油层物理课件_ 第三章 储层中多相流体的渗流性质（共三章）_1

第三章第三章 储层中多相流体的渗流特性储层中多相流体的渗流特性 储层岩石中的界面现象储层岩石中的界面现象 储层岩石的润湿性储层岩石的润湿性 储层岩石中的毛管压力储层岩石中的毛管压力 储层岩石中的各种阻力效应储层岩石中的各种阻力效应 储层岩石中的相对渗透率储层岩石中的相对渗透率 第一节第一节 储层岩石的界面现象储层岩石的界面现象 一一 两相界面的自由表面能两相界面的自由表面能 分子分子B B 分子分子A A 分子分子B B在液相内部在液相内部, ,它所受的分子合力为零它所受的分子合力为零, ,可以在液相内自由运动可以在液相内自由运动. . 分子分子A A在界面层在界面层, ,它所受的分子合力不为零它所受的分子合力不为零, ,其合力指向液体内部其合力指向液体内部, , 因此因此, ,如果要把液相内部的分子移动到液体表面就必须克服这个如果要把液相内部的分子移动到液体表面就必须克服这个 合力而做功合力而做功, ,即即: :表面层分子比内部分子具有多余的能量表面层分子比内部分子具有多余的能量. . 表面自由能表面自由能: :这种表面分子比液体内部分子多余的能量这种表面分子比液体内部分子多余的能量 就称为表面自由能。就称为表面自由能。 比表面能：比表面能：用单位面积具有的自由表面能的大小来表用单位面积具有的自由表面能的大小来表 示。示。 例例1 1、皂膜的拉伸实验、皂膜的拉伸实验 设一边可以自由活动的金属框设一边可以自由活动的金属框 架上有一皂膜，如果要将皂膜架上有一皂膜，如果要将皂膜 拉伸，必须在沿图示方向施加拉伸，必须在沿图示方向施加 一个外力一个外力F F，如果移动距离为，如果移动距离为 dxdx, ,则外力所做的功为：则外力所做的功为： x x L L dxdx F F 每单位长度上的作每单位长度上的作 用力，即表面张力用力，即表面张力 表示形成单位面积所消耗表示形成单位面积所消耗 的功，即比表面能的功，即比表面能 例例2 2、皂泡的收缩、皂泡的收缩 设皂泡的半径为设皂泡的半径为R R，则总表面自由能为，则总表面自由能为 假如半径减少假如半径减少dRdR，那么自由表面能的变化为：，那么自由表面能的变化为： 皂泡的收缩使表面自由能减少，要使收缩的趋皂泡的收缩使表面自由能减少，要使收缩的趋 势改为平衡，皂泡内的压力必须大于泡外压力，压势改为平衡，皂泡内的压力必须大于泡外压力，压 差作功为：差作功为： 当达到平衡时，当达到平衡时，WW一定等于表面自由能的减少一定等于表面自由能的减少 2 2、表面张力或表面自由能的几个性质、表面张力或表面自由能的几个性质 界面自由能或表面张力产生的根本原因是分子间的界面自由能或表面张力产生的根本原因是分子间的 引力，即由于相同分子或不同分子之间分子引力的引力，即由于相同分子或不同分子之间分子引力的 差异所构成。差异所构成。 两相界面层表面能是由界面层分子力场的不平衡所致两相界面层表面能是由界面层分子力场的不平衡所致 自由表面能具有如下性质：自由表面能具有如下性质： （1 1）只有存在不互溶的两相时自由表面能才存在。）只有存在不互溶的两相时自由表面能才存在。 （2 2）界面越大，自由表面能越大。）界面越大，自由表面能越大。 （3 3）表面或界面是具有一定厚度的界面层。）表面或界面是具有一定厚度的界面层。 （4 4）两相界面层自由表面能的大小与两相分子的性质有关。）两相界面层自由表面能的大小与两相分子的性质有关。 （5 5）还和物质的相态、密度，分子量有关，）还和物质的相态、密度，分子量有关， 通常通常 在两相界面上，表面张力是在两相界面上，表面张力是 以能量的形式存在的，在三以能量的形式存在的，在三 相周界上存在表面张力相周界上存在表面张力。 油油 3、油藏流体间的界面张力 静吸力静吸力= =内聚力内聚力- -附着力附着力 1.1.油气界面油气界面 压力的影响：压力的影响： pp , , R R s s , , o o , ,内聚力内聚力 g g , ,附着力附着力，静吸力静吸力 所以：所以： 温度的影响：温度的影响： TT o o g g , , 内聚力内聚力附着力附着力 所以：静吸力所以：静吸力， 2.2.油水界面油水界面 无溶解气的油水体系无溶解气的油水体系 温度、压力对油水密度和温度、压力对油水密度和 热力学性质影响大体相同热力学性质影响大体相同 。 有溶解气的油水体系有溶解气的油水体系 p pp p b b 时，时， p,Rp,R s s , o o , , w w不变 不变 内聚力不变，附着力下降，内聚力不变，附着力下降， 所以：静吸力上升，所以：静吸力上升， p pp p b b 时，时， PP， o , o , 油水密度差下油水密度差下 降，降， 二二 界面吸附现象及其和界面张力的关系界面吸附现象及其和界面张力的关系 吸附：吸附：溶解于两相系统溶解于两相系统 中的物质，自发地聚集中的物质，自发地聚集 到两相界面层并急剧降到两相界面层并急剧降 低该界面层的表面张力低该界面层的表面张力 的现象。的现象。 表面活性剂：表面活性剂：被吸附在被吸附在 两相界面上、且能大大两相界面上、且能大大 降低界面张力的的物质降低界面张力的的物质 叫做表面活性物质或称叫做表面活性物质或称 表面活性剂。表面活性剂。 表面活性剂是一种两亲分子，含有一个极性端和表面活性剂是一种两亲分子，含有一个极性端和 一个非极性端一个非极性端 就其极性而言，可以把原油的组分分为非极性物就其极性而言，可以把原油的组分分为非极性物 质和含有极性的活性物质两类。质和含有极性的活性物质两类。 烃类是非极性物质，烃与氧、硫、氮的化合物是烃类是非极性物质，烃与氧、硫、氮的化合物是 活性物质。活性物质。 原油是表面活性物质和非极性烃类的一种溶液。原油是表面活性物质和非极性烃类的一种溶液。 第二节第二节 储层岩石的润湿性储层岩石的润湿性 一、润湿现象（润湿性）的含义一、润湿现象（润湿性）的含义 二、结合功和附着功二、结合功和附着功 三、润湿接触角三、润湿接触角 四、影响润湿性的因素四、影响润湿性的因素 五、润湿滞后现象五、润湿滞后现象 六、油藏岩石的润湿性六、油藏岩石的润湿性 七、润湿性的测定方法七、润湿性的测定方法 八、润湿性对油水分布和驱油效率的影响八、润湿性对油水分布和驱油效率的影响 润湿性：润湿性：非混相流体在固体表面上的流散现象。非混相流体在固体表面上的流散现象。 一、润湿现象（润湿性）的含义一、润湿现象（润湿性）的含义 通过实验不难得出几个结论：通过实验不难得出几个结论： 润湿总是发生在三相体系中，一相为固体，另两相为流体。润湿总是发生在三相体系中，一相为固体，另两相为流体。 润湿是三相共存时，三种相界面上自由表面能平衡的结果。润湿是三相共存时，三种相界面上自由表面能平衡的结果。 润湿现象主要表现在两相流体在固体表面上争夺面积，它与润湿现象主要表现在两相流体在固体表面上争夺面积，它与 三个相界面上各自的自由表面能大小有密切关系。其中固相三个相界面上各自的自由表面能大小有密切关系。其中固相 与那一相液体的界面张力低，固体就亲哪一相液体与那一相液体的界面张力低，固体就亲哪一相液体, ,或者说哪或者说哪 一相液体容易沿固体表面流散。