本申请涉及致密油储层润湿性技术领域，特别涉及一种岩石表面液体体系的界面张力获取方法及装置。
背景技术：
近年来，大量的实验和现场测试均表明，改造润湿性可以作为一种有效影响致密油采收率的技术。在过去几十年中，储层润湿性的改变规律及机制被广泛认为是低矿化度水驱的重要研究方向。致密砂岩表面的润湿性与砂岩中表层矿物的组成、原油中的极性成分和注入水的离子组成均有关系。当下，国内外学者们主要对石英、玻璃或云母光滑矿物基质的润湿性变化进行了大量研究，通过观测盐水中结合的油残余物和岩石表面的宏观接触角来总结润湿性改变规律。但是，没有从致密油储层的微观层面进行测试与解释，存在从微观尺度上解释介质流体在致密储层表面作用的差异问题。
技术实现要素：
本申请实施方式的目的是提供一种岩石表面液体体系的界面张力获取方法及装置，解决了从微观尺度上解释介质流体在致密层表面作用的差异问题，获得比较准确通用的求取岩石表面液体体系的界面力的方案。
为实现上述目的，本申请实施方式提供一种岩石表面液体体系的界面张力获取方法，包括：
获得岩石表面的接触角；
建立在同一岩石表面下液相极性界面张力γpl与液相非极性界面张力γdl的关系图版；
利用所述岩石表面的接触角、在同一岩石表面下液相极性界面张力γpl与液相非极性界面张力γdl的关系图版获得一条直线；其中，所述直线的斜率的倒数为同种溶液下岩石表面的液相界面张力γl。
优选地，所述获得岩石表面的接触角的步骤包括：
确定岩石样品；
在所述岩石样品上选取测试点；
在所述测试点上获得左右两个液滴角；
根据左右两个液滴角确定岩石表面的接触角。
优选地，在所述测试点上获得左右两个液滴角的步骤包括：
在饱和煤油中的岩石样品表面上滴入溶液；
在每个测试点上通过接触角测量仪获得左右两个液滴角。
优选地，所述溶液包括nacl、cacl2和mncl2。
优选地，所述直线获得步骤包括：
在同一岩石表面下液相极性界面张力γpl与液相非极性界面张力γdl的关系图版中取多个岩石表面的接触角及每个岩石表面的接触角对应地液相极性界面张力γpl与液相非极性界面张力γdl；
根据所述岩石表面的接触角对应地液相极性界面张力γpl与液相非极性界面张力γdl确定横坐标值，在同一个岩石表面的接触角下，根据所述岩石表面的接触角及所述岩石表面的接触角对应地液相非极性界面张力γdl确定所述横坐标值对应地纵坐标值；
根据所述横坐标值及对应地纵坐标值在二维坐标系中拟合出一条直线。
优选地，所述在同一岩石表面下液相极性界面张力γpl与液相非极性界面张力γdl的关系图版根据owens-wendt-kaelble理论建立。
优选地，还包括：
根据所述岩石表面的接触角确定溶液的浓度与接触角的关系。
优选地，还包括：
获得岩石表面的运动接触角；
根据所述岩石表面的运动接触角确定溶液的浓度与运动接触角的关系。
为实现上述目的，本申请实施方式还提供一种岩石表面液体体系的界面张力获取装置，包括：
接触角单元，用于获得岩石表面的接触角；
关系图版建立单元，用于建立在同一岩石表面下液相极性界面张力γpl与液相非极性界面张力γdl的关系图版；
液相界面张力获取单元，用于利用所述岩石表面的接触角、在同一岩石表面下液相极性界面张力γpl与液相非极性界面张力γdl的关系图版获得一条直线；其中，所述直线的斜率的倒数为同种溶液下岩石表面的液相界面张力γl。
优选地，所述液相界面张力获取单元包括：
参数值确定模块，用于在同一岩石表面下液相极性界面张力γpl与液相非极性界面张力γdl的关系图版中取多个岩石表面的接触角及每个岩石表面的接触角对应地液相极性界面张力γpl与液相非极性界面张力γdl；
坐标值确定模块，用于根据所述岩石表面的接触角对应地液相极性界面张力γpl与液相非极性界面张力γdl确定横坐标值，在同一个岩石表面的接触角下，根据所述岩石表面的接触角及所述岩石表面的接触角对应地液相非极性界面张力γdl确定所述横坐标值对应地纵坐标值；
拟合模块，用于根据所述横坐标值及对应地纵坐标值在二维坐标系中拟合出一条直线。
由上可见，与现有技术相比较，本技术方案运用dsa100仪器，在nacl、cacl2和mncl2溶液不同浓度梯度下，对致密储层表面润湿性进行定性观测分析，对接触角进行定量表征。分别探究三种溶液类型下，浓度、测试反应时间与接触角的关系及变化规律，并分析了在润湿滞后现象下，运动接触角与浓度的关系。并运用owens-wendt-kaelble理论，考虑岩石表面下液相极性与非极性的因素，建立在同一岩石表面下液相极性界面张力与非极性界面张力的关系图版，进而可以计算求得任意类型溶液离子环境情况下岩石表面的液相界面张力，为研究真实地层条件下低矿化度水驱油提供了理论依据。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提出的一种岩石表面液体体系的界面张力获取方法流程图；
