－液或气－液之间得界面张力,测量范围为10-1～1０-2 mＮ／m。 液体自管口滴落时,当液滴接近最大直径时，用光学设备记录下液滴图像。测量液滴得相关参数,利用下式计算界面张力: 式中—界面张力,mN/ｍ; 、—待测两相流体得密度,g/cm3; —两相待测试样得密度差，g／cm3; —实际液滴得最大水平直径,ｃm; —从液滴底部算起,高度为高度处液滴得直径，cm; —液滴高度处得直径与最大直径得比值; —液滴形态得修正值,由查表得到。

(a)烧杯中气泡或液滴形状（b)气泡或液滴放大图 图2 悬滴法测界面张力示意图 三、实验流程 图3接触角测定仪 四、实验操作步骤 １、打开接线板得电源开关。 2、顺时针旋转仪器后面得光源旋钮,光源亮度逐渐增强。 3、打开接触角软件图标,开启视频。 4、调整滴液针头:先向下移动滴液针头,停在变倍显微镜水平线以上得位置，然后旋转固定在上下移动器上得水平移动旋钮,左右调整针头,当软件图像显示窗口出现针头虚影时停止。 5、调整调焦手轮，直到图像清晰。 ６、将显微镜放大倍数调整到１、5倍。 7、将吸液管吸满液体安装在固定夹上。旋转测微头，液体将缓缓流出,形成液滴。 8、用脱脂巾擦干针头上得液体,再在工作台上放置被测得固体试样。 ９、上升移动工作台至界面上红色水平线得下方(１ｍm左右),见图4。

岩石润湿性的测定

中国石油大学油层物理实验报告 实验日期： 2014.9.24 成绩： 班级： 石工12-7班 学号： 12021307 姓名： 李东杰 教师： 张俨彬 同组者： 董希鹏 岩石润湿性测定实验 一．实验目的 1．了解光学投影法测定岩石润湿角的原理及方法； 2．了解界面张力的测定原理及方法； 3．加深对岩石润湿性、界面张力的认识。 二．实验原理 1．光学投影法测定岩石润湿角 液体对固体表面的润湿情况可以通过直接测定接触角来确定。将待测矿物磨成光面，浸入油(或水)中，如图1所示，在矿物光面上滴一滴水(或油)，直径约1～2mm ，然后通过光学系统将一组光线投射到液滴上，将液滴放大、投影到屏幕上，直接测出润湿角，或测量液滴的高度h 和它与岩石接触处的长度D ，按下式计算接触角θ： D h tg 22 = θ 式中， θ—润湿角，°； h —液滴高度，mm ； D —液滴和固体表面接触的弦长，mm 。 图 1 投影法润湿角示意图 2．悬滴法测定液滴界面张力 悬滴法适用于密度差较大的测定液-液或气-液之间的界面张力，测量范 围为10-1～10-2 mN/m 。 液体自管口滴落时，当液滴接近最大直径时，用光学设备记录下液滴图像。测量液滴的相关参数，利用下式计算界面张力： ， 21ρρρ-=Δ ， e sn n d d S = 式中，σ—界面张力，mN/m ； 21ρρ、—待测两相流体的密度，g/cm 3； 2 e gd H ρσ?=

ρ?—两相待测试样的密度差，g/cm 3 ； e d —实际液滴的最大水平直径，cm ； sn d —从液滴底部算起，高度为e d n 10 高度处液滴的直径，cm ； n S —液滴e d n 10 高度处的直径与最大直径的比值； H —液滴形态的修正值，由n S 查表得到。 （a ）烧杯中气泡或液滴形状 （b ） 气泡或液滴放大图 图2 悬滴法测界面张力示意图 三．实验仪器 图3 HARKE-SPCA 接触角测定仪 四．实验步骤 1．打开电源开关。 2．顺时针旋转仪器后面的光源旋钮，看到光源亮度逐渐增强。