一相液体容易沿固体表面流散。 润湿是相对的而不是绝对的润湿是相对的而不是绝对的。一种流体同一种流体同A A种流体相比较为种流体相比较为 湿相湿相, ,而而同同B B种流体相比较又为非湿相了种流体相比较又为非湿相了。如在石英表面上。如在石英表面上, ,当当 油水两相存在时，油为非湿相；但当油气共存时，油又为湿油水两相存在时，油为非湿相；但当油气共存时，油又为湿 相了。相了。 结合功：结合功：将面积为将面积为1cm1cm 的纯液体拉开所做的功。的纯液体拉开所做的功。 液液 液液 液液 需做功需做功 释放能量释放能量 二二 、结合功和附着功、结合功和附着功 附着功附着功可以表示液体在固体表面的附着能力可以表示液体在固体表面的附着能力, ,附着附着 功越大，液体越不容易从固体表面上剥下来，固体功越大，液体越不容易从固体表面上剥下来，固体 表面越亲该液体。表面越亲该液体。 附着功附着功可以用来表示固体表面的润湿性可以用来表示固体表面的润湿性 气气 液液 固固 需做功需做功 附着功：附着功：将面积为将面积为1cm1cm 2 2 的固液界面拉开所需所做的功。的固液界面拉开所需所做的功。 气气 液液 固固 三三 、润湿接触角、润湿接触角 气气 液液 固固 sl sl lglg sgsg 根据力的平衡条件有：根据力的平衡条件有： 杨杨裘裘 皮公式皮公式 标定的规定：标定的规定： 穿过密度大的相穿过密度大的相 讨论讨论: : =0=0 o o 时时: :coscos=1,=1, =180=180 o o 时时: : coscos=0=0 ,WW附 附=0 =0 液体在固体表面的附着功等于液体本身的结合功，也就是说液液体在固体表面的附着功等于液体本身的结合功，也就是说液 体与固体表面的吸引力等于液体本身的吸引力。这时，液体在体与固体表面的吸引力等于液体本身的吸引力。这时，液体在 固体表面上就象在液体本身表面上一样，此时液体在固体表面固体表面上就象在液体本身表面上一样，此时液体在固体表面 上完全铺展，称完全润湿。上完全铺展，称完全润湿。 即从固体表面把液体剥下来，不需要做功。即固体对液体分子即从固体表面把液体剥下来，不需要做功。即固体对液体分子 没有吸引力。因而液体在固体表面上完全不粘附，即完全不铺没有吸引力。因而液体在固体表面上完全不粘附，即完全不铺 展，称完全不润湿。展，称完全不润湿。 四四 润湿滞后现象润湿滞后现象 前进角前进角 1 1 : :湿相驱非湿相的角湿相驱非湿相的角 后退角后退角 2 2 : :非湿相驱湿相的角非湿相驱湿相的角 定义定义: :三相接触周界沿着固体表三相接触周界沿着固体表 面移动迟缓而产生润湿接面移动迟缓而产生润湿接 触角改变的现象触角改变的现象. . 产生润湿滞后的原因产生润湿滞后的原因: : 1 1 液体和固体表面的污染；液体和固体表面的污染； 2 2 表面的粗糙；表面的粗糙； 3 3 大分子的表面不可动性；大分子的表面不可动性； 4 4 表面活性物质在固体表面的吸附和脱附过程都需要时间。表面活性物质在固体表面的吸附和脱附过程都需要时间。 润湿滞后的分类润湿滞后的分类: : (1) (1) 静润湿滞后静润湿滞后 (2) (2) 动润湿滞后动润湿滞后 (1) (1) 静润湿滞后静润湿滞后 (2) (2) 动润湿滞后动润湿滞后 由于润湿次序的不同引起的接触角变化由于润湿次序的不同引起的接触角变化 表示静润湿滞后现象的严重程度表示静润湿滞后现象的严重程度 启示启示: :测定润湿接触角时必须等到其平衡了才能测定测定润湿接触角时必须等到其平衡了才能测定. . 