图2为三种溶液不同浓度情况下与接触角的关系曲线对比图；
图3为nacl溶液不同浓度情况下测试反应时间对接触角影响曲线图；
图4为mncl2溶液不同浓度情况下测试反应时间对接触角影响曲线图；
图5为cacl2溶液不同浓度情况下测试反应时间对接触角影响曲线图；
图6为浓度为0.05mol/lcacl2溶液的运动接触角直观图；
图7为浓度为0.1mol/lcacl2溶液的运动接触角直观图；
图8为浓度为0.5mol/lcacl2溶液的运动接触角直观图；
图9为浓度为1mol/lcacl2溶液的运动接触角直观图；
图10为溶液浓度与运动接触角的关系图；
图11为在cacl溶液下同一岩石表面的液相极性界面张力γpl与液相非极性界面张力γdl的关系图版示意图；
图12为利用图11所示的关系图版确定的直线示意图；
图13为本申请实施例提出的一种岩石表面液体体系的界面张力获取装置的功能框图；
图14为本申请实施例的岩石表面液体体系的界面张力获取装置中液相界面张力获取单元功能框图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都应当属于本申请保护的范围。
致密储层微观表面构造属于孔隙结构的一方面，其决定了宏观储层表面润湿性，并且影响着真实储层内部的流动，致密储层微观孔隙结构决定物性优劣。实际油藏岩石表面不光滑，岩石表面和接触角的关系及其与润湿模型的一致性仍然在很大程度未知。并且现在储层对离子的选择性影响还未被研究清楚，所以评价真实地层条件下岩石表面润湿性对地层水的敏感性对于致密油藏开发具有很重大意义，本技术方案通过运用dsa100仪器，研究在nacl、cacl2和mncl2溶液不同浓度梯度下，对致密储层表面润湿性进行定性观测分析，对接触角进行定量表征。分别探究三种溶液类型下，浓度、时间与接触角的关系，研究其变化规律。并运用owens-wendt-kaelble理论，考虑岩石表面下液相极性与非极性的因素，建立在同一岩石表面下液相极性界面张力与非极性界面张力的关系图版，进而可以计算求得任意类型溶液离子环境情况下岩石表面的液相界面张力。
基于上述描述，如图1所示，为本申请实施例提出的一种岩石表面液体体系的界面力获取方法流程图。包括：
步骤101)：获得岩石表面的接触角。
在本实施例中，首先要确定岩石样品。所有实验样品均取自鄂尔多斯盆地旬邑县延长组油层长7段。样品的基本参数如表1所示。这些样品的孔隙率在12.01％～12.55％之间，平均为12.24％。水基渗透率在1.0078～1.1025×10-3μm2之间，平均为1.0312×10-3μm2，是典型的低孔隙度和渗透率极低的致密储层。
表1砂岩样品的石油物理参数和矿物组成
在本实施例中，配制三种溶液，分别为nacl、cacl2和mncl2来测试岩石表面的接触角。每种溶液以0.05mol/l、0.1mol/l、0.5mol/l、1mol/l四种浓度制备。
在本实施例中，采用实验仪器dsa100检测岩石表面的接触角。实验仪器dsa100是krishnagmbh在德国制造的新一代液滴成像分析系统，该实验仪器是可以模拟测试高温高压条件下的接触角测量仪。独特的液滴角度调节技术可随时观察液滴的形态。使用不同的测量模块，我们可以评估表面处理程度，粘胶性能，固体界面力分析和疏水性预测。在本实施例中，将溶液滴在岩石样品的表面上，选择测试点，在测试点上使用实验仪器进行测试，由于溶液滴在岩石表面形成球体液滴，通过实验仪器测得左右液滴角，将左右液滴角取平均就是接触角。
在本实施例中，根据测试要求设置测试参数，使用实验仪器dsa100配置的软件来控制注入针的下降以满足要求，根据dsa成像原理，先成像，通过数字减影技术将图像中含有三相界面性质的部分充分对比，根据对比结果再裁剪，并将裁剪的图像显示在计算机屏幕上，根据剪裁获得图像的形状选择相应的接触角计算方法。
