[发明专利]一种计算页岩气储层润湿角的方法

说明书

公开了一种计算页岩气储层润湿角的方法。该方法包括以下步骤：1)进行页岩气储层岩心收集并制备样品；2)测量所述样品的接触角θ_w；3)测量所述样品的自吸油量与自吸水量的比值I；4)基于步骤2)和步骤3)的数据进行回归分析确定润湿角的计算模型θ＝c*I+d(1)，其中c和d为常数；5)将步骤4)计算得到的润湿角与实际测得的润湿角进行比较，如果相对误差大于设定值，则重复执行步骤1)‑4)；如果相对误差小于设定值，则使用步骤4)确定的计算模型对页岩气储层润湿角进行计算。本发明提供了一种操作简单、迅速评价页岩润湿角的方法，有效解决了常规方法难以评价页岩气储层润湿性的问题。

技术领域

本发明涉及页岩气勘探领域，更具体地，涉及一种计算页岩气储层润湿角的方法。

背景技术

润湿性是描述页岩气储层特征的重要岩石物理参数，是指当岩石孔隙中存在两种非混相流体时，其中某一相流体相对于另一相流体对于岩石孔隙表面具有更强的亲和力或铺展性，对毛细管力、相对渗透率、剩余油气饱和度等有重要影响。另外，润湿性对页岩地层井壁稳定及钻井液优选同样有重要影响。通常，页岩气储层岩石无机矿物表面表现为水润湿，而有机质表面表现为油润湿。因此，相对于常规储层而言，页岩气储层中有机质的存在增加了页岩气储层孔隙表面润湿性的复杂性。

目前对于常规储层评价润湿性的常用方法有：润湿角法(接触角法)、Amott法(自吸驱替法)、USBM法(离心法/毛管压力比面积法)、相对渗透率曲线法及核磁共振法等。其中，Amott法、USBM法、相对渗透率曲线均是测定自发(强制)吸水量和自发(强制)吸油量确定页岩的润湿性指数。这些实验要求储层具有较好的孔隙结构及渗透率。接触角法可以运用于页岩气储层润湿性的评价中，但是对实验操作要求较高，难以大规模的推广应用。核磁共振(NMR)技术具有操作简单、迅速、对样品无损、实验结果可靠、重复性高等优点。但是缺乏针对页岩润湿性的评价模型与方法。

Amott法(SY/T 5153--2007)：在毛管压力作用下，润湿流体具有自发吸入岩石孔隙中并排驱其中非润湿流体的特性。通过测量并比较油藏岩石在残余油状态(或束缚水状态)下，毛细管自吸油(或自吸水)的数量和水驱替排油量(或油驱替排水量)，可以判别油藏岩石对油(水)的润湿性。Amott法包括油驱、自吸水排油、水驱、自吸油排水、二次油驱等实验步骤。然而，该种方法对岩心的孔隙结构及渗透性要求较高。然而，由于页岩气储层纳米级别的孔隙结构导致储层渗透性极差，页岩中流体的驱替困难，限制了Amott法在润湿性测量中的应用。

USBM法(SY/T 5153--2007)：当储层岩石内部的润湿相和非润湿相在离心力作用下发生驱替置换时，润湿相驱替置换非润湿相所作的功要比非润湿相驱替置换润湿相所作的功小。驱替所作的功是相应过程离心毛管压力曲线同饱和度坐标轴所围的面积。USBM法是通过比较同一块岩心油驱水和水驱油两个过程所得到的离心毛管压力曲线所围面积的大小判断该储层岩石的润湿性，即用油驱水和水驱油的离心毛管压力曲线所围面积之比的对数来表示储层岩石的润湿性。该种方法与Amott法相似，因页岩气储层渗透性极差，离心油驱水或者水驱油困难，限制了该法的应用。