一种利用煤岩特性测量煤岩接触角的方法与流程

1.本文涉及但不限于煤层气田开发领域，尤其涉及但不限于一种通过测试煤岩不同参数计算煤的接触角的方法。


背景技术：

2.煤层气开发过程中，由于储层的低孔隙度、低渗透性，一般采用压裂改造措施，提高储层产能。接触角作为衡量煤表面润湿性重要参数，通过评价不同浓度表面活性剂与煤接触角的关系，筛选合适的压裂液添加剂，可有效提压裂液体系性能，改善储层环境。
3.目前，压裂用助排剂、防水锁剂等添加剂因煤的非均质性，多采用表面张力、界面张力等参数进行评价，该种方法可检测出液体性能，但无法直观表征液体作用在煤上的润湿性。


技术实现要素：

4.以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。
5.本申请提供了一种煤的水接触角的测量方法，所述方法包括：对目标地层的煤进行采样，测量所述煤的r0、ad、vd、hd后，将以上参数带入公式(1)，计算所述煤的水接触角θ，
6.θ＝47.11+21.09r0+0.25ad+0.24vd+2.99hd……
(1)
7.式(1)中θ为接触角，单位为
°
；r0为煤的镜质体反射率，单位为％；ad为灰分，单位为wt.％；vd为挥发分，单位为wt.％；hd为氢含量，单位为wt.％。
8.在本申请提供的一种实施方式中，所述煤的镜质体反射率为0.3％至2％。
9.在本申请提供的一种实施方式中，所述灰分的测量方法为中国国家标准gb/t30732-2014《煤的工业分析方法仪器法》中灰分的测量方法。
10.在本申请提供的一种实施方式中，所述挥发分的测量方法为中国国家标准gb/t30732-2014《煤的工业分析方法仪器法》中挥发分的测量方法。
11.在本申请提供的一种实施方式中，所述氢含量的测量方法为中国国家标准gb/t30733-2014《煤中碳氢氮的测定仪器法》中氢含量的测量方法。
12.又一方面，本申请提供了上述的煤的水接触角的测量方法在测量因疏松无法直接测量水接触角的煤中的应用。
13.在本申请提供的一种实施方式中，所述因疏松无法直接测量水接触角的煤包括碎粒结构煤和糜棱结构煤中的任意一种或更多种。
14.在本申请提供的一种实施方式中，所述煤可以为鄂尔多斯盆地东缘大宁—吉县地区8#煤，也可以为其他区域其他种类的煤。
15.本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的其他优点可通过在说明书中所描述的方案来发明实现和获得。
具体实施方式
16.为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文对本申请的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
17.本申请实施例提供了一种煤的水接触角的测量方法，所述方法包括：对目标地层的煤进行采样，测量所述煤的r0、ad、vd、hd后，将以上参数带入公式(1)，计算所述煤的水接触角θ，
18.θ＝47.11+21.09r0+0.25ad+0.24vd+2.99hd……
(1)
19.式(1)中θ为接触角，单位为
°
；r0为煤的镜质体反射率，单位为％；ad为灰分，单位为wt.％；vd为挥发分，单位为wt.％；hd为氢含量，单位为wt.％。
20.在本申请实施例中，所述煤的镜质体反射率为0.3％至2％。
21.在本申请实施例中，所述灰分的测量方法为中国国家标准gb/t30732-2014《煤的工业分析方法仪器法》中灰分的测量方法。
22.在本申请实施例中，所述挥发分的测量方法为中国国家标准gb/t30732-2014《煤的工业分析方法仪器法》中挥发分的测量方法。
23.在本申请实施例中，所述氢含量的测量方法为中国国家标准gb/t30733-2014《煤中碳氢氮的测定仪器法》中氢含量的测量方法。
24.又一方面，本申请实施例提供了上述的煤的水接触角的测量方法在测量因疏松无法直接测量水接触角的煤中的应用。
25.在本申请实施例中，所述因疏松无法直接测量水接触角的煤包括碎粒结构煤和糜棱结构煤中的任意一种或更多种。
26.在本申请实施例中，所述煤可以为鄂尔多斯盆地东缘大宁—吉县地区8#煤中的碎粒结构煤或糜棱结构煤等无法使用常规方法测量水接触角的样品。使用其他区域其他种类的煤也可以使用本申请提供的方案测量煤的水接触角。
27.本申请利用工业分析仪、元素分析仪对编号为001至010共10种煤样的灰分、挥发分、氢含量进行分析测试，结果详见表1。
28.本申请实施例中，工业分析采用gb/t30732-2014《煤的工业分析方法仪器法》测试；元素分析采用gb/t30733-2014《煤中碳氢氮的测定仪器法》测试。
29.表1煤的镜质体反射率、元素和工业分析数据
30.[0031][0032]
选取表1中所述10种煤样中煤质均一的煤样，经打磨抛光后测试其与水接触角，结果见表2。所述水接触角的测试方法如下：
[0033]
首先，将原煤破碎成小块，直径约5cm，用100至1200不同硬度的细砂纸对煤样进行水磨，选取的原煤样品为可以使用常规方法测量水接触角的同区块同煤层的原煤样品；
[0034]
分别依次用100、200、400、600、800、1200砂纸打磨原煤煤样，每种砂纸打磨约5min，打磨完成后用纯水进行清洗，除去打磨面粘附的颗粒物；
[0035]
用毛玻璃对细砂纸打磨过得煤表面进行再次打磨3min；
[0036]
打磨完成后，用超声波清洗3min至5min；
[0037]
重复打磨4次至5次，直至原煤表面光滑无划痕，40℃烘箱中干燥，待煤样彻底干燥后，用接触角测试仪测试其与水之间的接触角。
[0038]
表1中测得的煤的镜质体反射率、元素和工业分析数据带入公式(1)中计算出每个样品的水接触角，结果见表2。
[0039]
表2煤水接触角模型计算值与实测值对比
[0040]
[0041][0042]
根据本申请提供的煤的水接触角的测量方法得到的接触角和实际测量的接触角进行对比，可以看出，本申请提供的利用煤质特性测量煤的接触角的方法准确、可靠。


