中国石油大学(华东)岩石润湿性测定实验
岩石可钻性的测定 中国石油大学(华东)
中国石油大学（岩石可钻性的测定）实验报告实验日期： 成绩：班级： 学号： 姓名： 教师： 同组者：岩石可钻性的测定一、实验目的1．了解岩石的可钻性；2．掌握岩石可钻性的测量方法。
二、实验原理1．实验设备实验中使用岩石可钻性测试仪来测量岩石的可钻性，如下图 1 所示。
设备的具体技术指标参见《岩石可钻性测定及分级方法-SY/T 5426-2000》。
图1 岩石可钻性测试仪2．测量原理使用特制微钻头（牙轮钻头或PDC 钻头），以一定的钻压（牙轮钻头为890N ±20NPDC 钻头为500N ±10N ）和转速（55r/min ±1r/min ）在岩样上钻三个特定深度的孔（牙轮钻头为2.4mm ，PDC 钻头为3mm ），取三个孔钻进时间的平均值为岩样的钻时（t d ），对t d 取以2 为底的对数值作为该岩样的可钻性级值K d 计算公式如下所示：K d =log 2 t求得可钻性级值后，再查岩石可钻性分级标准对照表（如下表1 所示）进行定级。
表1 岩石可钻性分级对照表三、实验步骤1. 试样用石油钻井所取井下岩心或地面采的岩石，岩样制备成圆柱体（直径40-100mm，高度30-80mm）或长方体（长宽各100mm，高度20-100mm），端面平行度公差值≤0.2mm，试验前将试样放在温度设定为105-110℃的干燥箱内烘烤24 小时；2. 将手轮上移至最上端，取下岩心支架、钻头和接屑盘并清扫干净；3. 装上接屑盘，将所选的微型钻头安装在花键轴上端（注意：钻头上键槽应对准花键轴上端的键！），安装好钻头后，将岩心支架回归原位；4. 关闭所有钻进模式（牙轮模式和PDC 模式），打开总电源，打开相应的钻进模式开关（牙轮模式或PDC 模式，开关如图2 所示），打开电机调速器上的电机开关，开动电机，调电机至规定转速55 转/分（注意：教师进行此项调速操作，学生请不要调电机转速，避免产生危险！），然后关闭电机开关；图2 钻进模式开关示意图5. 选择好相应的钻压砝码（牙轮钻头用两个砝码，PDC 钻头只用一个下部大砝码），放在砝码支架上；6. 将准备好的试样放在岩心支架上，手轮下移，稍用力夹紧岩样，如果钻头高出岩心支架，应在轻轻夹紧岩样的同时，逆时针转动小手摇泵手轮，卸掉液压系统压力（注意：要确保岩样的钻进面一定为平面！）。
中国石油大学(华东)油层物理课后题答案
来源于骄者拽鹏 习题11.将气体混合物的质量组成换算为物质的量的组成。
气体混合物的质量组成如下：%404-CH ,%1062-H C ，%1583-H C ，%25104-H C ，%10105-H C 。
解：按照理想气体计算：2.已知液体混合物的质量组成：%.55%,35%,1012510483---H C H C H C 将此液体混合物的质量组成换算为物质的量的组成。
解：3．已知地面条件下天然气各组分的体积组成：%23.964-CH ,%85.162-H C ，%83.083-H C ，%41.0104-H C ， %50.02-CO ，%18.02-S H 。
若地层压力为15MPa ，地层温度为50C O 。
求该天然气的以下参数：（1）视相对分子质量；（2）相对密度；（3）压缩因子；（4）地下密度；（5）体积系数；（6）等温压缩系数；（7）粘度；（8）若日产气为104m 3,求其地下体积。
