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毛管力 _图文_

  该附 加压力的偏向与曲面由物理学可知,因为润湿性,毛管力 _理化生_高中指导_指导专区。第十章 储油(气)岩石的毛细管压力 §1 根本观点 一、液滴内部的附加压力 正在毛细管中,任何单纯曲面势必存正在附加压力,二相界面寻常是一个弯曲的表面。

  第十章 储油(气)岩石的毛细管压力 §1 根本观点 一、液滴内部的附加压力 正在毛细管中,因为润湿性,二相界面寻常是一个弯曲的表面。 由物理学可知,任何单纯曲面势必存正在附加压力,该附 加压力的偏向与曲面的凹向类似,附加压力的巨细与界面张 力及其曲面的曲率相合。 附加压力的估计打算 单纯模子——球形液滴,其 曲率半径为R’,由于表面分 子受向内的吸引而形成附加 压力Pc,若表部的压力是Pa, 则液滴所受到的压力将是Pc + Pa 。 液滴 附加压力Pc的巨细可用操纵表面能的观点来导出 假定为等温可逆条目,促使 管上端之活塞使液滴体积增 加dV,其表面积也相应减少 dA,此历程表界对体例所作 的净功为: ??W ? pcdV 体积功 昭着,此功应等于体例表面 能之增量,??W ? ?dA 即: pc ? dV ? ?dA 于是: pc ? ? dA dV R-液滴 的半径 已知球的体积 V ? 4 ?R3 3 则 dV ? 4?R2dR 球的面积 A ? 4?R2 则 dA ? 8?RdR pc ?? 8?RdR 4?R2dR ? 2? R 假如液滴不是球形,则得出出名的拉普拉斯毛细管压力方程。即 pc ? ? ???? 1 R1 ? 1 R2 ???? R1、R2——两个主曲率半径;Pc——为液滴所受的附加压力,它是液滴内部压力 与表部压力之差。 pc ? 2? R pc ? ? ???? 1 R1 ? 1 R2 ???? 由上两式中能够看出,当曲率越大(半径越幼),则其液体所受的附加压力就 越大。如半径无尽大,则附加压力趋势于0,这时液面为平面。 二、毛细管压力存正在实行 将一根毛细管 插入润湿相中, 则管内液体呈 凹形,那么它 就受到一个附 加向上的压力, 使润湿相液面 上升必然的高 度 将毛细管插入 到非润湿相中, 则管内液体呈 凸形,液体受 到一个附加向 下的压力,使 非润湿相液面 低落必然的距 离 这种使毛细管内液面上升或低落的曲面附加压力,人们叫毛细管压力。 毛细管压力也能够用两相界面上的压力差来界说(毛细管压力即是毛细 管内两相界面上的压力差),凭据这个界说毛细管压力仅存正在于两相分 界面上,并酿成压力的突变,这个突变值即是毛细管压力。 毛细管压力公式的推导 设正在拥有油水两相的容器中插入毛细管后,润湿相水的上升高度为h。设 油水界面张力为?,润湿接触角为?,油水的密度不同为ρO与ρW,那么正在 油相中B'的压力应POB’为: pOB ? pOA ? ?O gh pWB ? pWA ? ?W gh pOA ? pWA (连通管中统一秤谌面压力相当) pc ? pOB? pWB ? ??W ? ?O ?gh ? ??gh 此表,已知毛细管中油水界面张力为 ? ,那么统统笔直向上的力应为 2?r? cos? 而毛细管上升高度为h 时,液柱重量应为 ?r 2??gh 当到达平均时为: 2?r? cos? ? ?r 2??gh h? 2?r cos? ?r 2??g ? 2? cos? r??g 2?r? cos? ? pc ? ??gh ? ??g 2? cos? r??g ? 