一种利用小角中子散射定量表征页岩润湿性的方法技术

本申请提供一种利用小角中子散射定量表征页岩润湿性的方法，包括如下步骤：S1，制备待测页岩样品；S2，对待测页岩样品进行小角中子散射实验，分别得到每个待测页岩样品的第一次页岩孔隙体积与孔径分布图；S3，制备混合溶液；S4，将待测页岩样品放入混合溶液中进行浸润；S5，将每个待测页岩样品分别进行小角中子散射实验，得到每个待测页岩样品的第二次孔隙体积与孔径分布图；将相对应的每个第一次页岩孔隙体积与孔径分布图中的结果与第二次孔隙体积与孔径分布图中的结果进行对比分析，并对每个待测页岩样品的页岩润湿性进行定量表征。该方法能够更加准确地对页岩微观孔隙的润湿性进行定量表征，误差小。误差小。误差小。

【技术实现步骤摘要】
一种利用小角中子散射定量表征页岩润湿性的方法


[0001]本申请涉及非常规天然气领域，尤其涉及一种利用小角中子散射定量表征页岩润湿性的方法。

技术介绍

[0002]页岩的润湿性是表征岩石物理特性的重要参数之一，对于页岩孔隙空间中油气分布、剩余油饱和度、毛细管力、相对渗透率和开采过程中的水驱效果等都有重要影响。因此在页岩油气开采过程中准确判断储层的润湿性，对于优化开采、压裂液返排、水岩相互作用以及压裂液和添加剂的选择均具有指示意义。
[0003]目前研究润湿性的方法包括定量和定性两大类，定量分析方法包括接触角法、滴水实验、流体自吸
‑
驱替法、核磁共振、水膜浮选法等，定性分析方法包括自吸速率法、显微镜观察法、相对渗透率法、毛细管压力曲线法和测井曲线法等。值得注意的是，这些方法均采用不同的参数标准判断岩石的润湿性特征，因此对于同一样品而言不同的实验手段可能会得到不同的结果，需要同时利用多种测试方法进行相互印证。