解：（1）视相对分子质量836.16)(==∑i i g M y M （2）相对密度58055202983616..M M ag g ===γ（3）压缩因子 244.3624.415===c r p p p 648.102.19627350=+==c r T T T（4）地下密度）（＝）（3/95.11127350008314.084.0836.1615m kg ZRT pM V m g g +⨯⨯⨯===ρ（5）体积系数)/(10255.6202735027315101325.084.0333m m T T p p Z p nRT pZnRTV V B sc sc scsc gscgf g 标-⨯=++⨯⨯=⋅⋅===（6）等温压缩系数3.2441.6480.52[]）（＝＝1068.0648.1624.452.0-⨯⋅⋅=MPa T P T C C rc rgrg（7）粘度16.836500.01171.41.6483.244[])(01638.00117.04.1/11s mPa g g g g ⋅=⨯=⨯=μμμμ（8）若日产气为104m 3,求其地下体积。
岩石润湿性测定实验
中国石油大学 渗流物理 实验报告实验日期:成绩:班级: 学号: 姓名: 教师:同组者:岩石润湿性测定实验一．实验目的1．了解光学投影法测定岩石润湿角的原理及方法； 2．了解界面张力的测定原理及方法； 3．加深对岩石润湿性、界面张力的认识。
二．实验原理1．光学投影法测定岩石润湿角液体对固体表面的润湿情况可以通过直接测定接触角来确定。
将待测矿物磨成光面，浸入油(或水)中，如图1所示，在矿物光面上滴一滴水(或油)，直径约1～2mm ，然后通过光学系统将一组光线投射到液滴上，将液滴放大、投影到屏幕上，直接测出润湿角，或测量液滴的高度h 和它与岩石接触处的长度D ，按下式计算接触角θ：D htg22=θ式中， θ—润湿角，°；h —液滴高度，mm ；D —液滴和固体表面接触的弦长，mm 。
图1 投影法润湿角示意图 2．悬滴法测定液滴界面张力悬滴法适用于密度差较大的测定液-液或气-液之间的界面张力，测量范围为10-1～10-2 mN/m 。
液体自管口滴落时，当液滴接近最大直径时，用光学设备记录下液滴图像。
测量液滴的相关参数，利用下式计算界面张力：， 21ρρρ-=Δ， esn n d d S =式中，σ—界面张力，mN/m ；2egd Hρσ∆=21ρρ、—待测两相流体的密度，g/cm3；ρ∆—两相待测试样的密度差，g/cm3；e d —实际液滴的最大水平直径，cm ；sn d —从液滴底部算起，高度为e d n10高度处液滴的直径，cm ；n S —液滴e d n10高度处的直径与最大直径的比值；H —液滴形态的修正值，由n S 查表得到。
a ）烧杯中气泡或液滴形状 （b ） 气泡或液滴放大图图2 悬滴法测界面张力示意图三．实验仪器图3 HARKE-SPCA 接触角测定仪器四．实验步骤1．将直流电源的插头一端插入接线板内另一端插入仪器后面的电源插座内。
2．将通讯线连接主机与计算机COM2通讯口。
中国石油大学(华东)油层物理实验报告 岩石气体渗透率的测定
岩石气体渗透率的测定一、实验目的1.巩固渗透率的概念，掌握气测渗透率原理；2.掌握气体渗透率仪的流程和实验步骤。
二、实验原理渗透率的大小表示岩石允许流体通过能力的大小。
根据达西公式，气体渗透率的计算公式为：3222122100(10)()o o P Q LK m A P P μμ-=⨯-令22122000()oP C P P μ=-，200or w Q h Q o =，则： 200or w CQ h LK A=式中：g k —气体渗透率，2m μ;A —岩样截面积，2cmL —岩样长度，cm ;12,P P —岩心入口及出口压力，0.1MPa ； 0 P —大气压力，0.1MPa ;μ—气体的粘度0Q —大气压力下气体的流量,2/cm s ; or Q —孔板流量计常数，3/cm s w h —孔板压差计高度，mm;C —与压力1P 有关的常数；三、实验流程图1 测试流程图四、实验操作步骤1.测量岩样的长度和直径，将岩样装入岩心夹持器，把转向阀指向环压，关闭放空阀，缓慢打开气源阀，使环压表指针到达1.2-1.4MPa;2.低渗透岩心渗透率的测定低渗样品需要较高压力，C 值由C 表的刻度读取。