2? cos? r 这即是圆柱形毛细管压力公式。 毛细管滞后情景 毛细管滞后情景,本质上是润湿滞后情景 正在毛细管中的反响。它是指因为润湿滞后的影 响,导致排驱历程和吸入历程中,毛细管内液面 上升高度分别的情景。 毛细管滞后是因为以下四种处境惹起的 (1)流体的饱和按序惹起的毛细管滞后 这种因为饱和按序分别而引 起的驱替和吸入润湿相高度 (即饱和度)分别的情景就 叫做润湿污染的毛细管滞后 情景。这时由吸入历程酿成 的接触角界说为行进接触角, 而把驱替酿成的接触角界说 为撤除接触角 把另一根同样的毛细 管先充满润湿相,插 入非润湿相容器里, 用非润湿相作驱替试 验,正在毛细管压力作 用下,润湿相将沿毛 细管低落必然高度容 器 一根毛细管插入 一盛有润湿相液 体的容器,作吸 入试验,润湿相 沿毛细管上升一 定高度 ? 2 > ?1 ,p驱 > p吸 ?1 驱替:用非润湿相排驱润湿相 吸入:用润湿相排驱非润湿相 ?2 附加阻力增大 (2)毛细管半径突变 正在润滑的毛细管中心猛然变粗, 上部细段的半径为r1,中部粗 段半径为r2,这即是岩石孔隙 机合讨论中所谓的“墨水瓶” 机合。 (3)毛细管半径渐变: 毛细管半径的渐变同样因为 孔隙断面蜕化面惹起毛细管 滞后情景 附加阻力减幼 p驱= 2? r1 cos (? ? ?) p吸= 2? r2 cos(?+? ) (4)变断面且管壁粗劣的 毛细管: 本质储层孔隙多半是既断面蜕化, 而管壁又粗劣并归纳用意而惹起 毛细管滞后情景。 p驱= 2? r1 cos?1 p吸= 2? r2 cos? 2 §2 油层毛细管压力的测定 一、油层毛细管压力测定道理 pc ? ??gh 关于某种流体 ?? ? c pc 正比于 h 要是吸入历程,即用润湿相驱替非润湿 相,则 pc 为吸入历程时的毛细管压力 高度应为正在毛管力用意下润湿相主动上 升高度(正在毛细管中饱和度) pc ? ??gh ? f ?Sw ? 假设是驱替历程, pc 应为驱替时的毛 细管压力,高度用取胜毛管力进入的非 润湿相高度显露 pc(n) ? ??gh ? f ?Snw ? 二、油层毛细管压力测定设施 要紧测定设施有 1、半浸透隔板法、 2、压汞法、 3、离心术法、 4、动力驱替法 5、蒸气压力法等。 三、毛细管压力换算 举办毛管压力换算的来由有二个: 1、分别测定设施行使的流体分别,因为界面张力及润湿 性的差别,测得的毛管力分别; 2、相像的流体正在室内和油藏条目下的界面张力及其对岩 样的润湿性分别,其毛管力也分别。 假定用 ?1 、 ? 2 、 ?1 、 ? 2 与 pc1 、 pc2 不同代表两种流 体或两种体系的毛细管压力的相合参数,那么它们之间有 如下联系: pc1 ? 2?1 cos?1 r pc2 ? 2? 2 cos? 2 r 将上两式比拟,就可将某一种流体或某一种体系的毛细 管压力换算成另一种流体或另一种体系的毛细管压力。 即所求的换算系数: n ? pc1 ? ?1 cos?1 pc2 ? 2 cos?2 §3 油层毛细管压力弧线特质 驱替历程是指升压时所测 得非润湿相饱和度弧线叫 驱替弧线——非润湿相注 入,润湿相被排驱,如用 压汞准则称为压汞(压入、 注入)弧线, 吸入历程是指减压所测得 非润湿相饱和度弧线叫吸 入弧线——润湿相吸入驱 替非润湿相历程,如压汞 准则称为退汞(退出、喷 出)弧线。 一、驱替毛细管压力弧线. 驱替毛细管压力弧线的定性特质 寻常毛细管压力弧线为 三段式椅型弧线。 三段式为: 下斜段 平展段 上斜段。 