毛管压力曲线的应用

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1、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

2、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cosθ成正比,θ→0°或θ→180°,Pc越大(2).毛管中弯液面为平面时(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=σcosθ，达因/cmr——毛管半

3、径，cmρ——液体密度，g/cm3g——重力加速度，cm/s2σ——液体的表面张力，达因/cmθ——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、毛管压力和成正比，，极性大的那一相为润湿相，为正，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

4、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

5、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

6、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，只要等于及大于该压力所对应的

7、喉道均可以进入，至于孔隙，非润湿相能够进入与否，则完全取决于连结它的喉道。2、毛管压力曲线的测定毛管压力曲线的测定实际上就是测出毛管压力和饱和度的关系曲线，通常所用的方法有：半渗隔极法压汞法和离心机法。另外还有蒸气压力法和动力法只是后两种方法用得较少，所以我们只就前三种方法作详细介绍。A、半渗隔板法半渗隔板法测毛管压力曲线的原理就是：在驱替过程中，只有当外加压力（即加在毛管孔道两端的压差）（因为我们通常将多孔介质简化为毛管束）等于或超过一定喉道的毛细管力时，非湿相才能通过喉道进入孔隙，把润湿相从其中排出。这时的外加压力就相当于一定喉道的毛细管力。加压