毛管压力曲线的应用.doc

第二节储层岩石的毛管压力曲线( 8 学时) 一、教学目的会计算任意曲面的附加压力,了解毛管压力曲线的测定与换算;了解毛管压力的滞后现象;分析毛管压力曲线;了解毛管压力曲线的应用。二、教学重点、难点教学重点: 1、任意曲面的附加压力的计算; 2、毛管压力曲线的测定与换算; 3、毛管压力的滞后现象; 4、毛管压力曲线的分析及应用。教学难点 1、任意曲面的附加压力的计算; 2、毛管压力曲线的测定与换算; 3、毛管压力曲线的分析及应用。三、教法说明课堂讲授并辅助以多媒体课件展示相关的数据和图表四、教学内容本节主要介绍五个方面的问题: 一、任意曲面的附加压力二、毛管中液体的上升( 与下降) 三、毛管压力曲线的测定与换算四、毛管压力的滞后现象五、毛管压力曲线的分析及应用(一) 、任意曲面的附加压力一、任意曲面的附加压力拉普拉斯方程: 讨论: (1). 毛管中弯液面为球面时毛管压力 Pc: 毛管中弯液面两侧非湿相压力与湿相压力之差大小: 方向: 指向弯液面内侧分析讨论:Pc 与r 成反比,r 越小,Pc 越大 Pc与б成正比,б越大,Pc 越大 Pc与 cos θ成正比, θ→ 0°或θ→ 180 ° ,Pc 越大(2). 毛管中弯液面为平面时) 11( 21RR P????rR PP c??? cos 22????r P c?? cos 2?(3). 毛管中弯液面为柱面时(4). 毛管断面渐变时(5). 裂缝中的毛管压力(二) 、毛管中液体的上升( 与下降) 气- 液系统: 式中: A ——附着张力=σ cos θ,达因/cm r ——毛管半径, cm ρ——液体密度, g/cm 3g ——重力加速度, cm/s 2 σ——液体的表面张力,达因/cm 0??Pr PP c????r PP c) cos( 2???????W PP c?? cos 2???gr h w??? cos 2?θ——接触角 h ——液体上升高度, cm 油- 水系统: 根据毛细管公式我们可以看到: 1 、毛管压力 cP 和? cos 成正比, 090 ??,极性大的那一相为润湿相, ? cos 为正, cP 为正,此时润湿相沿毛管自发吸入上升。 2 、毛管压力和 Pc 和毛管半径成反比,这就是说毛管半径越小, 毛管力就越大, 毛细管自发吸入湿相的能力就越强, 润湿相沿毛细管上升的高度就越大。 3 、毛管力实质上是润湿现象的一个特例,是自由表面能在毛细管内相互作用平衡的结果, 因此, 随着两流体界面张力的增大, 即两种液体性质差别的增大, 毛管力也应当增大, 湿相在毛细管中上升就越高。 4 、毛管力是发生在毛细管中的润湿现象,亦就是说:毛管力是 gr h??????? cos 2 润湿的结果, 随着润湿相沿毛管的上升。毛管中必然出现弯液面(如果不考虑重力的影响,则应该为球面) ,由引可知,只有在出现弯液面的条件下, 才有毛细现象存在。且润湿相和非润湿相的润湿能力相差越大, 毛细管半径越小, 那么, 两相界面在毛细管中弯曲的越明显, 即曲率半径越小,毛管力越大。另外, 根据前面的推导可知: 当毛细管插入湿相中时, 则湿相将沿管中润湿相驱走, 这一过程是自发的, 所以毛管力比时为湿相驱非湿相的动力。根据上述的毛管力计算公式可以看出, 当毛细管倾斜时, 液柱高度将保持不变,那么当毛细管成水平方向时,亲水毛细管的毛管力则成为水驱油的动力,即: 1 )当油芷岩石表面亲水时,油芷中的毛管力是水驱油的动力。 2 )当岩石表面亲油时,油芷中的毛管力则是水驱油的阻力。但是在实际注水开发的油芷中,往往注入水向前的运动速度过大, 由于润湿滞后听影响, 则会导致弯液面发生反转, 导致润湿性发生变化, 即使毛管力作为水驱油的动力作用得不到发挥。因而降低了驱油效率。(三) 、毛管压力曲线的测定与换算 1 、毛管压力曲线非湿相首先进入最大孔道时所相应的最低驱替压力(即毛管压力)称为“阀压”或“门槛压力”,超过此压力非湿相就进入孔隙介质之中。岩心中湿相饱和度与毛管压力之间存在着某种函数关系。这种函数关系无法用代数表达式来表示, 只有通过室内实验用曲线的形式来描述,这种曲线就是毛管压力曲线。根据分析我们可以看出: ①毛细管压力是由非润湿相表面的曲率所决定的, 而界面曲率又与孔隙喉道的大小有关,同时与非湿相(或湿相)的饱和度有关。随着压力的升高, 非润湿相饱和度增大, 润湿相饱和度降低, 即非润湿相界面曲率也增大(曲率半径减小) ,所以说毛细管压力随湿相饱和度的减小而增大, 即毛细管压力是湿相饱和度的函数, 通常用曲线表示②在排驱过程中起控制作用的喉道的大小, 而不是孔隙。一旦排驱压力克服了喉道的毛细管压力,非润湿相即可进入孔隙。③在一定压力下非润湿相能够进入的喉道的大小分布是很分散的,只要等于及大于