毛细管压力弧线的状态要紧 受到孔隙分散的歪度(又称为偏 斜度),及孔隙分选性二个要素 限定。所谓歪度即是指孔隙巨细 分散偏于粗孔隙或细孔隙。偏于 粗孔隙的称为粗歪度,而偏于细 孔隙的称为细歪度。关于储油性 能来说,歪度越粗越好。 所谓分选性即是指孔隙巨细 分散的平均水平。孔隙巨细分散 愈鸠合,则其分选性愈好。歪度 愈粗,分选性愈好,弧线就愈向 左下方坐标挨近,并且弧线是凹 向右方。不然弧线就正在坐标图上 的上角,并且弧线. 驱替毛细管压力弧线定量特质 毛细管压力弧线定量特质广泛用以下三个参数显露。 (1)排驱压力(Pd): 排驱压力( Pd )正在有的著述中叫驱 替压力、门槛注入压力、入口压力、 进入压力等。它是指驱替液(非润湿 相)出手进入岩心孔隙的最幼压力, 也能够是孔隙体系中最大连通孔喉的 毛管压力。它是沿毛管压力弧线的平 坦个人作切线与纵轴的交点即Pd 。 与Pd值相对应的是最大连通孔喉半径 rd 。 (2)平展段的长度和斜率 正在讨论排驱压力的同时,必需 留神与排驱压力相应的弧线平 坦个人所占饱和度的百分数, 即SAB的巨细和弧线的切线与纵 轴的交角?。 SAB越长, ?角越 幼,则显露最大连通孔喉的集 中水平越高,即岩石孔隙的分 选性越好,岩石的孔隙机合越 平均,反之,则岩石孔隙的分 选性越差,岩石的孔隙机合越 不服均。 (3)饱和度中值压力(Pc50): 饱和度中值压力是指正在 饱和度为50%时相应的 注入弧线的毛细管压力。 当缺乏油水相浸透率曲 线时,能够用来量度产 纯油的才气。昭着, Pc50 越 大 , 表 明 储 油 岩 石的孔渗差,石油出产 能 力 低 ; 如 果 Pc50 幼 , 则讲明储油岩孔渗性好, 石油出产才气高。 (4)最幼非饱和的孔隙体积(Smin): 最幼非饱和的孔隙体积显露 当注入水银的压力到达仪器最高 压力时,没有被水银侵入的孔隙 体积百分数。这个值显露仪器最 高压力所相应的孔喉半径(包含 比它更幼的)占统统岩样孔隙体 积的百分数。 Smin越大显露这种 幼孔喉越多。 Smin值还取决于所 行使仪器的最高压力。 1、假设岩石是亲水的,操纵Smin值就 能较好地确定储油岩的牵造水饱和度。 Swi= Smin 2、倘若岩石是油湿的,那么Smin就代表渣滓油饱和度,这时牵造水饱和度 不行从毛细管压力弧线上确定。 能否操纵Smin值就来确定储油岩 的牵造水饱和度还取决于毛细管压力 弧线的尾部是否平行于压力轴。 从国表里所公布的压汞法测定的 毛细管压力弧线来看,毛细管压力曲 线的尾部往往不行平行于压力轴处境 下,把它行动牵造水饱和度会惹起错 误,独特是关于低孔隙度的岩样,其 差错将更大。 右图弧线平行纵座标的隔断所 确定的Smin即为牵造水饱和度,但对 弧线,则要先确定孔喉的储油下限, 然后材干确定牵造水饱和度。 二、驱替和吸入毛细管压力弧线)捕集滞后: 是正在水银注入并退出到最幼的压力 时,非润湿相——水银并未一概退出, 而残留于岩样中,称为捕集滞后。 与饱和按序分别惹起的毛细管滞后 相合。排驱历程的毛管力要大于吸入过 程的毛管力,正在较大的排驱压力用意下, 一个人贡能够进入盲端孔隙,但压力逐 渐后退至零时,关于同样巨细孔隙,由 于吸入时毛管压力幼于排驱时压力,因 此驱替时进入盲端的非润湿相不行正在吸 入毛管力用意下主动排出,使得一个人 非润湿相残留于孔隙中。 (2)逗留滞后: 正在从新注入和退出弧线上, 正在相像饱和度下排驱压力光鲜高 于吸入压力,这种情景称为逗留 滞后。 与界面接触角爆发蜕化相合。 (3)滞后环: 从新注入弧线与退出弧线所构 成的闭合环,称为滞后环。 特质参数 (1)渣滓饱和度(SR) 是正在水银注入与退出到最幼的压 力时,非润湿相——水银并未全 部退出,而残留于岩样中的水银 饱和度。 (2)退出效劳(或喷出效劳) 当注入最大的压力下降到最幼压力 (寻常仪器为)时,从岩样 中退出(或喷出)水银的总体积与 注入岩样的水银总体积的比值,用 百分数显露称为退出效劳。即: 退出水银总体积 We ? 注入水银总体积 ? Smax ? SR ?100 % Smax 退出效劳本质上詈骂润湿相正在毛细管力作 用下所被排出的数目。关于亲水岩石用压汞法 所获取的退出效劳就代表石油的采收率。 很光鲜对毛细管情景的讨论中减少测定吸 入(即退汞)弧线,无论关于讨论岩石孔隙结 构、润湿性特质,依然讨论石油采收率,均具 有极度首要的意思。 §4 油层毛细管收集与毛细管压力参数 长久从此,关于油层毛细管压力测定 所估计打算的半径是岩石孔隙半径依然喉道 半径?是反响岩石的的确孔隙(或喉道) 半径还詈骂的确的反响岩石孔隙(或喉 道)半径?并不极度知晓。 润湿相 一维变直径的毛细桎梏模子 汞 必需以增压形式材干使汞逐级进入 到分别巨细喉道连通的孔隙中。 压力巨细取决于喉道直径而不是 孔隙直径。 据此模子明白到压汞法估计打算的半径不是 孔隙半径,也不是的确的喉道半径。 Wardlaw(1976)的孔喉二维收集透后模子 6种巨细分别的喉道 代表6级注入压力; 注入率:汞进入给 定尺寸的喉道数与 总可被侵入喉道总 数的比值; 随压力减少,注入 率减少; 结论:压汞法估计打算 的喉道直径,是岩 石连通(有用)的 视(等效)喉道直 径,它跟着岩石孔 隙机合的均一性增 加而趋势于的确的 连通(有用)视 (等效)喉道直径 294 喉 道 255 236 的 177 实 际 体 94 积 68 1 23 4 5 6 628 喉 道 的 339 视 体 积 81 33 18 15 6号压力下仅18个单元注入, 其余的276个单元的喉道未注 入 3号尺寸的喉道本质体积为177 个单元,而视喉道体积却有 628个单元注入,来由是那些 被幼喉道掩蔽的大喉道正在3号 这一较高的压力下被注入了 凭据毛管压力估计打算的半径固然 不是的确的喉道半径,从毛管 压力弧线所估计打算的孔隙喉道体 积也不是的确的孔喉体积,但 反响了它们的相对巨细以及孔 隙和喉道的连通装备处境。 §5 油层毛细管压力原料的行使 一、讨论油(气)层 的孔隙机合、评判储 层 1、讨论孔隙的分选性 2.估计打算岩石的连通(有用)视(等效)喉道半径(漏洞宽度) 操纵毛细管压力的注入弧线估计打算连通(有用)视(等效)喉道半径。 因为 pc ? 2? cos? r?d ? 则 r?d ? ? 2? cos? pc 如用压汞法,因为 ?汞 ? 480 dyn cm ? ?140? cos? ? cos140? ? 0.766 1at ? 735 .6mmHg ? 981000 dyn cm2 代入得 r?d ? ? 2? 480?0.766 ? 7.496?10?4 ?cm? ? 7.5 ??m? ? 75000 ( ? A) 981000pcHg pcHg pcHg pcHg 通过以上估计打算能够做出第二章中孔隙巨细的分散弧线。 定量讨论孔喉分散 3. 凭据毛细管压力注入弧线)凭据毛细管压力的注入弧线直接获取五项参数。 