第二节 油藏岩石的润湿性

第二节油藏岩石的润湿性 一.名词解释 1．润湿性(wettability)： 2．附着功(adhesive power)： 3．润湿滞后(wetting hysteresis)： 4．润湿反转(wetting reciprocal)： 5．润湿接触角(wetting contact angle)： 6．斑状润湿(dalmatian wettability)： 7．混合润湿(mixed wettability)： 8．吸吮过程(imbibition process)： 9．驱替过程(drainage process)：

二．判断题，正确的在括号内画√，错误的在括号内画× 1．附着功愈小，则润湿程度愈强。（）2．自吸吸入法测岩石润湿性时，若被水驱出的油相体积大于被驱出的水相体积，则岩石润湿性为亲水。（）3．自吸过程的毛管力必定大于驱替过程的毛管力。（）4．湿相流体与固体间的界面张力越大，则润湿程度越强。（）5．润湿现象的实质是表面张力的下降。（）6．亲油油藏的水驱效率高于亲水油藏。（）7．驱替过程的润湿接触角必定大于自吸过程。（） 三．选择题 1．在自吸法测定岩石的润湿性时，若吸入水量大于吸入油量，则岩石的润湿性为 A.亲水表面 B.亲油表面 C.中性表面 D.不确定( ) 2．按润湿接触角的定义，若接触角等于115度，则岩石表面润湿性为。 A.亲水表面 B.亲油表面 C.中性表面 D.不确定( ) 3．表面张力愈，附着功愈，则润湿程度愈强。 A.大，大 B.大，小 C .小，大 D.小，小( ) 4．岩石润湿性发生显著变化后，下列参数中测定结果将发生显著变化的是。 A. 比面， B. 孔隙度 C. 绝对渗透率， D. 相对渗透率( )

[建筑]岩石毛管压力曲线的测定编制说明

油藏岩石润湿性测定(征求意见稿) 修订说明 一.任务来源 本标准根据石油工业标准化技术委员会秘书处文件油标委字[2005]5号转发《关于下发2005年石油天然气行业标准制修订项目计划的通知》的通知修订本标准，序号为。（有待确定）二. 修订本标准的目的意义 油藏岩石的表面形式即润湿性是岩石与流体综合特性的体现，是油藏描述的重要内容之一，它影响油藏的原始油水分布、束缚水及残余油饱和度的大小，同时也对相对渗透率曲线、毛管压力曲线、油藏电性和三次采油具有一定的影响。因此准确测量油藏岩石的润湿性对于油田开发动态模拟和选择提高采收率方法具有重要意义。国内现行的油藏岩石润湿性测定行业标准为SY/T 5153-1999。该标准至今已使用6年，随着技术的发展，取芯方式不断改进，实验方法不断完善。 原标准已经不能适应当前生产和科研的需要，部分内容需要修改和增加，为了保持标准的综合性、完整性，将该标准进行修订是非常有必要的。 三. 起草工作的简要过程 中国石化胜利油田分公司地质科学研究院承担了原标准的修订工作，200 年月申请立项修订该行业标准。由于长期从事油藏岩石物理性质和渗流特性的测试与研究工作，了解掌握国内外本行业的现状和发展方向，从年月起到2006年6月，先后多次到油田、石油院校调研，向有关专家征求意见，收集资料。在原标准的基础上修订了油藏岩石润湿性测定行业标准，并完成了征求意见稿。于2006年7月13日分别给个标准化委员和有关专家寄去了标准的征求意见稿。 四.修订本标准的依据 本标准在原标准的基础上，根据油层物理学的基本概念和基本理论及国内同行业生产研究中对润湿性测定的要求，参考了美国岩心公司关于该参数测定的操作规程和质量控制方法进行修改。 五.新旧标准的比较 本标准与修订前的标准相比，新标准主要做了如下重要修订： 1.增加了弱胶结或未胶结油藏岩石类型的取样、样品制备及保存方式；

