多相流体渗流特征ppt课件

1、第1页,教学目的： 1、掌握有效渗透率、相对渗透率、流度比的 概念 2、理解相对渗透率曲线的影响因素； 3、掌握相对渗透率曲线的应用； 4、学会分析相对渗透率曲线的形态和特征,第四节 多孔介质中的相对渗透率特征,第2页,1.相(有效)渗透率 相渗透率:指多相流体共存和流动时,岩石允许其中某一相流体通过能力大小,称为该相流体的相渗透率或有效渗透率,一.相对渗透率的概念,第3页,例一：L=3cm,A=2cm2 ,=1mPa.s的盐水100% 饱和，P=0.2MPa,Q=0.5 cm3/s. 则该岩样的K绝为: 例二: 如果 =3mPa.S 的油100%饱和岩心,P= 0.2MPa， Q =0.16

2、7 cm3/s , K绝为: 结论:绝对渗透率是岩石固有的性质,与通过岩石的流体性质无关,第4页,例三：用油水同时流过此岩心，测得盐水的饱和度为Sw=70%，和油的饱和度为So=30%时，盐水的流量为 0.30 cm3/s ,而油的流量为 0.02cm3/S,此时油、水的相渗透率为多少? 解：(1)当Sw=70%时，盐水的有效渗透率Kw 为： (2)当So=30%时，油的有效渗透率Ko为： Ko + Kw =0.27 ( m2 ) K绝=0.375 ( m2,第5页,结论:多相共渗时,Ki K绝( i =o,g,w ),即:多相共渗时,同一岩石中的各相流体的相渗透率之和总是小于岩石的绝对渗透率

3、。 原因：多相共渗时，共用同一渠道的各相流体相互干扰，不仅要克服粘滞阻力，还要克服毛管力Pc ，附着力和由于液阻现象增加的附加阻力。对某一相而言，其它相的存在实际降低了该相的流动空间。 2相对渗透率 定义:多相共渗时,某一相流体的有效渗透率与岩石的绝对渗透率之比,第6页,通式：Kro = Ko/K；Krg = Kg / K；Krw = Kw/K 由例三可知：油、水的相对渗透率： 结论：尽管Sw+So=100% ，但 Kro+Krw =72% 100 %。 即：多相共渗时, 同一岩石中，各相流体的相对渗透率之和总是小于1或小于100%。 对比一下实验结果： Sw/So =70 / 30 =2.3

4、3 倍 Krw/Kro= 0.6 / 0.12 = 5倍 若Sw增加 10%，即： Sw= 80 %， So = 20% ， Krw和Kro之间是否仞然是 5 倍关系？通过做实验，得到了它们之间的关系 采用相对渗透率曲线来描述,第7页,水的流度,3流度 定义:多相共渗时,某一相流体的有效渗透率与该相的粘度之比,油的流度,第8页,4流度比 定义:多相共渗时,水的流度与油的流度之比,流度比,第9页,二、相对渗透率曲线特征及影响因素 定义:相对渗透率与饱和度之间的关系曲线，称为相对渗透率曲线。 1、相对渗透率曲线特征：两相、三区、五个特征点,Kro,Krw,0 20 40 60 80 100,C,0

5、.2,0.4,0.6,0.8,油水相对渗透率曲线,Sw ,1.0,B,A,Swi,Sor,第10页,2 影响相对渗透率曲线的因素,1）岩石孔隙结构的影响,第11页,2）岩石润湿性的影响 亲水岩石： 等渗点含水饱和度大于50； 亲油岩石： 等渗点含水饱和度小于50。 随接触角增加，油相相对渗透率 依次降低，水相相对渗透率依次 升高。（如教材图1013,第12页,第13页,第14页,第15页,3）流体物性的影响 A.流体粘度的影响（见教材图1316） 非湿相粘度很高时，非湿相相对渗透率可以大于100，而润湿相相对渗透率与粘度无关。 粘度比的影响随孔隙半径增大而减小，K1m2时，粘度比的影响可以忽略

6、。 粘度比只有在含油饱和度较高时才有影响；而含水饱和度很高时，粘度比的影响就很小了。 B.流体中表面活性物质的影响（见教材图1317） 表面活性物质的存在，可以改变油、水的存在形式（分散相或分散介质），分散介质的渗透能力大于分散相,第16页,4）油水饱和顺序（饱和历史）的影响 流体作为驱动相时的相对渗透率大于作为被驱动相时相对渗透率。 Kr驱动Kr被驱动。 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，Kr驱动Kr被驱动。 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， Kr驱动Kr被驱动,第17页,第18页,5）温度对相对渗透率的影响 6）