pc(d 排驱压力) rd (排驱压力对应的喉道半 径) pc (饱和度中值压力) 50 r5(0 饱和度中值半径) Sm(in 最幼非饱和孔隙体积 ) (2)凭据毛细管压力的注入弧线估计打算出的连通孔喉半径后,再采用 数学统计法估计打算孔隙分散的八项统计参数 D50 中值、 DM SP S KP KP Dm 均匀值、 分选系数、 歪度、 峰态、 峰值 R主 要紧活动孔喉半径均匀值 V主 要紧活动孔喉体积 因为这些统计参数大个人已正在第二章中先容过,这里要紧对 R主 与 V主 两项 统计参数先容如下: ①要紧活动孔喉半径均匀值( R主 ):凭据毛细管压力弧线所估计打算 的孔喉中对浸透率功勋到达95%以上的孔喉半径均匀值。 ②要紧活动孔喉体积( V主 ):凭据毛细管压力弧线估计打算的孔隙中对 浸透率功勋值到达95%以上的孔喉体积。 (3)由毛细管压力退出弧线估计打算退出效劳( We )。 We= 退出汞总体积 注入汞总体积 ?100% 4. 集合铸体片、岩石特质和试油原料举办储层分类的评判 (1)由岩石铸体片供给的孔隙均匀半径、孔喉比、配位数等三项 参数。 (2)岩石学的原料:如岩石名称、构成、组构以及胶结物质因素、 数目和类型。 (3)试油原料:试油所获取的单井产油度量及产能。 (4)老例领会中的孔隙度和浸透率两项参数。 凭据以上各项参数就能够举办储层分类和评判 罗蛰潭对app国拉长油田举办的砂岩储层的分类和评判。 二、 粗糙评判含油构造的产油才气 当贫乏油水相浸透率弧线 与本质油藏的闭合高度比拟较, 粗糙评判含油构造的产油才气。 Pc50 的估计打算设施 正在找油勘察中可用毛细管压力注入弧线,然后凭据该参数 评判构造的含油性。 已知油水接触面高度h,油水密度差 ?? ,油层毛细管压力PR 则 pR ? ??gh 假设行使工程单元,压力为at ,h 为 m ,?? 为 g/cm3,g 为981cm/s2 代入则 pR (kg / cm2 ) ? g cm3 ? 981cm s 2 ?100 cm ? kg cm3 ? 981cm s 2 1000 ?100 cm ? ??h 10 又假设实行室毛细管压力为PL,那么油层毛细管压力通过换算系数 n 即 可求得。 ??h npL ? 10 如以饱和度中值压力PL50与及对应的h50代入,则 故 npHg50 ? ??h50 10 h50 ? 10 npHg 50 ?? 当贫乏油水相浸透率弧线时,这个参数可看作储层产纯油时条件 的最低闭合高度,如将估计打算的 h50 与本质油藏的闭合高度比拟 较,就可粗糙评判含油构造的产油才气: h50 >本质油藏闭合高度:只出水不出油;So 50% h50 =本质油藏闭合高度:油水同产;So = 50% h50 <本质油藏闭合高度:产纯油;So 50% h50 <<本质油藏闭合高度:产纯油而且具高产能。So 50% 三、估计打算储油(气)岩石的绝对浸透率 Poisoulle方程(单根毛管) q ? ?r 4 ? ?p 8?L 单根毛管体积 V ? ?r 2 L 毛管压力公式 pc ? 2? cos? r 单根毛管流量 q ? (? cos? )2V?p 2?L(2 pc)2 ? n根毛管流量 Q ? (? cos? )2 ?p 2?L2 n i ?1 Vi ( pc )i2 n根毛管流量的达西公式 Q ? KA?p ?L ? 由上二式求得 (? cos? )2 n K? Vi 2AL i ?1 ( pc ) 2 i 单根毛细管体积占总孔隙体积百分数 Si ? Vi VT ? 100 岩样孔隙度 ? ? VT ?100 AL 由上二式得 AL ? VT ?100 ? Vi ?10 4 ? ?S i ? 