气润湿性测试方法技术领域
本发明涉及油气开采领域，尤其涉及一种气润湿性测试方法。
背景技术
润湿现象是指固体界面上一种流体被另一种流体取代的现象，油藏岩
石的润湿性一般包括水湿、油湿和中性湿润。后来，又提出了气润湿性，
即用含氟表面活性剂处理固体，使其表面疏水疏油，具有两憎性，达到气
湿性的目的。油气藏岩石润湿性是影响油气藏采收率过程的一个重要因
素，具体地，由于含氟表面活性剂在岩石表面吸附形成的分子膜起作用，
表面活性剂分子吸附在岩石表面，将岩石表面的润湿性由液湿性反转为气
湿性，增强液相的渗流能力，从而达到提高油气藏采收率的目的，即油气
藏岩石润湿性可以控制储层流体在岩石孔隙介质中微观渗流规律和分布
情况，是动态分析和增产措施必须要考虑的重要因素。
现有技术中，主要是借鉴油藏的评价方法来评价气润湿性。其中，主
要包括：接触角测定法、Amott法、Washburn法等。
具体地，接触角测定法主要用于纯流体和人造岩心体系的润湿性测
定，一般通过测定液相在固体表面的接触角来确定体系的润湿性，这种方
法要求待测的岩心表面光滑干净，且测量也难以重复进行；Amott法由
Amott提出，主要通过润湿相在岩心内的自吸作用来驱替非润湿相，并根
据自吸吸水曲线和驱替曲线来测定岩心的润湿程度，该方法实验周期长，
且驱替过程复杂；Washburn法由Washburn提出，基于Washburn动力学
方程实现，主要利用了Washburn推到出的纯净液体与毛管力的关系来确
定润湿性，但是由于岩石颗粒在Washburn管里渗吸作用不均匀，导致液
相在毛细管中的上升平面不平整，测量误差较大。
可见，采用现有技术测量气润湿性，测量条件要求高，难以达到，且
测量过程复杂不易实现。
发明内容
本发明提供一种气润湿性测试方法，用于解决现有技术测量气润湿性，
测量条件要求高，难以达到，且测量过程复杂不易实现的问题。
本发明提供一种气润湿性测试方法，包括：
将待测岩石吊挂在称重装置下，并将所述待测岩石浸入液体中，同时开
始计时；
按照第一预设时间间隔记录吸水时间和所述待测岩石吸水后的质量；
根据所述待测岩石吸水后的质量和所述吸水时间，获取所述待测岩石的
吸水速度；
将吸水后100％含水饱和的所述待测岩石从液体中取出并放置在所述称
重装置上，同时开始计时；
按照第二预设时间间隔记录挥发时间和所述待测岩石挥发后的质量；
根据所述待测岩石挥发后的质量和所述挥发时间，获取所述待测岩石的
挥发速度；
根据所述待测岩石的所述吸水速度和所述挥发速度获取所述待测岩石的
气润湿性。
如上所述，所述将待测岩石吊挂在称重装置下，将所述待测岩石浸入液
体中之前，还包括：
测量所述待测岩石的基础参数，所述基础参数包括：所述待测岩石的长
度、直径、孔隙度、渗透率以及孔隙体积。
如上所述，所述将待测岩石吊挂在称重装置下，将所述待测岩石浸入液
体中之前，还包括：
将所述待测岩石进行烘干；
测量所述待测岩石的干重。
如上所述，所述根据所述待测岩石吸水后的实时质量和所述吸水时间，
获取所述待测岩石的吸水速度，包括：
采用公式v1＝Vp1/t1获取所述待测岩石的挥发速度v1，其中，Vp1为所述待
测岩石的吸水体积，所述t1为所述吸水时间；
所述待测岩石的吸水体积Vp1＝(W2-W1)/ρw，其中，W1为所述待测岩石
的干重，W2为所述待测岩石吸水后的质量，ρw为所述液体的密度。
如上所述，所述方法还包括：
获取所述待测岩石的含水饱和度，所述含水饱和度Sw＝Vp1/Vp×100％，
其中，Vp为所述待测岩石的孔隙体积。
如上所述，所述将吸水后100％含水饱和的所述待测岩石从液体中取出放
置在所述称重装置上之前，还包括：
将吸水后的所述待测岩石烘干预设时间段；
将所述待测岩石进行抽真空；
将抽真空后的所述待测岩石重新浸入所述液体，达到100％含水饱和，并
去除所述待测岩石外部的多余液体。
如上所述，所述根据所述待测岩石挥发后的质量和所述挥发时间，获取
所述待测岩石的挥发速度，包括：
采用公式v2＝Vp2/t2获取所述待测岩石的挥发速度v2，其中，Vp2为所述