由于移动速度引起接触角的变化由于移动速度引起接触角的变化 现象现象: :运动速度越大，则动润湿滞的现象越严重，当运动速度超运动速度越大，则动润湿滞的现象越严重，当运动速度超 过某一临界值后，会发生润湿反转现象。速度很大时，可过某一临界值后，会发生润湿反转现象。速度很大时，可 能使前进角变大，使水驱油相对渗透率曲线具有亲油岩石能使前进角变大，使水驱油相对渗透率曲线具有亲油岩石 的特点的特点. . 启示启示: :油田注水速度不能过快油田注水速度不能过快, ,否则会影响驱油效果否则会影响驱油效果. . 1 1 油藏岩石的油藏岩石的润湿性润湿性 亲水亲水(water wet)(water wet)(地质学家地质学家) ) 亲油亲油(oil wet)(oil wet)(化学家化学家) ) 部分润湿或混合润湿部分润湿或混合润湿 斑状润湿斑状润湿( (斑点、斑状润湿斑点、斑状润湿) ) 五五 油藏岩石的油藏岩石的润湿性润湿性及其影响因素及其影响因素 2 2 影响油藏岩石影响油藏岩石润湿性润湿性的因素的因素 (1) (1) 岩石的矿物组成岩石的矿物组成 亲水矿物亲水矿物: :水云母、石英、石灰石、白云岩、长石水云母、石英、石灰石、白云岩、长石. . 粘土矿物对岩石的润湿性影响较大粘土矿物对岩石的润湿性影响较大, ,如蒙脱石、泥如蒙脱石、泥 质胶结物的存在回增加岩石的亲水性质胶结物的存在回增加岩石的亲水性. .而绿泥石粘土可而绿泥石粘土可 局部改变岩石表面为亲油等等局部改变岩石表面为亲油等等. . 油藏岩石之间的润湿性存在着显著的差异油藏岩石之间的润湿性存在着显著的差异. . （2 2）流体的性质对润湿性的影响）流体的性质对润湿性的影响 体现在三个方面体现在三个方面: : A A、原油中主要成分即不同烃类、原油中主要成分即不同烃类( (非极性非极性) )的影响的影响 随碳原子数的增加随碳原子数的增加, ,接触角增大接触角增大. . B B、原油中的极性物质、原油中的极性物质( (各种含各种含O O 、S S 、N N的化合物的化合物) ) 影响程度各不同影响程度各不同, ,有的使润湿性发生转化有的使润湿性发生转化, ,有的影响甚微有的影响甚微 CC、原油中活性物质的影响、原油中活性物质的影响 石油中的胶质和沥青就是活性物质石油中的胶质和沥青就是活性物质, ,它们很容易吸附在它们很容易吸附在 岩石的表面上使其表面成为油湿岩石的表面上使其表面成为油湿. .且沥青的吸附十分强且沥青的吸附十分强 烈烈, ,常规的岩石清洗法都无法将其去掉常规的岩石清洗法都无法将其去掉. . （3 3）矿物表面粗糙度的影响）矿物表面粗糙度的影响 随着浓度的增加，只发生润湿程随着浓度的增加，只发生润湿程 度的改变，而不生润湿反转。度的改变，而不生润湿反转。 （4 4）表面活性物质的影响）表面活性物质的影响 水溶性表面活性水溶性表面活性 物质可使岩石表物质可使岩石表 面亲水化面亲水化 油溶性表面活性油溶性表面活性 物质可使岩石表物质可使岩石表 面亲油化面亲油化 润湿指数润湿指数 润湿指数润湿指数 1 1 -1-1 0 0 -1-1 1 1 0 0 油湿油湿 水湿水湿 浓度浓度CC 油湿油湿 水湿水湿 浓度浓度CC 随着活性剂浓度的增加，由亲油变为亲水随着活性剂浓度的增加，由亲油变为亲水 ，亲水变为亲油，发生了润湿反转，亲水变为亲油，发生了润湿反转 六六 岩石润湿性与水驱油的关系岩石润湿性与水驱油的关系 1 1 润湿性对油水在岩石孔道中分布的影响润湿性对油水在岩石孔道中分布的影响 2 2 润湿性决定孔道中毛管力的大小和方向润湿性决定孔道中毛管力的大小和方向 