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申请/专利权人：西南石油大学

摘要：本发明涉及一种基于质量变化的岩石水敏程度评价方法，属于油气田开发领域；它解决使用室内实验评价岩石水敏程度耗时长，人力成本高，过程繁琐的问题；其技术方案是：根据泊肃叶定律，建立岩石水敏指数与平均孔隙半径关系模型；水敏后黏土吸水膨胀，质量改变，建立质量变化与平均孔隙半径关系模型；利用水敏前后质量变化系数表征质量变化程度，对质量变化进行无因次化处理，联立水敏指数与平均孔隙半径关系模型及质量变化与平均孔隙半径关系模型，建立水敏指数与质量变化关系模型；再测试岩样孔隙体积、黏土矿物体积及黏土矿物水敏前后密度变化，再根据岩样在不同矿化度盐水中完全饱和前后的质量，即可计算岩石在不同矿化度盐水中的水敏指数，快速判断岩石水敏程度。本发明实际应用效果较好，计算结果可靠，可推广性强。

主权项：1.一种基于质量变化的岩石水敏程度评价方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：S100，根据泊肃叶定律，建立岩石水敏指数与平均孔隙半径关系模型的步骤为，S101，引入泊肃叶定律，使用水敏前后的平均孔隙半径表征水敏前后的渗透率；S102，将平均孔隙半径表征的水敏前后的渗透率带入水敏指数表达式，建立岩石水敏指数与平均孔隙半径关系模型为式中，IW为水敏指数，单位为无量纲量，φ1为水敏前孔隙度，单位为无量纲量，r1为水敏前平均孔隙半径，单位为cm，φ2为水敏后孔隙度，单位为无量纲量，r2水敏后平均孔隙半径，单位为cm；S200，水敏后黏土吸水膨胀，质量改变，建立质量变化与平均孔隙半径关系模型的步骤为，S201，水敏后黏土吸水膨胀，密度减小，黏土质量改变量为水敏后黏土矿物质量减去水敏前黏土矿物质量，表达式为，Δm1＝ρ2V1+ΔV-ρ1V1，式中，Δm1为黏土水敏前后质量变化大小，单位为g，ρ1为水敏前黏土矿物的密度，单位为gcm3，ρ2为水敏后黏土矿物的密度，单位为gcm3，V1为水敏前黏土矿物的体积，单位为cm3，ΔV为水敏后黏土矿物增加的体积，单位为cm3；S202，水敏后黏土吸水膨胀，体积增大，使得孔隙体积减小，从而排出孔隙中的盐水，使得孔隙中的盐水质量变小，黏土矿物的体积增加量等于孔隙体积的减少量，因此盐水的质量改变量为Δm2＝ρWΔV，式中，Δm2为水敏前后孔隙中水的质量变化大小，单位为g，ρW为孔隙中盐水的密度，单位为gcm3，ΔV为水敏后黏土矿物增加的体积，单位为cm3；S203，岩石质量的减少量等于孔隙中盐水质量减少量减去水敏后黏土矿物的质量增加量，建立岩石质量的减少量与孔隙体积的关系式为，Δm＝ρWΔV-[ρ2V1+ΔV-ρ1V1]，式中，Δm为水敏前后岩石质量变化大小，单位为g，ρW为孔隙中盐水的密度，单位为gcm3，ΔV为水敏后黏土矿物增加的体积，单位为cm3，ρ1为水敏前黏土矿物的密度，单位为gcm3，ρ2为水敏后黏土矿物的密度，单位为gcm3，V1为水敏前黏土矿物的体积，单位为cm3；S204，利用水敏前后质量变化系数表征质量变化程度，对Δm进行无因次化处理，Δm＝am1，式中，Δm为水敏前后岩石质量变化大小，单位为g，a为水敏前后质量变化系数，单位为无量纲，m1为水敏前岩石质量大小，单位为g；S205，根据水敏前后的孔隙体积，表征水敏前后平均孔隙半径，建立平均孔隙半径与孔隙体积变化量的函数关系，结合岩石质量的减少量与孔隙体积变化量关系式，建立质量变化与平均孔隙半径关系模型，水敏前平均孔隙半径计算式为水敏后平均孔隙半径计算式为式中，r1为水敏前平均孔隙半径，单位为cm，r2水敏后平均孔隙半径，单位为cm，V0为岩石初始孔隙体积，单位为cm3，V1为水敏前黏土矿物的体积，单位为cm3，N为孔隙数量，单位为无量纲量，Δm为水敏前后岩石质量变化大小，单位为g，ρW为孔隙中盐水的密度，单位为gcm3，ρ1为水敏前黏土矿物的密度，单位为gcm3，ρ2为水敏后黏土矿物的密度，单位为gcm3；S300，联立水敏指数与平均孔隙半径关系模型及质量变化与平均孔隙半径关系模型，建立水敏指数与质量变化关系模型，式中，IW为水敏指数，单位为无量纲量，V0为岩石初始孔隙体积，单位为cm3，a为水敏前后质量变化系数，单位为无量纲，m1为水敏前岩石质量大小，单位为g，V1为水敏前黏土矿物的体积，单位为cm3，ρW为孔隙中盐水的密度，单位为gcm3，ρ1为水敏前黏土矿物的密度，单位为gcm3，ρ2为水敏后黏土矿物的密度，单位为gcm3；S400，再测试岩样孔隙体积、黏土矿物体积及黏土矿物水敏前后密度变化，再根据岩样在不同矿化度盐水中完全饱和前后的质量，即可计算岩石在不同矿化度盐水中的水敏指数，快速判断岩石水敏程度的步骤为，S401，测试岩石孔隙度及岩石体积，计算岩石孔隙体积V0，单位为cm3；S402，使用X衍射，测试岩石黏土含量，计算水敏前黏土矿物体积V1，单位为cm3；S403，使用目标区实际黏土样品，测试水敏前黏土矿物的密度ρ1，单位为gcm3，测试不同矿化度盐水密度ρW，单位为gcm3，使用不同矿化度盐水浸泡黏土样品，测试不同矿化度浸泡后黏土的密度ρ2，单位为gcm3；S404，测量岩样在不同矿化度盐水中完全饱和前后的质量m1和m2，单位为g，计算出水敏前后质量变化系数a，带入水敏指数与质量变化关系模型，即可计算岩石在不同矿化度盐水中的水敏指数，快速判断岩石水敏程度。

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