本实验在模拟地层压力和温度的条件下进行(14mpa、55℃)，采用座滴法测量。由于实验初期采用水滴在岩样表面瞬间铺展，无法直接进行测量，实验选用在饱和煤油中的岩石表面上滴入溶液的方式，很好的解决了上述问题。首先分别配置nacl、cacl2和mncl2溶液，并且配置不同浓度梯度0.05mol/l、0.1mol/l、0.5mol/l和1mol/l，在相同的岩样上选取测试点，在每个岩心样品取三个不同的测试点，设定间隔2分钟通过计算机从实验仪器上读数一组，分别测得左右两个液滴角，待读数稳定时利用左右两个液滴角取平均获得接触角，根据接触角判定标准对岩心样品进行润湿性的判定，并分别研究各溶液在不同浓度时的接触角变化情况以及运动接触角的变化情况。
油和水对固体的润湿性可以通过接触角来定量表征和解释。因此，测量油密砂岩系统的接触角，可以了解油藏岩层油水的润湿性，影响最终采收率。润湿性鉴别的接触角法如表2所示。
表2润湿性鉴别的接触角表
图2为三种溶液不同浓度情况下与接触角的关系曲线。从图中可以看出，在nacl溶液情况下，岩石表面均呈现亲水特性，且随着浓度变大，亲水性增强。在mncl2溶液中，在中低浓度0.1mol/l时，岩石表面亲水性呈现一个峰值，随着浓度变大，亲油性增大，在中高浓度0.5mol/l左右存在一个亲油浓度的极大值，在高浓度时亲油性减弱。在mncl2溶液中，亲水性随着溶液浓度的增大而减弱，从图2中特别明显的可以看出，在高溶液浓度时，岩石表面的亲油性迅速增强。
图3为nacl溶液不同浓度情况下测试反应时间对接触角影响曲线图，图4为mncl2溶液不同浓度情况下测试反应时间对接触角影响曲线图，图5为cacl2溶液不同浓度情况下测试反应时间对接触角影响曲线图。从图3～图5中可知：三种情况下，随着时间的进行，岩石表面更倾向为水湿性质；nacl溶液浓度对岩石表面的润湿性影响最小，后期曲线交汇聚集，只是在高浓度、长反应时间情况下亲水性会有很大程度增强；mncl2溶液在较低和较高浓度下，呈现两种不同润湿特性，在较低浓度时，对岩石表面润湿性影响为亲水性，在较高浓度时，对岩石表面润湿性主要为亲油性。cacl2溶液中在低浓度情况下影响不大，但是当浓度达到一定阈值后，呈现明显的润湿性反转。这个阈值会影响实际储层驱油的驱替效率。
在此基础上，将nacl、cacl2和mncl2同一类型不同浓度溶液从同一岩石斜面上放置1ml液量，通过dsa100记录并测得每种情况下的运动接触角，斜面角度为30°，静置测试时间为相同的5分钟，通过可视仪器记录的表面真实情况。
运动接触角是所谓润湿滞后的定量表征，它是指在外力作用下开始运动时，三相周界沿固体表面移动迟缓而使润湿接触角改变的一种现象。以cacl2溶液为例研究，图6、图7、图8和图9分别为浓度为0.05mol/l、0.1mol/l、0.5mol/l、1mol/lcacl2溶液的运动接触角直观图。针对cacl2溶液情况下，同一斜面下的运动接触角，从左向右，从上之下浓度分别。静置作用时间为相同的5分钟，通过dsa滴入相同1ml不同浓度的cacl2液体。通过测得的运动接触角，测得运动前端角为角f，后端角为角b，绘出不同类型溶液浓度与运动接触角的关系曲线，图10为浓度与运动接触角的关系图。从图10中可以看出，cacl2溶液在浓度小于0.5mol/l时候，角b和角f的变化一致。在溶液浓度大于0.5mol/l时，运动前角增加迅速，表面润湿性转为亲油性，从图6～图9可以看出，在高浓度情况下，液滴的形状比低浓度曲率半径更小，更趋向于球形。nacl溶液则出现相反的情况，在较低浓度0.1mol/l以下，运动接触角均比较大，当浓度增大时，接触角迅速变小，岩石表面迅速变为亲水性，而后随着浓度的变化趋向于平稳。mncl2溶液则是存在两个极值，分别为0.1mol/l和0.5mol/l，在低浓度极值下，运动接触角呈现的亲水性最强，在高浓度极值下，运动接触角呈现的亲油性最强。
因为这种运动接触角反应的是润湿滞后现象，实质可以反应出水驱油的特性。从图10看出在溶液浓度梯度上，润湿滞后的效果是不同的，会影响水驱油的驱替效果。
步骤102)：建立在同一岩石表面下液相极性界面张力γpl与液相非极性界面张力γdl的关系图版。
在本实施例中，根据owens-wendt-kaelble理论，通过
步骤103)：利用所述岩石表面的接触角、在同一岩石表面下液相极性界面张力γpl与液相非极性界面张力γdl的关系图版获得一条直线；其中，所述直线的斜率的倒数为同种溶液下岩石表面的液相界面张力γl。
优选地，直线获得步骤包括：
在同一岩石表面下液相极性界面张力γpl与液相非极性界面张力γdl的关系图版中取多个岩石表面的接触角及每个岩石表面的接触角对应地液相极性界面张力γpl与液相非极性界面张力γdl。