岩石润湿性测定

中国石油大学 油层物理 实验报告 岩石润湿性测定实验 一．实验目的 1．了解光学投影法测定岩石润湿角的原理及方法； 2．加深对岩石润湿性的认识。 二．实验原理 液体对固体表面的润湿情况可以通过直接测定接触角来确定。将待测矿物磨成光面，浸入油(或水)中，如图1所示，在矿物光面上滴一滴水(或油)，直径约1～2mm ，然后通过光学系统将一组光线投射到液滴上，将液滴放大、投影到屏幕上，直接测出润湿角，或测量液滴的高度h 和它与岩石接触处的长度D ，按下式 计算接触角θ： D h tg 22 = θ 式中， θ—润湿角，°； h —液滴高度，mm ； D —液滴和固体表面接触的弦长，mm 。

三．实验仪器 四．实验步骤 1．将直流电源的插头一端插入接线板内另一端插入仪器后面的电源插座内。 2．将通讯线连接主机与计算机COM2通讯口。 3．打开接线板的电源开关。 4．旋转仪器后面的光源旋钮，顺时针旋转，看到光源亮度逐渐增强。 5．打开接触角软件图标。 6．开启视频。 7．调整滴液针头。初次使用接触角测定仪对焦比较繁琐，首先向下移动滴液针头，停在变倍显微镜水平线以下的位置，然后旋转固定在上下移动器上的水平移动旋钮，左右调整针头，当软件图像显示窗口出现针头虚影时停止。 8．调整调焦手轮，直到图像清晰。 9．将显微镜放大倍数调整到1.5倍。 10．将吸液管吸满液体安装在固定夹上。旋转测微头，液体将缓缓流出，形成液滴。 11．用脱脂巾擦干针头上的液体，再在工作台上放置被测的固体试样。最好是长条的20×60mm左右。

12．点击配置栏，在试验设置对话框，在相关栏添入相关数值。 13．上升移动工作台至界面上红色水平线的下方（1mm左右）（见图3）。 14．旋转测微头，当针头流出大约3-5ul左右的液体时停止。 15．旋转工作台升降手轮，使试样表面接触液滴，然后下降一点。液滴显示在视窗内（见图4）。 16．点击开始试验绿色三角形图标，试验将按照设置的时间间隔自动拍摄图像，直至完毕。 17．关闭视频，点击软件界面下面的电影图片任意一张，图片将显示在大窗口中（见图5）。 图3 图4 图5 五．接触角分析方法 1. 切线法 将抓拍的图像在测量屏内进行测量。选择切线法，在液滴的一端左键点击一下松开，拉向另一端点点击一下，沿液体外轮廓做液体的切线，数值自动显示在图像的左上角上。点击右键将结果可以保存在图片上。（见图6、图7） 图6 图7 2. 高宽法

