②由Amoot法、USBM法刻度后,可参照其标准评判润湿性。
测试特点:①过程复杂,周期短,需要强水湿、油湿做参考样品,受表面处理效果影响较大,应慎重使用;
②过程简单,周期短,?T1、?T2、R?T1、R?T2与润湿指数线性关系好,
考虑到核磁测井的特点,应重视T2的测量,推荐使用。
测试方法:
依据润湿和非润湿表面分子间引力对分子运动影响的程度不同,通过观测表面上流体分子的动态行为来测定液/固体系的润湿性[13]。
测试的适用条件:
NMR法简单、快速,克服了传统的Amott和USBM法费时和难度大的缺点,还可以非常灵敏地从油湿表面区分出水湿表面,可用于分润湿性的测定。
2、定性测定方法
润湿性定性测量方法很多,包括低温电子扫描法、Wihelmy动力板法、相对渗透率法、微孔膜技术、渗吸法[14]、显微镜检验[15]、浮选法[16]、玻璃片法[17]、渗透率-饱和度关[18]系和毛管测量法[19]。
2.1 相对渗透率曲线法:
测量参数:Swi、Sw(Kw=Ko)、Kw(Sor)/Ko(Swc)
Swi:束缚水饱和度,%;
Sw(Kw=Ko):等渗点饱和度,%;
Kw(Sor):残余油状态的水相对渗透率mD; Ko(Swc):残余水状态的油相对渗透率;
评判指标:①Swi>20%为水湿,其中>30%为强水湿;Swi为(15,20)为中性润湿;Swi<15%为油湿,其中<10%为强油湿。
②Sw(Kw=Ko)>50%为水湿,其中>60%为强水湿;Sw(Kw=Ko)=50%为中
性润湿;Sw(Kw=Ko)<50%为油湿,其中<40%为强油湿。
③Kw(Sor)/Ko(Swc)≤0.25为水湿,其中<0.1为强水湿;Kw(Sor)/Ko(Swc)=0.5
为中性润湿;Kw(Sor)/Ko(Swc)为(0.5,1)时为油湿,其中Kw(Sor)/Ko(Swc)>0.7为强油湿。
测试特点:过程简单,周期短,测试范围从强水湿到强油湿,数值定义及边界基本清楚,
推荐在缺乏润湿性专项测量时使用,以弥补资料缺陷。
测试方法:
(1)油水相对渗透率和油气相对渗透率联合鉴定法。将油水相对渗透率曲线和油气相对渗透率曲线的两条油相曲线画在同一张图上,如果两条油相线重合(或非常接近重合)则岩样亲油。如果两条油相线不重合,则岩样亲水。
(2)相对渗透率曲线回线鉴定法,相对渗透率曲线的形态与流体的微观分布状态有很大关系,而流体饱和次序的改变所形成的润湿滞后会影响流体的微观分布,使驱替相对渗透率曲线和吸入相对渗透率曲线在形态上产生很大差异。如果油相回线分开,而水相回线重合,岩样是亲水的,反之如果油相回线重合,而水相回线分开,则岩样是亲油的。
测试的适用条件:
仅适用于区分强水湿和强油湿岩心,润湿性的小变化用这些方法难以检测出来。 2.2 Cryo-SEM法
通过观察油藏岩石在不同孔隙和不同矿物上的油和水微观分布情况,进而判断其润湿性的一种方法。
Sutanto[20]等最早应用Cryo-SEM法研究孔隙内油和水的分布,后来也应用该方法结合孔壁的几何形态和矿物形态,在孔隙尺度下表征矿物的润湿性,并推断中性润湿性的成因
[21]
。研究的系统包括多孔隙介质模型和油藏岩心。
实验工作分为两步:第一步是样品的准备,通过离心驱替使样品饱和度分别为残余油饱
和度和束缚水饱和度,然后将样品快速冷冻,镀金(或铬、碳);第二步为实验测定,利用次级电子图像选择感兴趣的区域,通过反散射电子图像来区分矿物相、油相和水相,用X射线图进行元素分析以证实每一相,硫为油相指示剂,氯为水相指示剂。通过Cryo-SEM可以观察到无粘土情况下水以薄膜形式覆盖在矿物表面,而油已液滴的形式存在于孔隙中心,此岩心为水湿;相反现象反则为油湿。含有粘土时可以观察高岭石的油湿行为和伊利石及长石等的水湿行为,由此可以解释岩心的中性润湿性的成因。
Cryo-SEM法的优点是可以分辨原始多孔隙介质的矿物组成,同时可以研究不同参数(孔隙矿物形态、几何形态、表面化学性等)对润湿性的在位影响。尤其是能对油-盐水-岩石系统进行微观研究,从而更好的理解中性润湿性的成因,为解释某些油层岩石的宏观表面。此方法的缺点是它要求样品中的流体处于凝固状态并且只能给出润湿的静态情况[22]。
2.3 Wilhelmy动力板法
该方法测得的是粘附力,可将这种力直接与油层其它离作比较,使油藏润湿性以力的形