3 3 润湿性影响地层中微粒的运移润湿性影响地层中微粒的运移 1 1 润湿性对油水在岩石孔道中分布的影响润湿性对油水在岩石孔道中分布的影响 (1) (1) 静态分布的影响静态分布的影响 亲水岩石亲水岩石亲油岩石 亲油岩石 油油: : 孤滴状孤滴状 水水: : 迂回状迂回状 油油: : 迂回状迂回状 水水: : 迂回状迂回状 油油: : 迂回状迂回状 水水: : 环环 状状 油油: :迂回状迂回状 水水: :孤滴状孤滴状 油油: : 迂回状迂回状 水水: : 迂回状迂回状 油油: :环环 状状 水水: :迂回状迂回状 (2) (2) 动态分布的影响动态分布的影响 亲水岩石亲水岩石亲油岩石亲油岩石 驱替过程驱替过程: :非润湿相驱替湿相的过程。随着驱替过程的进行，非润湿相驱替湿相的过程。随着驱替过程的进行， 湿相饱和度逐渐降低，非湿相饱和度逐渐增加；湿相饱和度逐渐降低，非湿相饱和度逐渐增加； 吸吮过程吸吮过程: :湿相驱替非湿相的过程。随着吸吮过程的进行，湿湿相驱替非湿相的过程。随着吸吮过程的进行，湿 相饱和度逐渐增加，非湿相饱和度逐渐降低。相饱和度逐渐增加，非湿相饱和度逐渐降低。 渠道流态渠道流态: :油水在岩石孔道中流动时油水在岩石孔道中流动时, ,油水沿各自的一套相互油水沿各自的一套相互 连通的渠道网流动的状态连通的渠道网流动的状态. . 2 2 润湿性决定孔道中毛管力的大小和方向润湿性决定孔道中毛管力的大小和方向 3 3 润湿性影响地层中微粒的运移润湿性影响地层中微粒的运移 启示启示: :当生产或注水压差很小时当生产或注水压差很小时, ,毛管力对于驱油起着重要的作用毛管力对于驱油起着重要的作用 亲水岩石水亲水岩石水 湿颗粒在束湿颗粒在束 缚水膜保护缚水膜保护 下不流动下不流动 油田注水后油田注水后 水湿颗粒随水湿颗粒随 水流走水流走, ,不会不会 在孔隙窄口在孔隙窄口 处形成桥堵处形成桥堵 具有混合润湿具有混合润湿 的颗粒处在油的颗粒处在油 水界面上水界面上, ,虽可虽可 流动流动, ,但不能随但不能随 流体带走流体带走, ,只能只能 在界面上作不在界面上作不 同方向的移动同方向的移动 油田注入油水互油田注入油水互 溶剂后溶剂后, ,界面将释界面将释 放颗粒放颗粒, ,产生运移产生运移, , 形成桥堵形成桥堵, ,损害地损害地 层层. .因此在使用因此在使用互互 溶剂时必须考虑溶剂时必须考虑 油层中的微粒运油层中的微粒运 移移 4 4 润湿性对油田采收率的影响润湿性对油田采收率的影响 油藏岩石的润湿性不同油藏岩石的润湿性不同, ,向地层中注入同样孔隙向地层中注入同样孔隙 体积倍数的水时体积倍数的水时, ,其原油的采收率却不同其原油的采收率却不同. . 润湿性对油藏水驱油采收率的影响既重要但也润湿性对油藏水驱油采收率的影响既重要但也 十分复杂十分复杂, ,乃目前许多学者研究的热点乃目前许多学者研究的热点. . 七七. .油藏岩石润湿性的测定油藏岩石润湿性的测定 这种方法的特点：这种方法的特点： . .原理简单，测量过程和结果直观；原理简单，测量过程和结果直观； . .测量条件要求严格。如矿物表面要十分光滑、洁净且没有污染；要求测量条件要求严格。如矿物表面要十分光滑、洁净且没有污染；要求 恒温条件，因为温度变化会引起较大误差；恒温条件，因为温度变化会引起较大误差； . .测量时间长，液滴稳定平衡时间需要几百到上千小时；测量时间长，液滴稳定平衡时间需要几百到上千小时； . .该方法不能直接测量油层岩石的润湿接触角。该方法不能直接测量油层岩石的润湿接触角。 