（1）关闭汞柱阀及中间水柱阀，打开孔板放空阀；把换向阀转向供气，调节减压阀，控制供气压力0.2MPa ；（2）选取数值最大的孔板，插入岩心出口端的胶皮管上。
（3）缓慢调节供压阀，建立适当的C 值（15-6最佳），缓慢关闭孔板放空阀，同时观察孔板压差计上液面，不要使水喷出。
如果在C=30时，孔板水柱高度超过200mm ，则换一个较大的孔板，直到孔板水柱在100-200 mm 之间为止；（4）待孔板压差计液面稳定后，记录孔板水柱高度、C 值和孔板流量计常数； （5）调节供压阀，改变岩心两端压差，测量三个不同压差下的渗透率值； （6）调节供压阀，将C 表压力降至零，打开孔板放空阀，取下孔板，关闭气源阀，打开环压放空阀，取出岩心。
中国石油大学(华东)油层物理实验报告 岩石比面的测定
岩石比面的测定一、实验目的1．巩固岩石比面的概念。
2．了解岩石比面的测定原理和方法。
二、实验原理比面是指单位体积岩石内颗粒的总表面积，或单位体积岩石内总孔隙的内表面积。
比面通常可分为以岩石外表体积、骨架体积和孔隙体积为基数的比面。
根据毛管模型，以岩石骨架体积为基数的比面的计算公式为：=b S 式中，b S —以岩石骨架体积为基础的比面，32/cm cm ；φ—孔隙度,小数；A —截面积，2cm ； L —长度，cm ；H —岩心两端的压差，cm 水柱；Q —通过岩心的空气流量,3/cm s ；μ—空气的粘度，210mPa s 。
当孔隙度已知，A 和L 可以用游标卡尺直接量出，由查表得到μ后，只要通过压力计测得空气通过岩样的压差H 和相应的流量Q 便可算出岩样的比面。
三、实验流程图1岩石比面测定流程图1-环压阀；2-环压放空阀；3-夹持器；4-水罐；5-流量控制阀；6-水柱压差计；7-水杯；8-环压表；9-进液阀；10-放空阀四、实验操作步骤1．打开水罐进液阀、放空阀，向水罐中灌水，大约灌体积时停止，关闭水罐进液阀及放空阀；2．用游标卡尺量出岩样的长度和直径，计算岩样的截面积；3．将岩样放入岩心夹持器，关闭环压放空阀，打开环压阀加环压，确保岩样与夹持器之间无气体窜流；4．准备好秒表、打开流量控制阀,并控制流出的水量，待压力计的压力稳定在某一H值后，测量一定时间内流出的水量，用同样的方法至少测定三个水流量和与之相应的H值。
（如果岩石渗透率较低，关闭水柱阀，用汞柱压差计读取岩心上游压力，并将汞柱高度转换成水柱高度。
）；5．关流量控制阀，关闭环压阀，缓慢打开环压放空阀，结束实验。
五、实验数据处理1.列出原始数据实验仪器编号：10 室内温度：20.5℃空气粘度μ0.01812mPa•s 孔隙度φ35.5%表1岩石比面测定记录表2.进行相关计算19.180.2388/38.44VQ ml s t===29.420.3123/30.16VQ ml s t===38.510.3621/23.50VQ ml st===计算各次测量的比面1231274.04/ bcS m mc =2231278.71/ bcS m mc =3231270.50/ bcS m mc =231231274.041278.711270.501274.42/33b b bbS S SS cm cm++++===将计算结果置于表1.。
用亚甲基蓝吸附法测量油层岩石的润湿性
用亚甲基蓝吸附法测量油层岩石的润湿性用亚甲基蓝吸附法测量油层岩石的润湿性摘要：储层岩石润湿性影响油、水在储层中的分布，对原油开采过程均具有至关重要的作用。
