[发明专利]一种用于测量接触角的岩样制备方法

说明书

本发明公开了一种用于测量接触角的岩样制备方法，包括以下步骤：(1)洗油洗盐干燥；(2)岩粉制备；(3)助粘剂制备；(4)混合料制备；(5)装模；(6)加压；(7)真空干燥；(8)打磨抛光；(9)擦拭端面。本发明通过洗油洗盐将天然岩块中残留的原油及盐去除，又通过岩块粉碎、胶结、压制、干燥、打磨抛光、擦拭端面步骤，实现了制备岩样的表面光滑，实现了接触角测量的准确性和可重复性。克服了直接通过打磨、抛光天然岩心的方法制得的岩样表面不光滑，导致接触角测量过程中另外两相流体与天然岩心岩样表面接触后从岩样表面进入微裂隙或者孔隙，造成接触角测量不准确及重复性差，无法得到准确的测量数据的问题。

技术领域

本发明涉及岩样前处理技术，具体地，涉及一种用于测量接触角的岩样制备方法。

背景技术

在油气田开发过程中，需要使用不同工作液，包括钻井过程中的钻井液、修井过程中的修井液、压裂过程中的压裂液、酸化过程中的酸液、解堵过程中的解堵液，解水锁过程中的解水锁剂等。这些工作液在进行相关作业过程中，或多或少的会进入地层岩石裂缝或孔隙；作业结束后，有些工作液需要尽可能地从地层岩石排出，有些需要工作液改变岩石的润湿性。

对于那些作业结束后需要尽可能地从地层岩石排出的工作液，要求其助排效果好，即返排率(返排出地面的液体体积与注入地层的工作液体积之比)高，返排率越高，工作液对地层伤害越小。

助排性能主要受毛细管压力的影响，毛细管压力越小，助排性能越好。毛细管压力公式为：P＝2γcosθ/r，式中γ，表(界)面张力；θ，接触角；r，孔吼半径。由公式可以看出，助排性能与表(界)面张力、接触角、孔吼半径有关，由于孔吼半径是由地层决定的，所以评价工作液助排效果的好坏是通过测量表(界)面张力、接触角的大小。而目前助排性能的评价主要是测量工作液的表(界)面张大小，如压裂液助排性能评价参考石油天然气行业标准SY/T 5107-2016《水基压裂液性能评价方法》，该标准7.9.3中要求测量破胶液(破胶后的压裂液)的表面张力、界面张力，通过测量压裂液表面张力、界面张力来评价压裂液助排性能，认为表面张力、界面张力越低，助排性能越好。该标准中并未要求测量接触角，其中一个原因是接触角测量难度大。

同时对于那些需要改变岩石润湿性的工作液，也需要测量其接触角(接触角表征润湿性)。

狭义的接触角是指在气、液、固三相交点处所作的气-液界面的切线与固-液交界线之间的夹角θ；广义的接触角是指由三个不同界面相互作用的一个系统，接触物交界线之间的夹角θ。

地层岩石、油(气)、工作液(水)之间的界面可形成接触角，该接触角的测量方法本身不难，但测量的准确性较差、可重复性较低。这是因为地层岩石存在微裂隙、孔隙，制成的岩样表面也存在一定程度的裂隙、孔隙；当测量时，其他相进入微裂隙或孔隙，两相接触面不平整，这样测量的接触角不准确，重复性差，无法反映真实接触角大小。

目前，常用的岩样制备方法如下：(1)首先钻取一定形状规格的岩样；(2)然后使用不同目数的砂纸对岩样表面进行打磨抛光制得岩样。存在的主要问题是地层岩石具有微裂隙、孔隙，通过打磨抛光后，岩样表面也很难避免没有凹陷的微裂隙或者孔隙，这些表面存在的微裂缝和孔隙都会影响接触角的测量准确性。而且通过该方法制备的岩样都无法保证岩样的均一性，导致在其他两相完全相同情况下，该两相与不同岩样测量的接触角测量数值重复性差，无法得到准确的测量数据，难以有效指导工作液优选及评价工作。

所以好的用于测量接触角的岩样应具有光滑的表面，从而提高接触角测量的准确性，实现接触角测量的可重复性。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，解决现有技术中制备的岩样表面光滑度差，导致出现接触角测量不准确，测量数据重复性差的问题。提供一种用于测量接触角的岩样制备方法，该方法可用于页岩岩样、砂岩岩样、碳酸盐岩样、煤岩岩样等需要测量接触角的岩样制备。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：