润湿性

3.2 聚表剂改变岩石润湿性能力评价 储层岩石润湿性是一种综合特性，决定着油藏流体在岩石孔道内的微观分布和原 始分布状态，润湿性的变化将影响毛管压力、相对渗透率、束缚水饱和度、残余油饱 和度。在注水的情况下，岩石孔隙内有油水两相共存，究竟是水附着到岩石表面把油 驱出，还是水只能把孔隙中部的油挤出，这主要是由岩石的润湿性决定的。 3.2.1 润湿性的基本概念 润湿性的定义为：一种流体在其它非混相流体存在条件下，在固体表面展开或粘 附的趋势。在岩石-油-水体系中，其中一种流体在其分子力的作用下，沿固体表面驱走 另一种流体的现象，它反映了固体表面对液体的亲合或憎离特性。将一滴液体滴在物 体表面上，如果液体能在表面迅速铺开，说明液体润湿固体表面，如果液滴不散开， 则说明液体不能润湿固体表面。 在讨论润湿现象时，通常总是指三相体系：一相为固体，另一相为液体，第三相 为气体或另一种液体。说某种液体润湿固体与否，总是相对于另一相气体（或液体） 而言的。如果某一相液体能润湿固相，则另一相就不润湿固相。润湿具有选择性和相 对性 [76] 。 3.2.1.1 润湿程度的表征 润湿性是岩石的基本特性之一，对油气水在孔隙中的分布、驱油效率、最终采收 率都有明显的影响。因此，需要定性或定量的描述岩石润湿程度，一般用润湿角或附 着功来表示。 （1）润湿角 通过液-液-固或气-液-固三相交点作液-液或液气界面的切线，切线与固-液界面之 间的夹角成为润湿接触角，用θ表示，并规定θ从极性大的液体一面算起，它的大小表征岩石表面为液体选择润湿的程度。 按照润湿角的不同将岩石润湿性分为以下几种情况： ①当θ<90°时，水可以润湿岩石，岩石亲水性好或称水湿； ②当θ=90°时，油、水润湿岩石的能力相当，岩石既不亲水也不亲油，为中性润 湿； ③当θ>90°时，油可以润湿岩石，岩石亲油性好或称油湿。 （2）附着功 27 附着功是指将单位面积的固-液界面在非湿相流体中拉开所作的功。可以用附着功 判断岩石润湿性的好坏。当附着功大于油水界面张力时，岩石亲水；当附着功小于油 水界面张力时，岩石亲油；当附着功等于油水界面张力时，岩石为中性润湿。附着功 可用下式表示： ( ) ( ) glgslsgslsgl W = σ +σ?σ=σ?σ+σ （3-2） 式中:W —附着功； gl σ—气液界面张力；

第一节 储层岩石的润湿性

第三章储层岩石中多相流体的渗流特征（23学时）第一节储层岩石的润湿性（6学时） 一、教学目的 了解流体润湿性的概念，润湿滞后现象以及其影响因素。掌握判断岩石润湿性的方法。了解岩石润湿性与水驱油的相互关系。 二、教学重点、难点 教学重点： 1、岩石润湿性的判断及测定； 2、润湿滞后现象； 3、润湿性对油水的分布和驱油效率的影响。 教学难点 1、岩石润湿性的测定； 2、润湿滞后现象分析。 三、教法说明 课堂讲授并辅助以多媒体课件展示相关的数据和图表 四、教学内容 本节主要介绍八个方面的问题： 一、润湿现象（润湿性）的含义 二、结合功和附着功 三、润湿接触角 四、影响润湿性的因素

五、润湿滞后现象 六、油藏岩石的润湿性 七、润湿性的测定方法 八、润湿性对油水分布和驱油效率的影响 （一）、润湿现象（润湿性）的含义 润湿性：非混相流体在固体表面上的流散现象。 通过分析我们不难得出几个结论： ①润湿现象总是发生在三相体系之中，其中一相必为固体，另外两相可以为液液或液气。 ②润湿现象也是一种表面现象，是发生在三相（其中一相必为固相）同时存在时，三种相界面上自由表面能平衡（系统的总自由界面能最低）的结果。是自由表面能在三相存在的条件下（其中两相液体在固体表面上）发生作用的一种特殊现象。 ③润湿现象主要表现在两相流体在固体表面上争夺面积，它与三个相界面上各自的自由表面能大小有密切关系。其中固相与那一相液体的界面张力低，固体不亲哪一相而憎另一相流体。 ④我们平常所说的亲油、亲水是指当两种非混相流体（如油和水）在分子力作用下，某种液体自发地将另一种液体从固体表面驱走的能力。也就是两种液体要比较谁相对来说铺能力强，我们就说固体表面亲谁，或谁亲固体表面，所以说润湿相对的而不是绝对的，一种流体只有同另一种液体相比较也许又为湿相了。如在石英表面上当油水两相比较也许又为比较为非湿相，水为湿相；但当油气共存时，油又为