技术实现思路

[0004]本申请的目的之一在于提供一种利用小角中子散射定量表征页岩润湿性的方法，旨在改善现有的页岩的润湿性测试精度较低的问题。
[0005]本申请的技术方案是：
[0006]一种利用小角中子散射定量表征页岩润湿性的方法，包括以下步骤：
[0007]S1，制备多个待测页岩样品；
[0008]S2，分别对每个所述待测页岩样品进行小角中子散射实验，分别得到每个所述待测页岩样品的原始不同孔径分布上的可进入孔隙比例，并分别得到每个所述待测页岩样品的第一次页岩孔隙体积与孔径分布图；
[0009]S3，分别配置与实验所需的所述待测页岩样品的平均散射长度密度值相匹配的混合溶液；
[0010]S4，将所述待测页岩样品放入所制备的所述混合溶液中，并分别对每个所述待测页岩样品进行充分浸润；
[0011]S5，将充分浸润的每个所述待测页岩样品分别进行小角中子散射实验，分别得到每个所述待测页岩样品润湿后的不同孔径分布上的可进入孔隙比例，并分别得到每个所述待测页岩样品的第二次孔隙体积与孔径分布图；将相对应的每个第一次页岩孔隙体积与孔径分布图中的实验结果与第二次孔隙体积与孔径分布图中的实验结果进行对比分析，并分别对每个所述待测页岩样品的页岩润湿性进行定量表征。
[0012]作为本申请的一种技术方案，在步骤S1中，制备所述待测页岩样品的具体操作为：将所述待测页岩样品制备成粒径为0.5mm、颗粒大小均匀的颗粒状样品。
[0013]作为本申请的一种技术方案，在步骤S2中，在对所述待测页岩样品进行小角中子
散射实验之前，先将所述待测页岩样品放在60℃的烘箱中烘干24小时以上，直到所述待测页岩样品的质量不再发生变化为止。
[0014]作为本申请的一种技术方案，在步骤S3中，根据不同的实验内容配置不同散射长度密度值的所述混合溶液，并通过下列公式计算不同的所述混合溶液的散射长度密度值：
[0015]如果已知所述混合溶液的各组分的体积比为V1：V2：V3：
……
Vi：
……
Vn，则所述混合溶液的散射长度密度均可以通过下式计算得到：
[0016]ρ
mix
＝x1ρ1+x2ρ2+
…
+x
i
ρ
i
+
…
+x
n
ρ
n
；
[0017]式中：ρi为混合溶液中第i种组分的散射长度密度；χi为第i种组分的体积百分比，即：
[0018]χ
i
＝V
i
/(V1+V2+V3+
…
+V
n
)。
[0019]作为本申请的一种技术方案，在步骤S3中，所述混合溶液为水混合溶液、甲苯混合溶液。
[0020]作为本申请的一种技术方案，在步骤S4中，将每个所述待测页岩样品的相对应的页岩颗粒和所述混合溶液装入厚1mm的标准石英容器中，并使所述待测页岩样品的页岩颗粒在所述混合溶液中充分浸润。
[0021]作为本申请的一种技术方案，在步骤S5中，对每个所述待测页岩样品的页岩润湿性进行定量表征的具体操作为：
[0022]将步骤S1中制备的所述待测页岩样品进行小角中子散射实验，获取所述待测页岩样品的第一次孔隙体积分布
‑
孔隙直径分布曲线；再将步骤S4中充分浸润的所述待测页岩样品进行小角中子散射实验，获取所述待测页岩样品的第二次孔隙体积分布
‑
孔隙直径分布曲线；将所得的第一次孔隙体积分布
‑
孔隙直径分布曲线与所得的第二次孔隙体积分布
‑
孔隙直径分布曲线进行对比分析和作差，并对所述待测页岩样品进行页岩润湿性定量表征。
[0023]本申请的有益效果：
[0024]本申请的利用小角中子散射定量表征页岩润湿性的方法，其与小角中子散射技术相结合，可以探测不同流体在页岩中的可进入性，从而为定量表征国内外页岩的润湿性提供了新的途径，且该方法经济、快速，其能够更加准确地对页岩微观孔隙的润湿性进行定量表征，误差小，且精度高。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本申请实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0026]图1为本申请实施例提供的页岩基质对比匹配实验示意图；
[0027]图2为本申请实施例提供的W201
‑
2样品的三次小角中子散射实验的孔体积分布
‑
孔隙直径曲线对比图；
[0028]图3为本申请实施例提供的W201
‑
2样品的润湿性指数分布曲线图；
[0029]图4为本申请实施例提供的W201
‑
8样品的三次小角中子散射实验的孔体积分布
‑
孔隙直径曲线对比图；
[0030]图5为本申请实施例提供的W201
‑
8样品的润湿性指数分布曲线图；
[0031]图6为本申请实施例提供的TY1
‑
20样品的三次小角中子散射实验的孔体积分布
‑
孔隙直径曲线对比图；
[0032]图7为本申请实施例提供的TY1
‑
20样品的润湿性指数分布曲线图；
[0033]图8为本申请实施例提供的RY2
‑
18样品的三次小角中子散射实验的孔体积分布
‑
孔隙直径曲线对比图；
[0034]图9为本申请实施例提供的RY2
‑
18样品的润湿性指数分布曲线图。
具体实施方式
[0035]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用小角中子散射定量表征页岩润湿性的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，制备多个待测页岩样品；S2，分别对每个所述待测页岩样品进行小角中子散射实验，分别得到每个所述待测页岩样品的原始不同孔径分布上的可进入孔隙比例，并分别得到每个所述待测页岩样品的第一次页岩孔隙体积与孔径分布图；S3，分别配置与实验所需的所述待测页岩样品的平均散射长度密度值相匹配的混合溶液；S4，将所述待测页岩样品放入所制备的所述混合溶液中，并分别对每个所述待测页岩样品进行充分浸润；S5，将充分浸润的每个所述待测页岩样品分别进行小角中子散射实验，分别得到每个所述待测页岩样品润湿后的不同孔径分布上的可进入孔隙比例，并分别得到每个所述待测页岩样品的第二次孔隙体积与孔径分布图；将相对应的每个第一次页岩孔隙体积与孔径分布图中的实验结果与第二次孔隙体积与孔径分布图中的实验结果进行对比分析，并分别对每个所述待测页岩样品的页岩润湿性进行定量表征。2.根据权利要求1所述的利用小角中子散射定量表征页岩润湿性的方法，其特征在于，在步骤S1中，制备所述待测页岩样品的具体操作为：将所述待测页岩样品制备成粒径为0.5mm、颗粒大小均匀的颗粒状样品。3.根据权利要求1所述的利用小角中子散射定量表征页岩润湿性的方法，其特征在于，在步骤S2中，在对所述待测页岩样品进行小角中子散射实验之前，先将所述待测页岩样品放在60℃的烘箱中烘干24小时以上，直到所述待测页岩样品的质量不再发生变化为止。4.根据权利要求1所述的利用小角中子散射定量表征页岩润湿性的方法，其特征在于，在步骤S3中，根据不同的实验内容配置不同散射长度密度值的所述混合溶液，并通过下列公式计算不同的所述混合溶液的散射长度密度值：如果已知所述混合溶液的各组分的体积比为V1：V2：V3：
……
Vi：
……
Vn，则...

【专利技术属性】
技术研发人员：路智勇，舒志国，杨五星，孙梦迪，郑爱维，刘莉，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司江汉油田分公司勘探开发研究院，
类型：发明
国别省市：