在本实施例中，在γds＝8.33mn/m、γps＝52.11mn/m和γs＝60.44mn/m情况下，从图11所示的图版中取多个岩石表面的接触角及每个岩石表面的接触角对应地液相极性界面张力γpl与液相非极性界面张力γdl。
根据所述岩石表面的接触角对应地液相极性界面张力γpl与液相非极性界面张力γdl确定横坐标值，在同一个岩石表面的接触角下，根据所述岩石表面的接触角及所述岩石表面的接触角对应地液相非极性界面张力γdl确定所述横坐标值对应地纵坐标值。
在本实施例中，选定一岩石表面的接触角θc以及该岩石表面的接触角对应地液相极性界面张力γpl与液相非极性界面张力γdl，根据
由上可见，与现有技术相比较，本技术方案运用dsa100仪器，在nacl、cacl2和mncl2溶液不同浓度梯度下，对致密储层表面润湿性进行定性观测分析，对接触角进行定量表征。分别探究三种溶液类型下，浓度、测试反应时间与接触角的关系及变化规律，并分析了在润湿滞后现象下，运动接触角与浓度的关系。并运用owens-wendt-kaelble理论，考虑岩石表面下液相极性与非极性的因素，建立在同一岩石表面下液相极性界面张力与非极性界面张力的关系图版，进而可以计算求得任意类型溶液离子环境情况下岩石表面的液相界面张力，为研究真实地层条件下低矿化度水驱油提供了理论依据。
如图13所示，为本申请实施方式还提供一种岩石表面液体体系的界面张力获取装置的功能框图。包括：
接触角单元201，用于获得岩石表面的接触角；
关系图版建立单元202，用于建立在同一岩石表面下液相极性界面张力γpl与液相非极性界面张力γdl的关系图版；
液相界面张力获取单元203，用于利用所述岩石表面的接触角、在同一岩石表面下液相极性界面张力γpl与液相非极性界面张力γdl的关系图版获得一条直线；其中，所述直线的斜率的倒数为同种溶液下岩石表面的液相界面张力γl。
在本实施例中，如图14所示，为本申请实施例的岩石表面液体体系的界面张力获取装置中液相界面张力获取单元功能框图。所述液相界面张力获取单元203包括：
参数值确定模块2031，用于在同一岩石表面下液相极性界面张力γpl与液相非极性界面张力γdl的关系图版中取多个岩石表面的接触角及每个岩石表面的接触角对应地液相极性界面张力γpl与液相非极性界面张力γdl；
坐标值确定模块2032，用于根据所述岩石表面的接触角对应地液相极性界面张力γpl与液相非极性界面张力γdl确定横坐标值，在同一个岩石表面的接触角下，根据所述岩石表面的接触角及所述岩石表面的接触角对应地液相非极性界面张力γdl确定所述横坐标值对应地纵坐标值；
拟合模块2033，用于根据所述横坐标值及对应地纵坐标值在二维坐标系中拟合出一条直线。
本领域技术人员也知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现客户端、服务器以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得客户端、服务器以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器等的形式来实现相同功能。因此这种客户端、服务器可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置也可以视为硬件部件内的结构。或者甚至，可以将用于实现各种功能的装置视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。
通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施方式或者实施方式的某些部分所述的方法。
本说明书中的各个实施方式均采用递进的方式描述，各个实施方式之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施方式重点说明的都是与其他实施方式的不同之处。尤其，针对客户端的实施方式来说，均可以参照前述方法的实施方式的介绍对照解释。
本申请可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本申请，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。
虽然通过实施方式描绘了本申请，本领域普通技术人员知道，本申请有许多变形和变化而不脱离本申请的精神，希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本申请的精神。