测量储层岩石润湿性的标准方法（Amott and USBM法）属于经验方法，包括在润湿相和非润湿相共存时让油、水两相相互驱替。
测量结果可能与流体的饱和度和实验过程有关，而产生某些不确定性。
本文提出根据亚甲基蓝在储层岩石表面的吸附面积分数，测量固体表面的润湿性。
该法具有一定的理依据，测量结果不受流体的饱和度和实验过程的影响。
关键词：储层岩石润湿性亚甲基蓝吸附一、前言储层润湿性表示油、水两相流体对固体表面粘附或铺展趋势的相对大小，如果油在储层岩石表面粘附或铺展趋势比水大，则为亲油；反之则为亲水。
储层润湿性决定了油、水在储层中的分布，对毛管压力和油、水的相渗透率具有重要影响，在储层评价、动态分析和制定开发方案中是一重要的物性参数[1，2]。
研究储层润湿性主要有接触角法 [3]、润湿指数法[1]和油滴粘附法[4]。
还有选择性吸附等方法[5-74] ，似未引起研究者足够的重视。
接触角法适合于平滑的单晶的矿物表面，有可靠的热力学依据，但不确定性因素太多，受润湿滞后等因素的影响。
润湿指数法根据油、水在储层岩石中相互驱替能力的差异，归纳出的各种润湿性指数来量度储层的润湿性，具有较好的重现性和对比性而广为应用，但属于经验方法，难以在理论上加以发展。
油滴粘附法和接触角法类似，仅适合于平滑的矿物表面和有一定的理论依据，不受润湿滞后等因素的影响，比接触角法简便易行，可用著名的DLVO理论加以说明[8，9]。
在选择性吸附法方面，Torske Lisa和 Skauge Arne[5]基于正庚醇仅吸附于亲油性固体粉末表面，亚甲基蓝仅吸附于亲水性固体粉末表面，而且均服从Langmuir单分子吸附规律，提出根据它们各自在固体表面的吸附面积测量固体表面的润湿性。
Trbelsi [6]将其简化为测量固体表面与原油接触后正庚醇吸附面积的变化，测量固体表面的润湿性。
中国石油大学(华东)油层物理知识点汇总48
4. 同种粘土矿物在盐水中的鹏润度小于在淡 水中的膨润度。
5. 将气藏与游藏的 P-T 相图相比较：相包络 线高度是气藏高于游藏，相包络线宽度是气藏小 于游藏。临界点位置是气藏将向左上偏移，气液 等量线分布是气藏将向泡点线测密集。
6. 判断岩石润湿性时，若润湿接触角Ө>90 °,则岩石油湿（亲油）。若Ө=90°则岩石中性 润湿，若Ө<90°则岩石水湿（亲水）。
21. 亲水岩石与亲油岩石的相对渗透率相比较;
束缚水饱和度是：亲水岩石大于亲油岩石;
水相端点相对渗透率：亲水岩石小于亲油岩石；
残余油饱和度：亲水岩石小于亲油岩石；
交点含水饱和度：亲水岩石大于亲油岩石。
22. 若岩石平均孔径越小，则其毛管力越大， 油水过渡带厚度越厚，毛管力上缓段位置越高。 附;平缓段位置越靠下，说明岩石吼道半径越大。 （见填空8题）
7. 毛管力曲线的三种主要测定方法是半渗透 隔板法，压汞法，离心法。
8. 碎体系毛管力增加，游说过渡带厚度增 加，平均孔道半径减小
9. 按孔径大小，可将岩石孔隙分为超毛细孔 隙，毛管孔隙，微毛管孔隙三种类型。
10. 游藏原始地质储量是根据有效孔隙度来计 算的，游藏可采地质储量是根据流动孔隙度来计 算的。
1.粒度组成累积分布曲线愈徒，则岩石的孔分布
愈
均匀
。
2.一般储油砂岩颗粒的大小在__10.01___________，孔隙度又在 之间。
10%-15%
3.砂岩的比面愈小，该岩石的孔隙___大___，颗 粒___大__，渗透率 大 。
4.天然气的视临界压力是指天然 .天然气各组成 临界压力之和
5.露点压力是指温度一定时气相中开始分离出第 一批液滴时的压力。
中国石油大学(华东)油层物理知识点汇总
一．填空题（每空 0.5 分，共 14 分）1.地层油的粘度随温度的增加而减小，当压力高于饱和压力时，随压力的减减小；当压力低于饱和压力时，随压力降低而增大。