技术特征：
1.一种煤的水接触角的测量方法，其特征在于，所述方法包括：对目标地层的煤进行采样，测量所述煤的r0、a
d
、v
d
、h
d
后，将以上参数带入公式(1)，计算所述煤的水接触角θ，θ＝47.11+21.09r0+0.25a
d
+0.24v
d
+2.99h
d
……
(1)式(1)中θ为接触角，单位为
°
；r0为煤的镜质体反射率，单位为％；a
d
为灰分，单位为wt.％；v
d
为挥发分，单位为wt.％；h
d
为氢含量，单位为wt.％。2.根据权利要求1所述的煤的水接触角的测量方法，其特征在于，所述煤的镜质体反射率为0.3％至2％。3.根据权利要求1或2所述的煤的水接触角的测量方法，其特征在于，所述灰分的测量方法为中国国家标准gb/t30732-2014《煤的工业分析方法仪器法》中灰分的测量方法。4.根据权利要求1或2所述的煤的水接触角的测量方法，其特征在于，所述挥发分的测量方法为中国国家标准gb/t30732-2014《煤的工业分析方法仪器法》中挥发分的测量方法。5.根据权利要求1或2所述的煤的水接触角的测量方法，其特征在于，所述氢含量的测量方法为中国国家标准gb/t30733-2014《煤中碳氢氮的测定仪器法》中氢含量的测量方法。6.一种权利要求1至5中任一项所述的煤的水接触角的测量方法在测量因疏松无法直接测量水接触角的煤中的应用。7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，所述因疏松无法直接测量水接触角的煤包括碎粒结构煤和糜棱结构煤中的任意一种或更多种。

技术总结
本申请公开了一种煤的水接触角的测量方法，对目标地层的煤进行采样，测量所述煤的R0、A


技术研发人员：熊琼姣 马莉丽 杨筝 魏振吉 杨赟 袁朴 蒋朝 李春虎 徐博瑞 王鑫 马良 成前辉 朱学光 胡雄 侯厶靖
受保护的技术使用者：中联煤层气国家工程研究中心有限责任公司
技术研发日：2023.01.04
技术公布日：2023/8/5