测量结果：测量结果：接触角接触角0 07575为亲水，为亲水，7575105105为中间润湿，为中间润湿， 105105180180为亲油为亲油 1.1.接触角法接触角法 2.2.自动吸入法自动吸入法( (简称自吸法简称自吸法) ) 判定法则判定法则: :若吸水量大于吸油量若吸水量大于吸油量, ,则岩石亲水则岩石亲水, ,反之亲油反之亲油. .若两者若两者 相近则为中间润湿相近则为中间润湿. . 优点优点: :方法简单方法简单, ,比较接近油田实际比较接近油田实际. . 缺点缺点: :只能只能定性定性确定油藏岩石的相对润湿性确定油藏岩石的相对润湿性. . 3.3.自吸离心法自吸离心法 判定法则判定法则: : 若水排比接近或等于若水排比接近或等于1,1,油排比接近于零油排比接近于零, ,则亲水则亲水 若油排比接近或等于若油排比接近或等于1,1,水排比接近于零水排比接近于零, ,则亲油则亲油 若水排比接近或等于油排比若水排比接近或等于油排比, ,则为中间润湿则为中间润湿 优缺点优缺点: :比较接近油田实际比较接近油田实际, ,可以可以定量或半定量定量或半定量确定油藏岩石的确定油藏岩石的 润湿性润湿性. .但仪器昂贵但仪器昂贵, ,我国很少用我国很少用. . 4.4.自吸驱替法自吸驱替法( (AmottAmott法法) ) 润湿指数润湿指数 润湿性润湿性 亲亲 油油弱亲油弱亲油中中 性性弱亲水弱亲水亲亲 水水 油湿指数油湿指数1 10.80.80.70.70.60.6 两指数相近两指数相近 0.30.30.40.40 00.20.2 水湿指数水湿指数0 00.20.20.30.30.40.40.70.70.60.61 10.80.8 由润湿指数评价岩石润湿性由润湿指数评价岩石润湿性 5.5.其它方法其它方法 (1).(1).毛管压力曲线法毛管压力曲线法 (2).(2).相对渗透率曲线法相对渗透率曲线法 (3).(3).染料吸附法染料吸附法 (4).(4).核磁松弛法核磁松弛法 第三节第三节 储层岩石的毛管压力曲线储层岩石的毛管压力曲线 一、任意曲面的附加压力一、任意曲面的附加压力 二、毛管中液体的上升二、毛管中液体的上升( (与下降与下降) ) 三、毛管孔道中的各种阻力效应三、毛管孔道中的各种阻力效应 四、毛管压力曲线的测定与换算四、毛管压力曲线的测定与换算 五、毛管压力的滞后现象五、毛管压力的滞后现象 六、毛管压力曲线的分析六、毛管压力曲线的分析 七、毛管压力曲线的应用七、毛管压力曲线的应用 拉普拉斯方程拉普拉斯方程 一、任意曲面的附加压力一、任意曲面的附加压力( (强强) ) 讨论讨论: : (1).(1).毛管中弯液面为球面时毛管中弯液面为球面时 毛管压力毛管压力 毛管压力毛管压力Pc:Pc:毛管中弯液面两侧非湿相压力与湿相压力之差毛管中弯液面两侧非湿相压力与湿相压力之差 大小大小: : 方向方向: :指向弯液面内侧指向弯液面内侧 (2).(2).毛管中弯液面为平面时毛管中弯液面为平面时 (3).(3).毛管中弯液面为柱面时毛管中弯液面为柱面时 分析讨论分析讨论: :PcPc与与r r成反比成反比, r, r越小越小,Pc,Pc越大越大 PcPc与与 成正比成正比, , 越大越大,Pc,Pc越大越大 PcPc与与coscos 成正比成正比, , 0 0 或或180180,Pc,Pc越大越大 (4).(4).毛管断面渐变时毛管断面渐变时 (5).(5).裂缝中的毛管压力裂缝中的毛管压力 二、二、毛管中的液体上升毛管中的液体上升 气气- -液系统液系统: : 油油- -水系统水系统: : 三点启示三点启示: : 1.1.