润湿性评价方法

润湿性评价方法 1 定量测定方法 1.1 接触角法 测量参数：θ 评判指标： ① [0，90)为水湿，其中0为强水湿；90为中性润湿；（90，180]为油湿，180为强油湿 [1]。 ② <75°为水润湿，(75°-105°)为中性润湿；>105°为油润湿[2]。 测试特点：简单快速，测试范围从强水湿到强油湿，数值定义及边界清楚，不确定度高，一般不推荐使用。 测试方法： （1）大块固体润湿角的测定 ①光学投影法[3] 将被测矿物磨成光面，浸入油（水）中，将矿物表面上滴一滴水（或油），直径为1mm ，然后通过光学系统，将液滴放大，投影到屏幕上，拍照后便可在照片上直接测出润湿角，润湿角为： D h 22tan =θ ②吊板法[3] 测量前吊板在油中处于平衡状态，调整旋钮使其受力为零，调整试样皿高度微调旋钮，使油水界面刚好与吊板地步接触，由于各界面张力在三相周界点争躲的结果，使吊板受到向下的拉力F ，待受力平稳后有： )(cos 2,1σθ?=L F 。 ③液滴法[4] 用极细毛细管将液体滴加到固体表面上，有幻灯机射出的一束很强的平行光通过液滴和双凸透镜将放大的像投影到屏幕上，然后用铅笔描图，再用量角器直接测出θ的大小。 ④气泡法[4] 将预测液体盛入槽中，再把欲测之固体侵入槽内流体里，然后将小气泡有弯曲毛细管中放出，使气泡停留在被测固体的表面下，再用光学显微法测出润湿角。 （2）粉末-液体体系的润湿角[5]

用Wash-burn 的动态法测量前进润湿角。此法是用一定量的粉末装入下端用微孔板密闭的玻璃管内，并压紧值某固定刻度。然后将测量管垂直放置，并使下端与液体接触，记录不同时间t(s)时液体润湿粉末的高度h （cm ），按下式： t r C h ?= - ηθσ2cos 2 以h 2对t 作图，此法只有相对意义。 测试的适用条件： （1）主要用于纯净流体和人造岩心系统润湿性的测定。 （2）一般用石英矿片模拟砂岩油层，方解石矿片模拟碳酸盐岩油层。 （3）由于表面粗糙度、表面非均质性及分子级别的表面渗吸。 ① 一般而言，表面粗糙将减少水湿岩石的视接触角，而增大油湿岩石的视接触角； ② 接触角法未考虑岩石表面的非均质性，而是在单一的矿物晶体上测量的。岩石含有许多不同的组分，且原油izhong 重质表面活性剂对砂岩和粘土润湿性的影响不同，从而可造成局部不均匀的润湿性。 1.2 Amott 法[6] 测量参数：I W-O =I W -I O I W-O 为Amott-Harvey 综合润湿指数（AH-Index ），无量纲； I W =（自吸排油量）/（自吸排油量+强迫水驱排油量），为水湿指数，无量纲； I O =（自吸排水量）/（自吸排水量+强迫油驱排水量），为油湿指数，无量纲； 评判指标： ①[1，0.1)，其中1为强水湿；[-0.1-0.1]为中性润湿；[-1，-0.1)为油湿，其中-1为强油湿。 ②[0.3,1]为水湿，（-0.3，+0.3）为中性润湿，[-1,-0.3]为油湿[7]，完全水湿为1，完全油湿为-1。 测试特点：过程复杂，周期长，测试范围从强水湿到强油湿，数值定义及边界清楚，对中性润湿条件不敏感，考虑到该条件对对油气勘探开发影响不大，推荐使用。 测试方法： 基本依据为润湿流体一般将自动渗吸进入岩心，驱替非润湿流体，结合渗吸和强制驱替来测量岩心的平均润湿性。