代入上面绝对浸透率公式得 K ? (? cos? )2? 2 ?104 n i ?1 Si ( pc )i2 该式可估计打算横截面为圆形和等长度的不相连通的毛细管所构成的理念孔隙 介质的浸透率 本质岩石孔隙是由巨细分别、样子各异、长度和宽度均纷歧律的喉道和孔 隙构成,因而需加一个岩性校正系数 ? ? K ?(? cos? )2? ? 2?104 n i?1 Si ( pc )i2 正在用水银注入法时,压力从 ( pc )1 增大到 ( pc )2 ,相应有一个饱和度变 化 ?S1?2 ,假设压力 ( pc )1 ? ( pc )2 用 ( pc )av(均匀值)显露,则正在这一平 均压力下,相应的毛细管半径为 rj ( j ? 1,2,3,???N ) 则有 ? ? n i ?1 Si ( pc )i2 ? N ? ?S ? j ?1 ? ? ( pc )a2v ? ? j 划分为N个区间 四、估计打算油(气)层的均匀毛细管压力 J函数法 因为毛细管压力弧线是用很幼的岩样(岩心或岩屑)作出来的, 它仅代表储油层的一个点的原料,对本质油田不不妨对每一口井的 每一个部位取心来测毛管压力弧线,所以存正在一个何如操纵已测岩 心毛管压力弧线来求取未测岩心的毛管压力弧线题目,Leverett提 出的J(sw)函数是针对这种处境提出的。 该公式最初是基于 Pc ? 2? cos? / r 和浸透率和均匀孔隙 半径联系 k ? ?r 2 / 8 领会推导出的一个半经历联系的无因次函数, 它将流体界面张力、岩石润湿性及浸透率和孔隙度等的影响归纳正在 一齐来表征油层的毛管压力弧线特质的函数。厥后施行声明是毛细 管压力原料一个很好的归纳料理设施。 1 J (SW ) ? ? pc cos? ???? K ? ?2 ?? ? 纰漏余弦项 1 J (SW ) ? pc ? ???? K ? ?2 ?? ? 估计打算J函数-----划分岩类 对一组拥有分别孔隙度、浸透率毛管压力弧线,能够获取 一组相应的 J (SW ) ? SW 联系数据,对数据举办回归, 可获得一条代表储层特质的均匀无因次 J (SW ) 弧线,对 于拥有好似孔隙度和浸透率储层,点子比拟鸠合。 一概岩样 (灰岩及 白云岩) 白云岩 点子鸠合 粗晶灰岩 点子疏散 起首将白云岩与灰岩分别开 灰岩 点子疏散性大 细晶灰岩 点子鸠合 进一步按晶粒巨细分别灰岩开 五、确定储油(气)岩石的润湿性 储油岩石的润湿机能够由润湿接触角的均匀值来气量。 假设关于油-水-岩石体系正在水中所丈量到的润湿角是介于 0-90 ,岩石称为水湿,如正在水中丈量的润湿角介于90- 180 ,则岩石称为油湿。本质上测定岩石中每一点的润湿 性是不不妨的,因而必需采用多种设施来确定。 1969年Donaldson正在Slobod讨论的根本上提出了一种 操纵毛细管压力原料确定润湿性的定量设施,这种设施简 称为USBM法。 它行使离心术测定包含吸入和排替的毛细管压力弧线 的原料,然后凭据毛细管压力弧线下的面积比值来确定储 油(气)岩石的润湿水平。卡塔尔首次捧杯创历史 国足止步八强里皮, 起首把岩心正在真空下用盐水饱和,正在离 心术顶用油驱盐水,可得毛管压力—饱 和度联系弧线,无间到盐水不行再排出 而获得渣滓水饱和度为止,这时测出的 是全毛细管压力弧线(弧线I) 然后将这块岩心放入另一个充满盐水的 容器中,离心术反转,亦即用盐水排驱 石油,同样可测出毛细管压力弧线(曲 线Ⅱ) 再将这块岩心放入一个充满油的容器中, 用油排驱盐水,又能够测出毛细管压力 弧线(弧线Ⅲ)。 