自由水面自由水面: :毛管压力等于零的平面毛管压力等于零的平面. . 2.2.油藏中的油气界面和油水界面是镜面还是曲面油藏中的油气界面和油水界面是镜面还是曲面? ? 3.3.油藏中的油气过渡带和油水过渡带谁宽油藏中的油气过渡带和油水过渡带谁宽? ?为什么为什么? ? 三、三、毛管中的各种阻力效应毛管中的各种阻力效应 1.1.当珠泡处于静止时当珠泡处于静止时 故油柱或液泡静态的毛管力效应故油柱或液泡静态的毛管力效应P P 为 为: : 球形曲面产生的毛管力球形曲面产生的毛管力 方向指向油相内方向指向油相内 柱面产生的毛管力柱面产生的毛管力 方向也指向油相内方向也指向油相内 注意两注意两 者方向者方向 的不同的不同 方向垂直指方向垂直指 向毛管壁向毛管壁 2.2.在压差作用下在压差作用下, ,当珠泡欲运动时当珠泡欲运动时 两式相减得两式相减得: : 结论结论: :即要使珠泡运动除了要克服即要使珠泡运动除了要克服P P I I 所产生的液体摩擦阻力所产生的液体摩擦阻力 外外, ,还必须克服还必须克服P P II II 所产生的附加阻力所产生的附加阻力. . 珠泡通过窄口的最大压差珠泡通过窄口的最大压差 3.3.贾敏效应贾敏效应 贾敏效应的不利面贾敏效应的不利面: :在地层中容易形成水锁、气锁、在地层中容易形成水锁、气锁、 土锁土锁. .如油如油 田开发中尽量避免地层脱气田开发中尽量避免地层脱气, ,排尽残酸排尽残酸, ,尽量尽量 避免钻井泥浆进入地层等等避免钻井泥浆进入地层等等. . 贾敏效应的有利面贾敏效应的有利面: :泡沫驱、各种堵水技术等泡沫驱、各种堵水技术等. . 四、毛管压力曲线的测定四、毛管压力曲线的测定 1 1、毛管压力曲线的定义、毛管压力曲线的定义 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。种曲线就是毛管压力曲线。 2 2、毛管压力曲线的测定、毛管压力曲线的测定 、半渗隔板法、半渗隔板法 、压汞法、压汞法 、离心机法、离心机法 、半渗隔板法、半渗隔板法 序序 号号 毛管力毛管力 mmHgmmHg 刻度管读数刻度管读数 cmcm 3 3 岩心含水岩心含水 cmcm 3 3 含水饱和度含水饱和度 % 各类毛各类毛 管体积管体积 % 毛管累毛管累 积体积积体积 毛管半毛管半 径径 mm 1 1 2020 0 0 1.3651.3651001005454 2 2 40400.0750.0751.2901.29094.694.65.55.55.55.527.027.0 3 3 50500.1500.1501.2151.21589.089.05.55.511.011.021.621.6 4 4 60600.2500.2501.1151.11581.881.87.37.318.318.318.018.0 5 5 80800.7500.7500.6150.61545.045.036.636.654.954.912.512.5 6 6 1201201.0001.0000.3650.36527.027.018.418.473.373.39.09.0 7 7 1601601.1251.1250.2400.24017.917.99.19.182.482.46.76.7 8 8 2602601.2251.2250.1400.14010.710.77.37.389.789.74.24.2 9 9 3903901.2851.2850.0800.0806.36.34.44.494.194.12.82.8 