2.测定岩石绝对渗透率的条件是：岩石孔隙空间 100%被某一种流体所饱和体与岩石不发生物理化学反应；流体在岩石孔隙中的渗流为最稳定的层流。
3.孔隙度分为绝对孔隙度，有效孔隙度和流动孔隙度，通常测定的孔隙有效孔隙度。
4.根据苏林分析法，地层水主要分为硫酸钠（Na2SO4）水型，碳酸氢钠（NaHC水型，氯化镁（MgCl2）水型，氯化钙（CaCl2）水型。
5.在储层岩石中，不同胶结物具有不同的特性，泥质胶结物的特性是遇水膨灰质胶结物的特性是遇酸反应，硫酸盐胶结物的特性是高温脱水。
6.某油藏为封闭的未饱和油藏，随着油藏的开发，油藏压力降低，这会导致孔隙体积变小（变大，变小，不变），束缚水体积膨胀（膨胀，缩小，不变原油体积膨胀（膨胀，缩小，不变），从而使原油排出油藏，这是天然能量的弹性能。
而当压力低于泡点压力时，油藏中出现油，气两相，而且溶体积增加（增加，减小，不变），推动原油流动，这种驱动方式为溶解气7.颗粒平均直径小，则岩石比面大，则化学驱过程中吸附的化学剂多。
8.水驱油时的流度比越小，波及系数越大，采收率越大，在表面活性聚合物驱，碱驱中，用此机理的是聚合物驱1粒度曲线包括粒度组成分布曲线和粒度组成累积分布曲线2流体饱和度的主要测定方法有常压干馏法，蒸馏抽提法，色谱法3岩石比面越大，则平均粒径越小，对流体的吸附阻力越大4油藏原始地质储量是根据有效孔隙度来记称的，而油藏可采地质储量是根据流动孔隙度来记称的。
5已知空气分子量为29，若天然气的相对密度为0.6，则天然气的分子量为17.46在饱和压力下，地层油的单相体积系数最大，其粘度最小7地层水化学组成的两个显著特点是总矿化度高，它是与地表水的主要区别：溶解气量少，它是与地层油的主要区别8亲水油藏中，毛管力是水驱油过程的动力，亲油油藏中，毛管力是水驱油过程的阻力9在水油固体系中，若润湿接触角大于90°则润湿相是油相10在自吸吸入法测定岩样润湿性时，若被水驱出的油相体积大于被油驱出的水相体积，则该岩样的润湿相是水相11由于受毛管滞后现象的影响，必定使得自吸过程的湿相饱和度小于驱替过程的湿相饱和度。
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岩石润湿性测定实验
一、实验目的
1、了解光学投影法测定岩石润湿角的原理和方法；
2、了解界面张力的测定原理和方法；
3、加深对岩石润湿性、界面张力的认识。
二．实验原理
1．光学投影法测定岩石润湿角
液体对固体表面的润湿情况可以通过直接测定接触角来确定。
将待测矿物磨成光面，浸入油(或水)中，如图1所示，在矿物光面上滴一滴水(或油)，直径约1～2mm，然后通过光学系统将一组光线投射到液滴上，将液滴放大、投影到屏幕上，直接测出润湿角，或测量液滴的高度h和它与岩石接触处的长度D，按下式计算接触角θ：
2h tg=
2D
式中，θ—润湿角，°；
h—液滴高度，mm；
D—液滴和固体表面接触的弦长，mm。
图1 投影法润湿角示意图
2．悬滴法测定液滴界面张力
悬滴法适用于密度差较大的测定液-液或气-液之间的界面张力，测量范围为10-1～10-2mN m。
液体自管口滴落时，当液滴接近最大直径时，用光学设备记录下液滴图像。
测量液滴的相关参数，利用下式计算界面张力：
2
gd =H ερσ∆ ，12=ρρρ∆- ，sn n d =d S ε
式中，σ—界面张力，mN m ；
12ρρ、 —待测两相流体的密度，3
g cm ；
ρ∆—两相待测试样的密度差，3g cm ；
d ε—实际液滴的最大水平直径，cm ； sn d —从液滴底部算起，高度为n
d 10
ε高度处液滴的直径，cm ； n S —液滴
n
d 10
ε高度处的直径与最大直径的比值； H —液滴形态的修正值，由n S 查表得到。
