储层岩石的润湿性

4、选择性润湿
水在固体表面的附着功为： W附水 = σ ow + σ os σ ws 水在固体表面的附着功为： 油在固体表面的附着功为： W = σ + σ σ 油在固体表面的附着功为： ow ws os 附油 两式相减： 两式相减： W附水 W附油 COSθ = 2σ ow 根据润湿接触角θ的大小可以判断润湿性： 根据润湿接触角θ的大小可以判断润湿性： θ<90° <90° >90° θ>90° =90° θ=90° W附水>W附油 W附水<W附油 W附水=W附油 亲水、憎油 亲油、憎水 中间润湿
θ1 θ2
θ1前进角，湿相驱替非湿相的接触角 θ2后退角，非湿相驱替湿相的接触角
2、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
水 θ1 θ2
油
（2）与三相周界移动的速度有关——动润 与三相周界移动的速度有关 动润 湿滞后 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。
W
结
= W
LL
= 来自百度文库σ
Lg
3、润湿接触角（Contact Angle) 润湿接触角（
定义： 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。
岩石表面亲水，水是润湿相， 当θ<90° 时，岩石表面亲水，水是润湿相，油 <90° 是非润湿相； 是非润湿相； >90° 岩石表面亲油，水是非润湿相， 当θ>90° 时，岩石表面亲油，水是非润湿相， 油是润湿相； 油是润湿相； 中性润湿； 当θ=90 ° 时，中性润湿； =180° 岩石表面亲水。 当θ=180°时，岩石表面亲水。
2.自动吸入法（简称自吸法） 2.自动吸入法（简称自吸法） 自动吸入法
3.自吸驱替法 3.自吸驱替法
油湿指数：
自吸油排水量 Io = 自吸油排水量＋油驱排 水量
水湿指数： 水湿指数：
自 水 油 吸 排 量 Iw = 自 水 油 ＋ 驱 油 吸 排 量 水 排 量
Amott润湿指数定义为： 润湿指数定义为： 润湿指数定义为
a-亲水憎油 b-亲油憎水 c-中间润湿 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、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。
运动速度越大，则动润湿滞的现象越严重， 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， 运动速度超过某一临界值后，会发生润湿反转现 象。 速度很大时，可能使前进角变大， 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
（3)与石油中的表面活性物质在岩石表面上的吸附 3)与石油中的表面活性物质在岩石表面上的吸附 有关 （4）与岩石表面的粗糙程度有关
8、油藏岩石润湿性的测定
（1）.接触角法
2h tg = 2 d
θ
这种方法的特点：
①.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、 ②.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， 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， ③.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。 ④.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0 75°为亲水，75° 105° 测量结果：接触角0～75°为亲水，75°～105° 为中间润湿， 105° 180° 为中间润湿， 105°～180°为亲油
三、教法说明
四、教学内容
第二节 储层岩石的润湿性
一 、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、 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 液 固
气 бLS 需做功ω 需做功ω附 液 бLg бLg бSg 固
）、饱和顺序对润湿性的影响 （3）、饱和顺序对润湿性的影响 在原先的岩石孔隙中， 在原先的岩石孔隙中，水首先 占据了岩石的表面和小孔隙， 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 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 亲水的。 亲水的。 （3）表面活性剂对润湿性的影响
θ θ θ
θ
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。
W附 = σ Lg + σ Sg σ Lg
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）结合功
定义：将面积为1cm 的纯液体拉开所做的功。 1cm 定义：将面积为1cm的纯液体拉开所做的功。
液
需做功
液
释放能量
液
两个表面积为1cm的同种液体结合后， 两个表面积为1cm的同种液体结合后，整个体系的自 1cm 由能减少了 W LL = 2 σ Lg 如果要把这种液体分开形成两个1cm 的表面， 1cm 如果要把这种液体分开形成两个1cm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。
7、 油藏岩石的润湿性
润湿性分为三种： 润湿性分为三种： 亲水（ wet）；亲油（ ）；亲油 ）；中间润湿 亲水（water wet）；亲油（oil wet ）；中间润湿 （intermediate wet ） 分类标准为： 分类标准为： ①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， ②根据储油岩石的吸油，吸水量的大小进行分类
渠道流态
驱替和吸吮过程 1、驱替过程 定义： 定义：非润湿相驱出润湿相的过程 称为“驱替过程” 称为“驱替过程”。
随着驱替过程的进行， 随着驱替过程的进行，润湿相饱和 度逐渐降低， 度逐渐降低，非润湿相饱和度逐渐增 加；
2、吸吮过程
定义：润湿相驱出非润湿相的过程称 定义： 吸吮过程” 为“吸吮过程”。 随着吸吮过程的进行， 随着吸吮过程的进行，润湿相饱 和度逐渐增加， 和度逐渐增加，非润湿相饱和度逐渐 降低。 降低。
1 水湿 润 湿 指 数 0 浓度C 浓度 润 湿 指 数
1 水湿
0
浓度C 浓度
油湿 -1 -1
油湿
6、润湿滞后现象
（1）、润湿滞后 ）、润湿滞后 定义：三相接触周界沿着固体表面移动时， 定义：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。
第二节 储层岩石的润湿性
一、教学目的 掌握 1、润湿的定义 2、附着功与结合功 3、润湿接触角 4、选择性润湿 5、岩石润湿性的影响因素 6、润湿滞后现象 7、油藏岩石的润湿性 8、油藏岩石润湿性的测定 9、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
润湿接触角、润湿滞后现象、 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。 课堂讲授
润湿指数 润湿性 润湿性
（粗略划分） 粗略划分）
I A = Iw Io
0.1～0.3 ～ 0.3～1 ～ 弱水湿 水湿
～－0.3 －1～－ ～－
－0.3～－ ～－ 0.1 弱油湿
－0.1～0.1 ～
油湿
中间润湿
油湿
中间润湿
中间润湿
中间润湿
水湿
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， 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， 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