7、驱动因素的影响= L/KP0.5106进入自模拟区,第19页,三、 三相体系的相对渗透率,第20页,第21页,四、 相对渗透率的测定和计算,1.稳态法,第22页,末端效应 定义：在岩心端面，由于毛细管孔道突然失去连续性而引起的距岩心端面一定范围内湿相饱和度偏高和出口见水出现短暂滞后的现象。 消除办法： 1）增大流速，减少末端效应当影响范围； 2）增加实验岩心长度，降低末端效应存在长度占岩心总长度的百分数； 3）三段岩心法,第23页,2.非稳态法（又分为恒速法和恒压法,第24页,2.非稳态法（又分为恒速法和恒压法,第25页,第26页,第27页,4.用毛管压力曲线计算相对渗透率曲线 基本理论:泊稷

8、叶定律, 单根毛管内的流量为: 设单根毛管体积为V, 则 从毛管力定义出发,第28页,假设岩石由 n 根不等直径的毛管所组成,其总流量为: 又因为: Vi = VP I 对实际岩石,由达西公式得,第29页,则： 又设任一根毛管孔道体积Vpi 与所有毛管孔道总体积Vp 的比值为该毛管孔道在总的毛管系统中的饱和度,即: Si = Vpi / Vp ,Vp= Vpi / Si 所以: = Vp / AL = Vpi / ALSi , 则: Vpi = ALSi 引入校正系数,第30页,作法如下： 测出毛管压力曲线（Pc Sw 曲线），作成 1/ PC2 Sw 曲线，并求出该曲线下包面积，即可算出岩石

9、的绝对渗透率,第31页,有效渗透率和相对渗透率计算,第32页,引入： 孔隙介质中只有一种流体饱和时的遇曲度； wt湿相的与迂曲度； nwt 非湿相的迂曲度； r wt= / wt湿相的迂曲度比值； r nwt= / nwt非湿相的迂曲度比值,第33页,第34页,五、相对渗透率曲线的应用,1.计算油井产量、水油比和流度比 Ko= K Kro Kw = K Krw 流度:流体的有效渗透率与其粘度之比。反应了流体流动的难易程度。 流度比：指驱替相的流度与被驱替相的流度之比 2.利用相对渗透率曲线确定储层中油水的饱和度分布、100%产纯水面的位置,水的流度,油的流度,第35页,A,B,C,产纯油,油水

10、同产,产纯水,100%含水,油水混合带,20 80 100 Sw ,液柱高度，m,相对渗透率,Kro,Krw,Swi,Sor,第36页,第37页,第38页,3利用相对渗透率曲线分析油井产水规律,定义：产水率是油水同产时产水量与总产液量的比值,第39页,第40页,第41页,第42页,曲线的特点：随Sw上升，开始、最后fw 增大不多。中间段fw上升最快。 分析大量的Kri曲线有,含水饱和度(Sw),产水率(fw),20 40 60 80 100,20 40 60 80 100,fw(Sw,0 1 2 3 4,第43页,4 利用相对渗透率曲线计算水驱采收率,第44页,15从某一油层取一有代表性的岩样

11、，用半渗透隔板法以油 驱水测得毛管压力曲线,同时还测得该岩样的相对渗透率曲线。 实验中所用的油水均为该油层的原油和地层水。从许多测定资 料综合判断，该油层的自由水平面为海拔-3180m，地层条件下 油水密度差为0.3g/cm3，求该油层的油水界面位置，油水 过渡带厚度水驱采收率,求该油层的油水界面位置及油水过渡带厚度,第45页,求该油层的油水界面位置及油水过渡带厚度,第46页,求该油层的油水界面位置及油水过渡带厚度,17如果孔隙最窄处的半径为10-4cm，油气表面张力为 30mN/m，由于低于饱和压力，油中已经出现半径为310-4cm 的气泡，试计算气泡通过此孔隙时需要多大的压差？设油的 比重为0.85，那么此压差相当于多高的油柱,第47页,求该油层的油水界面位置及油水过渡带厚度,18某岩样的油水毛管压力试验结果如下,油水毛管压力试验结果,若该岩样取自距油水界面以上30.48m的一个点，已知