（a ）烧杯中气泡或液滴形状 （b ）气泡或液滴放大图
图2 悬滴法测界面张力示意图
三、实验仪器
图3 HARKE-SPCA接触角测定仪
四、实验步骤
1、将直流电源的插头一端插入接线板内另一端插入仪器后面的电源插座内；
2、将通讯线连接主机与计算机COM2通讯口；
3、打开接线板的电源开关；
4、旋转仪器后面的光源旋钮，顺时针旋转，看到光源亮度逐渐增强；
5、打开接触角软件图标；
6、开启视频；
7、调整滴液针头。
初次使用接触角测定仪对焦比较繁琐，首先向下移动滴液针头，停在变倍显微镜水平线以上的位置，然后旋转固定在上下移动器上的水平移动旋钮，左右调整针头，当软件图像显示窗口出现针头虚影时停止；
8、调整调焦手轮，直到图像清晰；
9、将显微镜放大倍数调整到1.5倍；
10、将吸液管吸满液体安装在固定夹上。
旋转测微头，液体将缓缓流出，形
成液滴；
11、用脱脂巾擦干针头上的液体，再在工作台上放置被测的固体试样。
最好
是长条的20×60mm左右；
12、点击配置栏，在试验设置对话框，在相关栏添入相关数值；
13、上升移动工作台至界面上红色水平线的下方（1mm左右），见图4；
14、旋转测微头，当针头流出大约3-5ul左右的液体时停止；
15、旋转工作台升降手轮，使试样表面接触液滴，然后下降一点。
液滴显示
在视窗内，见图5；
16、点击开始试验绿色三角形图标，试验将按照设置的时间间隔自动拍摄图
像，直至完毕；
17、关闭视频，点击软件界面下面的电影图片任意一张，图片将显示在大窗
口中，见图6。
图4 图5 图6
五、结果分析方法
1、切线法
将抓拍的图像在测量屏内进行测量。
选择切线法，在液滴的一端左键点击一下松开，拉向另一端点点击一下，沿液体外轮廓做液体的切线，数值自动显示在图像的左上角上。
点击右键将结果可以保存在图片上。
见图7。
图7
2、高宽法
该法适应于小液滴，忽略重力影响，也叫小液滴法。
点击图标，在液体一端点击一下，然后拉向另一端点击，液滴地平线中点有一个小竖线，鼠标移动到地平线中点点击一下，竖向拉向液体的最高点，接触角值自动显示出来。
点击右键将结果保存在图片上。
见图8。
图8
3、圆环法
圆环法，该方法较上述方法精度准确。
选取此方法图标，按提示在液滴
一端点击一下，再在圆环上选择第二点，最后在液滴的另一端点点击一
下。
拖动鼠标返回到第一端点点击鼠标，松开后拉向另一端点，接触角
自动显示。
点击右键将结果保存在图片上。
见图9。
图9
4、基线圆环法
打开保存的接触角图像照片，点击方法图标，显示一条水平线，将其移动到液体的底面。
在液体轮廓上点击两点，包括液体外线，点击一下。
接触角值自动显示。
点击右键保存测量值即可。
见图10。
图10
六、数据处理与计算
表1 润湿角数据记录
图片处理方法 润湿角/（º） 切线法 61.043 高宽法 63.988 圆环法 62.245 基线圆环法
64.304
表2 高宽法测量润湿角数据记录表
测试 方法 固体 性质 液滴与固体 接触时间/s
液滴高度 h/mm 弦长D/mm 润湿角/(°) 计算值 切线法值 座滴法
亲水性
13.9
44.5
63.988
61.043
图11 切线法投影结果 图12 高宽法投影结果
图13 圆环法投影结果 图14 基线圆环法投影结果
七、小结
这次实验用了4种方法来对来测量，这样可以比较不同方法的优劣，同时增加了实验的准确性，这对以后的实验有指导意义。
此外借助计算机软件可以大大的简化实验的步骤同时提高准确度，在以后的学习中要多加运用软件来解决问题。
实验中制造的水滴应该不太不小，从而可以忽略重力对于实验的影响，并且在此实验的基础上，可以考虑重力的影响并且对结果进行修正，得到更精确的润湿角。