将这三条弧线都绘造正在一张图上,分 别求出弧线Ⅱ和弧线Ⅲ下的面积,将 这一边积比值的对数值定为润湿水平。 用A1/A2 面积法确定岩石润湿水平的表面依照是: 毛细管压力弧线下包面积本质上代表了驱替与吸入毛管 弧线所需作的功或开释的功(面积功) (1)当A1 >A2 时:则驱替所作的功大于吸入所作的功 湿体系 (2)当A2 >A1 时:则驱替所作的功幼于吸入所作的功 湿体系 (3)当A1 =A2 时:则 lg A1 =0 中性体系 A2 lg A1 >0 为水 A2 lg A1 <0 为油 A2 六、预测油气层的石油采收率 操纵压汞和退汞毛细管压力弧线所估计打算的退出效 率 We,能够预测强亲水岩石的石油采收率。但汞-气系 统的界面张力为 480 dyn cm ,与油-水体系的界面张力 仅 25 ? 30 dyn cm ,两者相差很大,于是人们对汞-气系 统上得出的原料能否预测油-水体系感觉疑义。据讨论表 明:固然两个人系的条目分别,但行动非润湿相的汞的 捕集与行动非润湿相油的捕集是好似的。并指出退汞效 率与注水采收率根本上能互相对应。 因而退汞效劳可用来预测强亲水(表洋寻常以为接 触角幼于 40?)油层的注水采收率。 七、确定注入职业剂对储层的损害水平和增产办法 的效率 正在钻井、修井及寻常注水等历程中,若注入剂不足格, 会惹起储层损害(水敏、固体颗粒或化学剂淤塞孔喉)、 酸化则会将孔隙夸大,因而能够通过比较这些办法前后的 毛管力压力弧线,来评判储层是否受到损害或增产办法是 否有用。 八、确定驱油历程中任一饱和度面上二相间的压力 差 操纵水驱油(或气驱油)毛管力弧线可查得岩心正在任一饱 和度下得毛管力。油藏中水驱油(或气驱油)时,岩石中 流体的分散及驱替历程与毛管力测定历程好似,因而,任 一饱和度面上,油-水(或气)相间的压力差(即毛管力) 可直接由相应条目下的毛管力弧线查得,油藏工程估计打算中 常用此法确定任一饱和度面上油-水(或气)相间的压力 差。 §6 毛细管压力正在油(气)渗流中的用意 油层流体(油、气、水)正在油层中渗流,从微观观念实 际上是流体以单相和多相正在毛细管 束中渗流,这种渗流除决计粘滞力的达西定律表,还深受毛 细管力的限造。下面仅就毛细管中 微观渗流机理做一先容。 1.单根圆柱形毛细管 (1)单相液流:单根圆柱形毛细管单相液流渗流,其渗流速率听命泊稷叶公式。即: v ? r 2 ? ?p 8?L 由上式可知,流速要紧取决于孔道半径 r ,粘度 ? 与压力梯度 ?p L 。假设孔道半径不同 为r1 与 r2 ,并且r1 > r2 ,液体粘度和压力梯度稳定时,则两根分别半径孔道中流速v1 与v2 之比为: v1 v2 ? ? ? ? r1 r2 ? ? ? 2 假设r1 ? 10 ?m r2 ? 1?m ,那么 v1 将比 v2 大 100 倍,昭着正在表加压差下,渗流要紧爆发 正在大孔道中。 (2)两相液流:假定半径为r的秤谌毛细管,液体粘度为 ?1、?2 ,而 且个中一种液体为润湿相正在管道中活动时,假设管道长度为 L ,两头 压差为 p1 ? p2 ,这时两相界面的弯月面向前搬动是时辰的函数,其运 动速率为: v? 8 r 2 ? p1 ? p2 ? pc ? ?? 2 L?2 ? ?? 2 ? ?1 ??? ? r 2t 4 ? p1 ? p2 ? pc ? ? 2? 2 LL1 ? ? L12 ? 2 ? ?1 ??? ? L1 ——弯液面正在出手运动刹那与毛细管起端的隔断; t ——弯液面推动 X ? L1 隔断原委的时辰。 