一种动态润湿角的确定方法及装置

本说明书属于油气藏渗流，尤其涉及一种动态润湿角的确定方法及装置。

背景技术：

1、在油气藏环境中，受矿物成分和液相环境的影响，储层孔喉结构壁面对不同流体会展现出不同的润湿性(即选择性润湿)，这种储层孔喉结构的选择性润湿对后续润湿角的计算具有显著影响。

2、在现有技术中，大多采用分离压力理论来表征微尺度孔喉结构中的流固相互作用，从而根据流固相互作用进一步得到孔喉结构壁面的润湿性，最后根据润湿性得到动态润湿角。在上述过程中，采用的物理模型为矿物-非稳定流体膜-自由流体，该模型中的非稳定流体膜无法适用于外界复杂的渗流过程，因此导致计算误差较大。

3、针对上述技术问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现思路

1、本说明书提出了一种动态润湿角的确定方法及装置，能够准确确定出毛细管模型两相渗流过程中的动态润湿角。

2、本说明书实施例的目的是提供一种动态润湿角的确定方法，包括：

3、获取毛细管模型半径、驱替压差、初始润湿角、第一液膜厚度；

4、根据流体相界面轨迹方程，构建目标夹角和第一液膜厚度之间的第一对应关系；

5、根据分离压力公式，构建分离压力和所述第一液膜厚度之间的第二对应关系；

6、根据所述毛细管模型半径、所述驱替压差、所述初始润湿角，确定第二液膜厚度；

7、根据所述目标夹角和第一液膜厚度之间的第一对应关系、所述分离压力和第一液膜厚度之间的第二对应关系、所述第二液膜厚度，得到目标润湿角；

8、检测所述初始润湿角和所述目标润湿角之间的差值是否小于润湿角阈值；

9、在确定所述初始润湿角和所述目标润湿角之间的差值小于润湿角阈值的情况下，将目标润湿角作为动态润湿角。

10、进一步地，所述方法的另一个实施例中，在检测所述初始润湿角和所述目标润湿角之间的差值是否小于润湿角阈值之后，所述方法还包括：

11、在确定所述初始润湿角和所述目标润湿角之间的差值大于或等于润湿角阈值的情况下，将目标润湿角作为初始润湿角；

12、根据所述毛细管模型半径、所述驱替压差、所述初始润湿角，确定第二液膜厚度；

13、根据所述目标夹角和第一液膜厚度之间的第一对应关系、所述分离压力和第一液膜厚度之间的第二对应关系、所述第二液膜厚度，得到目标润湿角；

14、检测所述初始润湿角和所述目标润湿角之间的差值是否小于润湿角阈值。

15、进一步地，所述方法的另一个实施例中，所述根据分离压力公式，构建分离压力和所述第一液膜厚度之间的第二对应关系，包括：

16、按照如下分离压力公式，构建分离压力和所述第一液膜厚度之间的第二对应关系：

17、

18、其中，πh表示分离压力，a表示hamaker常数，h表示第一液膜厚度，λ表示london波长，cb表示粒子浓度，na表示阿伏伽德罗常数，k表示玻尔兹曼常数，t表示开氏温度，y1表示第一流体表面的表面电位，y2表示第二流体表面的表面电位，κ表示debye长度的倒数，ak表示结构力系数，hs表示特征衰减长度，cosh表示双曲余弦函数，sinh表示双曲正弦函数。

19、进一步地，所述方法的另一个实施例中，所述根据所述毛细管模型半径、所述驱替压差、所述初始润湿角，确定第二液膜厚度，包括：

20、根据所述毛细管模型半径、所述驱替压差、所述初始润湿角，计算平衡压力；

21、根据平衡压力，确定第二液膜厚度。

22、进一步地，所述方法的另一个实施例中，所述根据所述毛细管模型半径、所述驱替压差、所述初始润湿角，计算平衡压力，包括：

23、按照如下算式，计算平衡压力：

24、

25、其中，表示平衡压力，δp表示驱替压差，σ表示界面张力，θ表示初始润湿角，r表示毛细管模型半径。

26、进一步地，所述方法的另一个实施例中，所述根据所述目标夹角和第一液膜厚度之间的第一对应关系、所述分离压力和第一液膜厚度之间的第二对应关系、所述第二液膜厚度，得到目标润湿角，包括：

27、按照如下算式，计算目标润湿角：

28、

29、其中，θ'表示目标润湿角，α表示目标夹角，cosα根据目标夹角和第一液膜厚度之间的第一对应关系确定，πh表示分离压力，πh根据分离压力和第一液膜厚度之间的第二对应关系确定，h表示第一液膜厚度，h0表示第二液膜厚度。