待测岩石的挥发体积，所述t2为所述挥发时间；
所述待测岩石的挥发体积Vp2＝(W4-W3)/ρw，其中，W4为吸水后100％
含水饱和的所述待测岩石的质量，W3为所述待测岩石挥发后的质量，ρw为所
述液体的密度。
如上所述，所述方法还包括：
获取所述待测岩石的含水饱和度，所述含水饱和度
Sw＝(Vp-Vp2)/Vp×100％，其中，Vp为所述待测岩石的孔隙体积。
如上所述，所述计时为采用秒表计时。
本发明提供的气润湿性测试方法，通过测量待测岩石吸水后的质量和吸
水时间，获取待测岩石的吸水速度，并通过测量待测岩石挥发后的质量和挥
发时间，获取待测岩石的挥发速度，根据该待测岩石的吸水速度以及挥发速
度获取该待测岩石的气润湿性，这种方法简单易行，且对实验样品要求不高，
容易操作，获取测试结果简单直观。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实
施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下
面描述中的附图是本发明的一些实施例，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为本发明提供的气润湿性测试方法实施例一的流程示意图；
图2为本发明提供的气润湿性测试方法实施例二的流程示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发
明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，
显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于
本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获
得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明提供的气润湿性测试方法实施例一的流程示意图，如图1
所示，该方法包括：
S101、将待测岩石吊挂在称重装置下，并将所述待测岩石浸入液体中，
同时开始计时。
具体测试时，可以在烧杯中装上液体，将称重装置固定在烧杯上方，然
后将待测岩石吊挂称重装置下方，由称重装置测量质量。
本实施例中，称重装置可选用天平，但并不以此为限。
上述液体可以选用蒸馏水。
S102、按照第一预设时间间隔记录吸水时间和上述待测岩石吸水后的质
量。
例如可以每隔几分钟记录一下时间，根据这个时间可以算出岩石总共的
吸水时间，同时记录天平上显示的岩石质量，获取岩石吸水后的质量。
S103、根据上述待测岩石吸水后的质量和吸水时间，获取上述待测岩石
的吸水速度v1。
上述S101-S103为吸水实验过程。
S104、将吸水后100％含水饱和的上述待测岩石从液体中取出并放置在上
述称重装置上，同时开始计时。
S105、按照第二预设时间间隔记录挥发时间和上述待测岩石挥发后的质
量。
S106、根据上述待测岩石挥发后的质量和上述挥发时间，获取上述待测
岩石的挥发速度v2。
上述S104-S106为挥发实验过程。
S107、根据上述待测岩石的吸水速度和上述挥发速度获取该待测岩石的
气润湿性。
具体地，可以通过比较上述待测岩石的吸水速度和上述挥发速度来获取
待测岩石的气润湿性。
例如，可以按照下述方法判断：
在v1≥5v2时，认为上述待测岩石具有强亲水性；
在v1>v2时，认为上述待测岩石具有中等偏强亲水性；
在v1＝v2时，认为上述待测岩石具有中等亲水性；
在v1<v2时，认为上述待测岩石具有弱亲水性。
本实施例中，通过测量待测岩石吸水后的质量和吸水时间，获取待测岩
石的吸水速度，并通过测量待测岩石挥发后的质量和挥发时间，获取待测岩
石的挥发速度，根据该待测岩石的吸水速度以及挥发速度获取该待测岩石的
气润湿性，这种方法简单易行，且对实验样品要求不高，容易操作，获取测
试结果简单直观。
进一步地，上述吸水实验过程中，将待测岩石吊挂在称重装置下，并将