10103903901.2851.2850.0800.0806.36.3 0 0 94.194.120%20%25%25%50%50%50%50% K K roro(S (Swi wi ) ) 100%100%50%100%50%100% 确定岩石润湿性的克雷格法则确定岩石润湿性的克雷格法则 启示启示: :要得到有代表性的相对渗透率曲线要得到有代表性的相对渗透率曲线, ,实验室测定的整个过程中都必须实验室测定的整个过程中都必须 保持岩石原有的润湿性保持岩石原有的润湿性. . 3.3.油水饱和顺序（饱和历史）的影响油水饱和顺序（饱和历史）的影响 观点一观点一: :非湿相吸入过程的非湿相吸入过程的 相对渗透率总是低相对渗透率总是低 于驱替过程的数值于驱替过程的数值, , 而而湿相的相对渗透湿相的相对渗透 率与此无关率与此无关. . 解释解释: : 1 1 从润湿性的影响方面来理解从润湿性的影响方面来理解 2 2 捕集滞后捕集滞后: :对于同一饱和度，作为驱动相时是全部连续，而作为被对于同一饱和度，作为驱动相时是全部连续，而作为被 驱动相时只有部分连续，所以，驱动相时只有部分连续，所以，K Kr r驱动 驱动K Kr r被驱动 被驱动。 。 3 3 粘性滞后粘性滞后: :驱动相流体争先占据阻力小的大孔道，并有沿大孔道高驱动相流体争先占据阻力小的大孔道，并有沿大孔道高 速突进的趋势，所以，速突进的趋势，所以， K Kr r驱动 驱动K Kr r被驱动 被驱动。 。 观点二观点二: :非湿相吸入过程的非湿相吸入过程的 相对渗透率总是低相对渗透率总是低 于驱替过程的数值于驱替过程的数值, , 而湿相吸入过程的而湿相吸入过程的 相对渗透率总是略相对渗透率总是略 高于驱替过程的值高于驱替过程的值. . 两点启示两点启示: : 1 1 在实验室测定相对渗透率曲线时应尽量模拟实际生产过程在实验室测定相对渗透率曲线时应尽量模拟实际生产过程, , 即选择是采用吸吮型测定还是驱替型测定。即选择是采用吸吮型测定还是驱替型测定。 2 2 在应用相对渗透率曲线资料进行油田开发指标计算时在应用相对渗透率曲线资料进行油田开发指标计算时, ,要按要按 照实际油藏形成和开采的物理过程照实际油藏形成和开采的物理过程, ,来确定应该选用驱替所来确定应该选用驱替所 测的相对渗透率曲线还是吸吮过程所测的相对渗透率曲线。测的相对渗透率曲线还是吸吮过程所测的相对渗透率曲线。 特征特征: :等渗点右移等渗点右移 原因原因:1 :1 高温使亲油岩石表面吸附高温使亲油岩石表面吸附 的极性物质解附的极性物质解附, ,使水吸附使水吸附 于岩石表面于岩石表面, ,导致导致S Swi wi增加 增加. . 2 2 使隔着水膜的含油孔道转使隔着水膜的含油孔道转 化为含水孔道化为含水孔道. . 3 3 导致岩石热膨胀导致岩石热膨胀 4 4 导致油水粘度比变化导致油水粘度比变化 4.4.温度的影响温度的影响( (国际上有争议国际上有争议) ) 启示启示: :测定测定相对渗透率曲线时必相对渗透率曲线时必 须模拟油藏温度须模拟油藏温度 5.5.油水粘度比的影响油水粘度比的影响 启示启示: :测定测定相对渗透率曲线时必须用地层原油和地层水相对渗透率曲线时必须用地层原油和地层水. . 6.6.界面张力的影响界面张力的影响 启示启示: :测定测定相对渗透率曲线时必须保证实验用岩心、地层原相对渗透率曲线时必须保证实验用岩心、地层原 油和地层水免遭污染油和地层水免遭污染. . 7.7.上覆岩层压力的影响上覆岩层压力的影响 启示启示: :测定测定相对渗透率曲线时所施加的环压必