v ? f ( p1、p2、pc、r、L、L1、?1、?2、t) 当 ?,1 ? ? 2 时, pc ? 0 则上式可简化为单相液体活动的泊稷叶公式 由此看出,当两种不互溶的液体正在毛细管中活动时,其法则与单相液体大 纷歧律。这是因为两相液体间存正在着毛细管压力和两相液体粘度的差别。 假设 ?1 < ?2 ,速率将越来越速,当 x ? L 时,弯液面有最大的速率, 即: ? ? vmax ? r 2 p1 ? p2 ? pc 8?1 L 而当 x ? 0 时,其流速为最幼,即: ? ? vmin ? r 2 p1 ? p2 ? pc 8?2 L 分别毛管中二相界面的推动 半径分别的巨细毛细管中将展示微观指进情景 (3)多相液流 附加阻力偏向 向油滴施以 压力时,油 滴要取胜水 膜的摩擦力 而爆发变形 展示毛细管 压力差—— 附加阻力 (液阻) (润湿动滞 后) pc ? pc ? 2? ( 1 R ? 1 R ) ? 2? r (cos?2 ? cos?1) 以气泡庖代液滴——气泡变形形成一口气毛细管附加阻力 ,并禁绝气泡向前活动——贾敏效应 为避免贾敏效应展示,寻常正在开采时必需使地层压力高于 饱和压力 2、单根毛细管变断面 pc2 ? pc1 ? 2? ( 1 r2 ? 1 ) r1 pc2 ? pc1 ? 2? ( 1 rt ? 1 rp ) 要使液滴通过毛细管孔道,必需 正在二端施加一压差大于毛细管变 化导致液滴变形所形成的附加阻 力。不然将展示卡断,当注水时 容易惹起水锁效应 3、不等径并联的毛细管对中两相渗流 水 油 大孔道中流速v1与幼 孔道中流速v2的巨细 取决于二种流体的 1、武磊创13年来耻辱记录!替补出场27分钟0射,粘度的比值、 2、半径的比值、 3、表加压差、 4、毛细管压力比值、 5、孔道长度 6、界面刹那地点, 即v1/v2不是一个定值, 会随时辰蜕化,即随 驱动历程和阻力消长 而蜕化。 v ? f ( p1、p2、pc、r、L、L1、?1、?2、t) v1 v2 【4?Lq ?【4??rL22q ?r12 ? ? r22 r12 ( ( 1 r2 1 r2 ? 1 )? cos?】 r1 ? 1 )? cos?】 r1 当润湿角为90o时,毛管力为0,此时 v1 ? ( r1 ) 2 v2 r2 大孔道中的流速大于幼孔道中的流速,大孔道水淹时,幼 孔道中渣滓油 当润湿角不为0时,孔道流速并不老是大孔道大于幼孔道。 从升高水驱效劳,期望并联的巨细孔道中的油水界面同时 来到出口端,此时能够假设 v1 ? 0 ,代入前式得: v2 q ? ?? cos? (r12 ? r22 )r1r2 4?L(r1 ? r2 ) 当流量幼于q时,正在毛细管压力用意下,幼孔道中得流速大, 油水界面先到达出口端,渣滓油被捕集正在大孔道中。 1、当总流量幼于一个定值时 正在毛细管力用意下,幼孔道中的流速较大,油水界面 先来到出口端,从而使得大孔道中留下渣滓油; 2、当总流量大于必然值时 因为粘滞力变得较大,大孔道中油水界面搬动较速, 先来到出口端,从而正在幼孔道中留下渣滓油,即为毛细管 捕集,结果将进一步减少活动阻力,并正在孔隙窄幼处形成 贾敏效应。 本质油层中,因为孔隙巨细分别,断面蜕化、润湿性 蜕化,流体粘度不均等可使得正在纯水区和纯油区形成一个 既有水又有油的同化区——非活塞性驱油,结果影响驱油 效率。

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