式反映出来。实验测中用地层油代表油相,地层水代表水相,用模拟矿物片代表固相,测量矿物片通过油水界面时的前进粘附力和后退粘附力。两者之和大于零者为亲水,小于零者为亲油,二者符号相反为混合润湿性。通过粘附力和界面张力求得接触角,非常适合于接触角滞后情形的研究[23]。通过动力板法可以证实在一个平的、均相的、干净的表面只存在在一个接触角,它是测定小接触角的最可靠的方法[24]。
阿莫科公司推荐将此法、Amott法和相对渗透率曲线法并列为主要的三种常规方法,用于岩心润湿性的综合鉴定,使润湿性测得的结果更客观、更真实。
2.4 微孔膜测定法
Calhoun[25]早在1951年就提出,可用完整的毛管压力曲线测量岩心的润湿性。最初用孔隙板法测量毛管压力曲线,即正、负毛管压力情况下的完全的排泄和渗吸曲线。后来用微孔膜技术,及用微孔膜代替孔隙板测量毛管压力,使测量时间和岩心长度大为减少。此法准确、可靠,到目前为止是唯一能给出完整毛管压力曲线的方法,实验结果已表明[26][27],在躯替毛管压力测量中使用微孔膜代替孔隙板,可使实验时间大为减少。
3 现场测定法 3.1 在位润湿性的测定
Debrandes[28]提出,在位润湿性的测定可用于评价油藏的原润湿性。在位润湿性是以基本的毛细原理为基础,根据如下方程来计算:
cos??g(?w??o)Rmh/2rwo
式中θ为接触角,?w为水的密度,?o为油的密度, Rm为孔隙半径,h为孔隙中自由水位与油水界面的高度差,rwo为油水界面张力。其中油水界面可以通过电阻率测井测得,自由水位可以通过油水压力梯度得到,因此已知孔隙平均半径和界面张力时就可以计算出接触角,并进一步分析多孔介质的平均润湿性。
该方法能给出真实地层润湿性的估计,并且可避免与处理过程、温度、压力、氧化等有关的许多问题[29],因此具有一定的应用价值。该方法的准确性直接依靠地层压力数据的准确性和岩石的物理参数,如平均孔隙半径等,因此在某种情况下有可能导致润湿性的错误估计。
3.2 常规井中润湿性的测定
Spinler[30]提出了常规井中润湿性的测定方法。该方法根据油藏的某一条件制备岩心,用室内岩心的自吸指数和电阻率指数与常规井测井所得信息相比较,来判断油藏润湿性。
自吸指数S??D/porosity0.24?Swi,当S?=1时为强水湿。S?=0时为中性或油润湿;电阻率指数RI = Rt/Ro,其中Rt为含油和水岩心的电阻率,Ro为只含水的岩心的电阻率。RI通过Ro反映岩心孔隙内水的位置和数量,润湿性影响岩石孔隙内油和水的分布,润湿性的改变可影响电阻率,在自吸发生后测量 RI,此时水的自吸量与润湿性成比例,在自动渗吸实验中电阻率随润湿性的变化而变化,而驱替实验中RI不随润湿性的变化而变化,这样就可以将实验室测得的RI和S?的关系与油井的测量联系起来。该方法可以快速地测定油藏润湿性,并可避免实验室润湿性溅定中出现的一些问题。
4 结论
(1)定量方法的评价
接触角法、Amott法、USBM法是比较常用的三种定量测量润湿性的方式。
① 接触角法是测量磨光矿物上原油和盐水润湿性的最为直观、简单的方法,用于纯净流体和人造岩心时也是最好的方法。
② Amott法和USBM法可测量岩心的平均润湿性。测全原态或复态岩心的润湿性时优于接触角法;在接近中性润湿时USBM法比Amott法敏感,但对于分润湿性和棍合润湿性的系统,USBM法无法测定而Amott法却比较敏感。Amott和USBM润湿性指数方法(改进型USBM法),集中了二者的优点。
③ 自动渗吸法作为Amott法和USBM法的备选方法,可以确定用Amott法和USBM法不能确定的系统。
④ NMR是近几年来提出的简单、快速的定量测定润湿性的方法.可以测定分润湿性。 (2 ) 定性方法的评价
①Cryo-SEM法对微观流体分布的研究是一种有效的方法,尤其对中性润湿性系统的研究更有价值。
② Wilhelmy动力板法将润湿性以力的形式用于油藏中,它适用于研究接触角滞后时的情形。
③相对渗透率法是许多润湿性定性测量方法的基础,因而常被使用。
④微孔膜技术是用微孔膜代替原来的多孔板来侧定毛管压力,是唯一可得到完整毛管压力曲线的方法。 (3)在位润湿性测定法
可以估计油藏润湿性;常规井中润湿性侧定法,可以将实验室测得的RI和S?关系与

