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淺析接觸角測(cè)量?jī)x潤(rùn)濕性測(cè)量方法中的定量測(cè)量

  測(cè)量潤(rùn)濕性的方法很多，按測(cè)量目的的不同可分為兩大類，即定性方法和定量方法。其中定量方法主要有接觸角法、滲吸與排驅(qū)法（Amott方法）和USBM（美國(guó)礦物局）方法。定性測(cè)量方法種類很多，包括滲吸率、顯微鏡檢測(cè)、浮選法、玻璃滑動(dòng)法、相對(duì)滲透率曲線法、滲透率與飽和度關(guān)系曲線、毛管壓力曲線、毛細(xì)測(cè)量法、排驅(qū)毛管壓力、油藏測(cè)井曲線、核磁共振法以及染色吸附法。潤(rùn)濕性的定量測(cè)量方法，一般定量測(cè)量常用以下三種方法：

  接觸角法；接觸角法測(cè)量的是一個(gè)特定表面的潤(rùn)濕性。在油水系統(tǒng)中就是測(cè)量光滑礦物表面上油和水的潤(rùn)濕性。石油工業(yè)中一般用懸滴法測(cè)量接觸角，第一步要全部徹底的清洗儀器，因?yàn)榧词刮⒘康碾s質(zhì)也能改變潤(rùn)濕性。此法也用來檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)條件對(duì)潤(rùn)濕性的影響，如壓力、溫度和水的化學(xué)性質(zhì)。

潤(rùn)濕角測(cè)量的一個(gè)問題是滯后現(xiàn)象。測(cè)量的接觸角有前進(jìn)角和后退角兩種，前進(jìn)角是向前推液滴邊緣測(cè)得的，而后退角是向后拉測(cè)得的，二者之差就是接觸角滯后。引起滯后的原因有三種：a. 表面粗糙度；b. 表面非均質(zhì)性；c. 大分子水垢的表面固定性。

  將接觸角用于油藏巖石的第二個(gè)問題是它僅僅反映巖石局部的潤(rùn)濕性，不能考慮巖石表面的非均質(zhì)性。第三個(gè)限制是得不到有關(guān)巖石上是否存在永久連接有機(jī)覆蓋物的信息。Amott方法USBM方法和Amott方法測(cè)量的是巖心的平均潤(rùn)濕性。當(dāng)測(cè)量天然狀態(tài)巖心或恢復(fù)原態(tài)巖心時(shí)，這兩種方法要好于接觸角法。確定巖心是否清洗完全必須用USBM方法或Amott方法。USBM方法有時(shí)要優(yōu)于Amott方法，因?yàn)楹笳咴谥行詽?rùn)濕附近不敏感。改進(jìn)的USBM方法可以進(jìn)行USBM和Amott兩種方法的指數(shù)計(jì)算。

Amott方法是把滲吸和驅(qū)替結(jié)合起來測(cè)量巖石的平均潤(rùn)濕性。測(cè)量之前，所用的巖心先要在Amott方法主要由以下四步組成：

①將巖心浸入油中，20小時(shí)后測(cè)量被油的自發(fā)吸入所排出的水的體積；

②巖心在油中離心達(dá)到束縛水飽和度（IWS），測(cè)量排出的水的總量；

③將巖心浸入水中，20小時(shí)后測(cè)量被水的自吸排出的油的體積；

④在水中離心直至達(dá)到殘余油飽和度，測(cè)量排出的油的總量。

注意：巖心可能是通過流動(dòng)而不是離心達(dá)到ROS和IWS，尤其對(duì)于不能用離心機(jī)的非固態(tài)物質(zhì)必須如此。

  分別引入油驅(qū)比和水驅(qū)比的定義：USBM方法也是測(cè)巖心的平均潤(rùn)濕性。與Amott方法相比，它的一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)是其在中性潤(rùn)濕附近的靈敏性。缺點(diǎn)是USBM潤(rùn)濕指數(shù)只能在段塞尺寸的巖心中測(cè)量，因?yàn)閹r心必須放在離心機(jī)中。USBM測(cè)試比較的是一種流體驅(qū)替另一種流體所需的功。用潤(rùn)濕流體驅(qū)替非潤(rùn)濕流體所需的功肯定少于相反的驅(qū)替。由于所需功與毛管壓力曲線下的面積成正比，所以USBM方法是通過計(jì)算離心毛管壓力曲線來求潤(rùn)濕性的大小。

  Sharma和Wunderlich對(duì)USBM方法進(jìn)行了改進(jìn)，既可求出Amott指數(shù)，也可求出USBM指數(shù)。改進(jìn)的USBM方法分五步：①初始油驅(qū)；②水的自吸；③水驅(qū)；④油的自吸；⑤油驅(qū)。這種方法通過考慮飽和度變化改進(jìn)了USBM方法的結(jié)果，同時(shí)也求出了Amott指數(shù)。Amott方法有時(shí)可以指出系統(tǒng)的非潤(rùn)濕性，而USBM方法則不能判斷出部分潤(rùn)濕或選擇潤(rùn)濕。