一种基于微焦点X射线CT的CO₂-盐水接触角测量方法

摘要

本发明属于石油科研技术领域，涉及到一种基于微焦点X射线CT的CO₂-盐水接触角测量方法。测量方法包括岩芯驱替过程和微焦点X射线CT拍摄及图像后处理过程。本方法实现了CO₂-盐水接触角的孔隙级原位测量。一次拍摄后可以测量岩芯不同位置不同孔隙内的CO₂-盐水接触角，相比传统方法测量耗时少测量结果误差较小。本方法用于实际岩芯而非光滑理想材料，考虑了表面粗造度、矿物组成和孔隙结构的非均质性等对CO₂-盐水接触角的影响。本方法适用于CO₂-盐水平衡接触角、后退接触角和前进接触角测量，测量范围较广。测量结果直接作为数值模拟的输入参数，可以推广到任何气-液-固或液-液-固三相体系的接触角测量。

主权项

一种基于微焦点X射线CT的CO₂‑盐水接触角测量方法，其特征在于，步骤如下：步骤1.将岩芯夹持器放置到CT载物台上，盐水注入泵和CO₂注入泵通过管路与岩芯夹持器一端连接，背压泵通过管路与岩芯夹持器另一端相连；步骤2.将管路抽真空后通过盐水注入泵注入50倍孔隙体积盐水，控制压力和温度缓慢上升到工况要求，静置12小时，使岩芯被盐水充分饱和；步骤3.利用盐水注入泵注入1000倍孔隙体积的饱和CO₂盐水置换步骤2中盐水，确保岩芯被CO₂盐水100％饱和，岩芯颗粒表面达到饱和稳定状态；步骤4.CO₂‑盐水接触角包括：CO₂‑盐水平衡接触角、CO₂‑盐水前进接触角和CO₂‑盐水后退接触角，针对不同的CO₂‑盐水接触角分别采用步骤5、6或7的注入方式；步骤5.利用盐水注入泵和CO₂注入泵以的相同流量同时注入总共20倍孔隙体积CO₂和饱和CO₂盐水，保证毛细管数为10^‑6，静置6小时；步骤6.利用CO₂注入泵注入20倍孔隙体积CO₂，保证毛细管数为10^‑6，持续利用微焦点X射线CT进行2D扫描来观察CO₂开始驱替盐水的时间；步骤7.利用CO₂注入泵注入20倍孔隙体积CO₂，保证毛细管数为10^‑6，持续利用微焦点X射线CT进行2D扫描来观察CO₂开始驱替盐水的时间，然后利用盐水注入泵以相同流量注入20倍孔隙体积饱和CO₂盐水，持续利用微焦点X射线CT进行2D扫描来观察饱和CO₂盐水开始驱替CO₂的时间，使CO₂成为残余相留在孔隙内；步骤8.结束步骤5、步骤6或步骤7后利用微焦点X射线CT进行3D扫描；步骤5得到的是CO₂‑盐水平衡接触角；若岩芯亲水，则步骤6得到的是CO₂‑盐水后退接触角，步骤7得到的是CO₂‑盐水前进接触角；若岩芯亲CO₂，则步骤6得到的是CO₂‑盐水前进接触角，步骤7得到的是CO₂‑盐水后退接触角；步骤9.利用计算机对CT图像进行分割处理，得到岩芯不同位置不同孔隙内的CO₂‑盐水接触角。