所述待测岩石浸入液体中之前，还会测量上述待测岩石的基础参数。
其中，基础参数包括：待测岩石的长度、直径、孔隙度、渗透率以及孔
隙体积等。
如果待测岩石为不规则形状，主要测该待测岩石的孔隙体积即可。这些
参数主要辅助后续气润湿性的分析结果更加准确。
图2为本发明提供的气润湿性测试方法实施例二的流程示意图，如图2
所示，将待测岩石吊挂在称重装置下，并将所述待测岩石浸入液体中之前，
该方法还包括：
S201、将上述待测岩石进行烘干。
烘干后，将待测岩石放置在干燥器中以避免潮湿。
S202、测量该待测岩石的干重。
即采用称重装置测量干燥的待测岩石的质量，并进行记录。烘干后在测
量干重，可以保证测量的准确性。
具体地，上述根据所述待测岩石吸水后的实时质量和所述吸水时间，获
取所述待测岩石的吸水速度，可以是：采用公式v1＝Vp1/t1获取所述待测岩石
的吸水速度v1，其中，Vp1为所述待测岩石的吸水体积，所述t1为所述吸水时
间；
所述待测岩石的吸水体积Vp1＝(W2-W1)/ρw，其中，W1为上述待测岩石
的干重，W2为上述待测岩石吸水后的质量，ρw为上述液体的密度。
在上述实施例的基础上，还可以获取上述待测岩石的含水饱和度，该含
水饱和度Sw＝Vp1/Vp×100％，其中，Vp为所述待测岩石的孔隙体积。
吸水过程中，可以在含水饱和度达到50％时停止测试，并将待测岩石从
液体中取出，进一步地进入到挥发实验阶段。
进一步地，将吸水后的上述待测岩石烘干预设时间段，进而将该待测岩
石进行抽真空，将抽真空后的待测岩石重新浸入上述液体，达到100％含水饱
和，并去除该待测岩石外部的多余液体。
这里将待测岩石烘干、抽真空以及再次吸水饱和，是为了待测岩石充分
吸水、测量的结果更加精确。
优选地，可以将吸水后的岩石烘干8小时。
具体实现过程中，将吸水后的岩石烘干预设时间后，进而将该待测岩石
进行抽真空，将抽真空后的待测岩石重新浸入上述液体，直到待测岩石的含
水饱和度达到100％，并将岩石外部多余的液体擦掉，之后采用称重装置测量
此时待测岩石的湿重并记录。
具体实现过程中，上述根据待测岩石挥发后的质量和挥发时间，获取待
测岩石的挥发速度，可以是：采用公式v2＝Vp2/t2获取所述待测岩石的挥发速
度v2，其中，Vp2为所述待测岩石的挥发体积，所述t2为所述挥发时间。
更具体地，待测岩石的挥发体积Vp2＝(W4-W3)/ρw，其中，W4为吸水后
饱和100％含水的所述待测岩石的质量，W3为所述待测岩石挥发后的质量，ρw
为上述液体的密度。
在上述实施例的基础上，还可以获取上述待测岩石的含水饱和度，该含
水饱和度Sw＝(Vp-Vp2)/Vp×100％，其中，Vp为所述待测岩石的孔隙体积。
具体地，可以在上述实施例的基础上，根据事实获取的数据，实时计算待测
岩石的含水饱和度。
更进一步地，在上述实施例的基础上，上述计时可以采用秒表来计时。
下面选取两个实验样品的实验数据进行说明。
实验样品1的长度为2.529厘米(cm)，直径为2.444cm，气体渗透率为
0.1423毫达西(mD)，孔隙度为8.21％。
表1为实验样品1吸水阶段的测试数据，
表1
表2为实验样品1挥发阶段的测试数据，
表2
实验样品2的长度为3.823厘米(cm)，直径为2.508cm，气体渗透率为
12.36毫达西(mD)，孔隙度为6.4％。
表3为实验样品2吸水阶段的测试数据，
表3
表4为实验样品2挥发阶段的测试数据，
表4
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对
其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通
技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，
或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并
不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。