一种纳米流体改变岩心润湿性的快速评价方法与流程

本发明涉及一种纳米流体改变岩心润湿性的快速评价方法，采用低场核磁共振弛豫谱研究岩心的润湿性及其变化，属于石油工程提高采收率技术和波谱学技术领域。

背景技术：

岩心润湿性是评价油藏采收率和进行数值模拟的重要参数，也是近年来从微观角度研究渗流力学必须考虑的一个重要因素。目前，石油开发领域认可的评价岩心润湿性的常规方法是岩心润湿性指数法，该方法需要经过自吸排油、自吸排水、水驱油和油驱水等多个复杂的实验过程来完成润湿指数的测试。不仅测试方法复杂，专业性强，测试周期长，而且测试过程中需要注入原油，影响岩心的二次使用，难以满足化学驱对润湿性的影响研究。因而在实际生产中该方法的使用受到制约。纳米流体通过改变岩心润湿性来达到减小水流阻力或提高水驱油效果的目的，如果采用岩心指数法，那么测试工作量大幅增加，而且由于需要注入原油，同一块岩心实际上很难满足测试前后润湿性指数的要求，通常使用两块相似的岩心进行测试比较，这就使润湿性指数法结果的可比性降低。

低场核磁共振技术是一项近年来在石油开发、测井等领域迅速发展起来的新技术，和岩心驱替实验的结合，可以观测到岩心多孔介质内流体的流动或分布特征图像，以及不同孔隙中流体的弛豫谱，从而有助于研究不同注剂的驱替机理和岩心的孔径分布。本发明采用低场核磁共振技术研究一种快速测试岩心润湿性的新方法。

技术实现要素：

针对现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提供一种基于核磁共振技术测试岩心润湿性的快速评价方法。

为达到上述目的，本发明的构思是：

在岩心孔隙的t2弛豫时间中，自由流体引起的横向弛豫时间主要代表的是孔隙中的自由流体对t2弛豫时间的影响，表面弛豫引起的横向弛豫时间主要代表的是束缚流体对t2弛豫时间的影响。将岩心流动实验和核磁共振检测技术有机的结合起来，测试岩心中流体的t2弛豫谱，确定t2截止值。通过离心和气驱可以将岩心孔隙中的自由流体去除，得到离心后的t2弛豫谱，而t2截止值是用于区分岩心孔隙中自由流体和束缚流体的，利用离心前后的t2谱可以计算t2截止值，而t2截止值代表岩心孔隙表面束缚流体的弛豫时间，亲水性越强，t2截止值越小。本发明利用t2截止值的变化，形成一种判断岩心润湿性变化的快速检测方法。

根据上述构思，本发明采用如下技术方案：

一种纳米流体改变岩心润湿性的快速评价方法，利用专用岩心核磁共振设备测试岩心经纳米流体处理前、后水的t2弛豫时间，确定t2截止值及其变化，从而快速确定岩心润湿性的变化；具体步骤如下：

1）岩心清洗、烘干，饱和水，测试基础物性参数；

2）对饱和水状态下的岩心放入岩心夹持器进行核磁共振测量，获得该状态下岩心的核磁共振t2谱；

3）离心和气驱清除岩心中的游离可动水；根据岩心物性，先采用预研确定的最佳离心力对岩心进行离心实验；然后，再采用从低到高不同压力气驱，确保去除游离可动水，形成束缚水；

4）将气驱后的岩心放入夹持器内，调节好流程，采用低场核磁共振技术测试岩心束缚水状态下的t2谱；

5）将饱和水和束缚水状态下的t2谱分别从最小t2弛豫时间开始进行累加，得到饱和水和束缚水状态下的t2谱累加曲线，以束缚水t2谱累加曲线的最大值做一条垂直于纵轴的直线，该直线与饱和水t2谱累加曲线有一个交点，该交点在对应的t2值即为t2截止值；

6）用0.25~1.00ml/min的流量对岩心驱替纳米流体至饱和状态，老化24~72h；

7）老化结束后，用0.25~5ml/min逐渐升高的流量水驱至饱和水状态，测试注水压力，采集t2谱数据和成像数据；

8）重复步骤3）至步骤5），获得纳米液处理后的t2截止值；

9）比较纳米流体处理前后岩心中水的t2截止值的变化，t2截止值增大，说明疏水性增强；t2截止值减小，表明亲水性加强。

所述步骤3）中，饱和水岩心在离心去水后，再采用从低压到高压的气驱，气压为0.1mpa~0.5mpa；确保去除岩心的可动水，形成束缚水。

所述步骤6）中，采用纳米流体注入岩心并进行老化处理，纳米流体为减阻型纳米流体，其浓度范围在0.05wt%~0.5wt%。

与现有技术相比，本发明具有如下突出的优点：

本发明测试岩心在纳米处理前后的t2截止值及其变化，来表征岩心的润湿性变化方向，过程简单，速度快，并且在检测的过程中不需要注入原油，不影响岩心的二次使用；在离心去水后，增加气驱去水，充分去除可动水，形成束缚水。

附图说明

图1为核磁共振岩心驱替实验装置及流程示意图。

图2为t2截止值计算示意图。

图3为纳米驱替岩心前水的核磁t2谱。

图4为纳米驱替岩心后水的核磁t2谱。

具体实施方式

现将本发明结合附图的具体实施例叙述于后。

本评价方法使用的装置见图1，包括恒速恒压泵1、储液罐2、入口压力表3、核磁岩心夹持器4、环压跟踪泵5、出口压力表6、回压阀7、电子天平8、回压容器9、回压压力表10、回压泵11、计算机12、核磁共振线圈13、围压压力表14。

本实施例的评价方法步骤为：

1）将切割好的岩心8-47清洗、烘干，抽真空饱和水，测试基础物性参数。

2）对饱和水状态下的岩心放入岩心夹持器进行核磁共振测量，获得该状态下岩心的核磁共振t2谱。

3）将岩心取出，置于离心机中，用1.52mpa大小的离心力离心30分钟，取出后称重，放入夹持器中用不同压力的气驱（0.1mpa~0.5mpa），然后再采集t2谱数据。

4）将饱和水和束缚水状态下的t2分别绘制累加曲线。

5）沿着束缚水的t2累加曲线的最大值作一条横轴的平行线，与饱和水的t2累加曲线相交，得到空白岩心的t2截止值tc1，为3.9ms，见图2和图3。

6）用0.5ml/min的流量对岩心驱替0.1wt%的减阻型纳米流体至饱和状态，老化24h。

7）老化结束后，用0.5~5ml/min的流量水驱至饱和水状态，测试注水压力，采集t2谱数据和成像数据。

8）重复步骤3）至步骤5），得到纳米流体处理后岩心的t2截止值tc2为5.2ms，见图4。

9）根据测试结果，纳米流体处理后岩心中水的t2截止值tc2为5.2ms，比处理前的tc2值3.9ms提高33.3%，t2截止值增大，说明纳米流体处理后，岩心8-47由亲水向疏水转变，疏水性明显增强。