30、进一步地，所述方法的另一个实施例中，所述润湿角阈值为0.05度或0.1度。

31、进一步地，所述方法的另一个实施例中，所述获取初始湿润角，包括：基于接触角测量仪测定得到初始润湿角。

32、另一方面，本说明书实施例还提供了一种动态润湿角的确定装置，包括：

33、获取模块，用于获取毛细管模型半径、驱替压差、初始润湿角、第一液膜厚度；

34、第一构建模块，用于根据流体相界面轨迹方程，构建目标夹角和第一液膜厚度之间的第一对应关系；

35、第二构建模块，用于根据分离压力公式，构建分离压力和所述第一液膜厚度之间的第二对应关系；

36、第一计算模块，用于根据所述毛细管模型半径、所述驱替压差、所述初始润湿角，确定第二液膜厚度；

37、第二计算模块，用于根据所述目标夹角和第一液膜厚度之间的第一对应关系、所述分离压力和第一液膜厚度之间的第二对应关系、所述第二液膜厚度，得到目标润湿角；

38、检测模块，用于检测所述初始润湿角和所述目标润湿角之间的差值是否小于润湿角阈值；

39、确定模块，用于在确定所述初始润湿角和所述目标润湿角之间的差值小于润湿角阈值的情况下，将目标润湿角作为动态润湿角。

40、再一方面，本说明书实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，所述计算机可读存储介质执行所述指令时实现上述动态润湿角的确定方法。

41、本说明书实施例提供的一种动态润湿角的确定方法，通过获取毛细管模型半径、驱替压差、初始润湿角、第一液膜厚度；根据流体相界面轨迹方程，构建目标夹角和第一液膜厚度之间的第一对应关系；根据分离压力公式，构建分离压力和所述第一液膜厚度之间的第二对应关系；根据所述毛细管模型半径、所述驱替压差、所述初始润湿角，确定第二液膜厚度；根据所述目标夹角和第一液膜厚度之间的第一对应关系、所述分离压力和第一液膜厚度之间的第二对应关系、所述第二液膜厚度，得到目标润湿角；检测所述初始润湿角和所述目标润湿角之间的差值是否小于润湿角阈值；在确定所述初始润湿角和所述目标润湿角之间的差值小于润湿角阈值的情况下，将目标润湿角作为动态润湿角。

42、并且，在根据所述毛细管模型半径、所述驱替压差、所述初始润湿角，确定第二液膜厚度时，根据所述毛细管模型半径、所述驱替压差、所述初始润湿角，计算平衡压力；根据平衡压力，确定第二液膜厚度。

技术特征：

1.一种动态润湿角的确定方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在检测所述初始润湿角和所述目标润湿角之间的差值是否小于润湿角阈值之后，所述方法还包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据分离压力公式，构建分离压力和所述第一液膜厚度之间的第二对应关系，包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述毛细管模型半径、所述驱替压差、所述初始润湿角，确定第二液膜厚度，包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述毛细管模型半径、所述驱替压差、所述初始润湿角，计算平衡压力，包括：

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述目标夹角和第一液膜厚度之间的第一对应关系、所述分离压力和第一液膜厚度之间的第二对应关系、所述第二液膜厚度，得到目标润湿角，包括：

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述润湿角阈值为0.05度或0.1度。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取初始湿润角，包括：基于接触角测量仪测定得到初始润湿角。

9.一种动态润湿角的确定装置，其特征在于，包括：

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机指令，所述指令被处理器执行时实现权利要求1至8中任一项所述方法的步骤。

技术总结
本说明书提出一种动态润湿角的确定方法及装置。该方法包括：获取毛细管模型半径、驱替压差、初始润湿角、第一液膜厚度；根据流体相界面轨迹方程，构建目标夹角和第一液膜厚度之间的第一对应关系；根据分离压力公式，构建分离压力和第一液膜厚度之间的第二对应关系；根据毛细管模型半径、驱替压差、初始润湿角，确定第二液膜厚度；根据目标夹角和第一液膜厚度之间的第一对应关系、分离压力和第一液膜厚度之间的第二对应关系、第二液膜厚度，得到目标润湿角；检测初始润湿角和目标润湿角之间的差值是否小于润湿角阈值；在小于润湿角阈值的情况下将目标润湿角作为动态润湿角。基于上述方法能够准确计算毛细管模型两相渗流过程中的动态润湿角。

技术研发人员：梁天博,周福建,刘皓,邓文权,杨凯,左洁,曲鸿雁,姚二冬,胡晓东,李奔,王博,刘雄飞
受保护的技术使用者：中国石油大学（北京）
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12