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时间:2020-11-24
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1、节课件由图Poa(oa)=Pob(ob)且Poa(oa)=Pwa(wa)而Pwa(wa)=Δρgh+Pwb(wb)Pwa–Pwb=Δρgh令PC=Pwa-Pwb=Δρgh(2)由(1)式有hρg=2δcosθ/r∴Pc=2δcosθ/r(3)2Pc意义:1)上下两侧非润湿相和湿相的压力差;2)大小等于液柱上升高度的液柱压力;3)平衡弯液面两侧压差的一种附加压力,其方向指向凹向。若取水、空气两项r:m;:72mN/mPc:mmHg;θ=00则Pc=1080/r(4)3若将容器中空气换为油,则(3)式为Pc
2、=(2бwocoswo)/r(5)式中бwo---油水界面张力;θwo---接触角(油水)2.Pc公式的讨论1)Pc与бw0成正比,与r成反比;2)θ<900,孔道壁面亲水,Pc(+)水驱油的动力;(注采时,注入压力相对小)43)θwo>900,亲油,Pc(-),水驱油阻力。若使油向右移动,需加外压力克服Pc(-)。注:水驱速度要适当,因为如当Pc为正时,速度过大,可使亲水弯液面反转,水驱油有残油。二、任意曲面的附加压力Pc=б[1/R1+1/R2]拉氏公式(6)式中б—两相界面的表面张力;R1,R2—分别为
3、任意曲面的两个主曲率半径。(即相互垂直的两相交切面内的曲率半径)56该方程(6)是研究毛管现象的一个最基本的公式,应用该式的关键是如何确定不同曲面下的R1,R2值。下面讨论两种由毛管力引起的阻力效应。毛管孔道中的阻力效应1.静毛管效应Pc1当油滴或珠泡处于静止状态时,如油滴半径大于孔道半径,那么油滴将变成柱状,并对管壁产生挤压力。78这种挤压力由两部分组成:指向管心的柱曲面毛管压力Pcc和球面毛管压力Pcs。这两种Pc的大小为Pcc=бwo/rPcs=(2б)/R=(2бwocosθ)/r由此看出:液体静止时
4、,施于管壁的球面Pcs使液膜变薄,Pcc则使液膜增厚,两种力作用的结果,液膜最后保持一定的平衡厚度。最后静液珠Pcl(指向管壁)则为:Pc1=(2бcosθ)/r-б/r=2б(cosθ-0.5)/r92.动毛管效应Pc2当油柱开始运动时,由于润湿滞后,油柱弯液面产生变形,如图虚线所示,油柱两弯液面的曲率半径不等,Pc压力分别为:Pˊcs=2бwo/RˊPcs"=2бwo/R"且因为R=r/cosθ;Rˊ>R"所以Pcs"5、1)Pc2方向与流体流动方向相反,是一种附加毛管阻力。因而欲使油柱运动必须克服Pc2产生的阻力。r103.贾敏效应珠泡在孔道窄口遇阻时产生的阻力效应。此种情况,前后两端弯液面曲率不等,因而产生了第三种毛管效应Pc3,即Pc3=2бwo(1/R2"-1/R1ˊ)若使珠泡通过喉道,所需的附加压差为Pc3=2бwo/(1/r-1/R1ˊ)r=R2"若考虑液滴后端的R1ˊ=∞,则Pc3为最大时,Pc3=2бwo(1/r-1/∞)分析讨论:贾敏效应在开采过程中的利弊。1112三、毛管力曲线的测定Pc和湿相饱和度的关系曲6、线称为Pc曲线。1.半渗透隔板法(1)仪器结构岩心室、半渗透隔板、带刻度毛管U形压差计。13(2)测定原理岩心饱和湿相流体,当外加压力克服某毛管喉道的毛管力时,非湿相进入该孔隙,将其中的湿相驱出,这时的外加压力就相当于一定喉道的毛管压力。(3)测取的参数:ΔV:被驱替水的体积;ΔP:驱替压差(ΔP=Pc)14(4)根据Pci∽Swi数据绘测Pc曲线。15162.压汞法和离心法四、岩石毛管力曲线的基本特征1.Pc曲线的定性特征Pc曲线的一般形状:两头陡,中间缓,故分三段:初始段、中间平缓段、和末端上翘段。17P7、c曲线中间平缓段越长,说明岩石喉道分布越集中,分选好;平缓段越靠下,r愈大。开始的陡段表现为随P↑,非湿相饱和度缓慢增加,最后陡翘段表示,P↑,湿相和非湿相饱和度不再变化182.Pc曲线的定量特征(1)阀压(入口、门坎压力、初始排驱压力)PT:非湿相开始进入岩石孔道的压力;PT较低,渗透性好;反之PT愈大,岩石物性愈差。(2)最大孔半径(rmax)rmax=2бcosθ/PT(3)饱和度中值压力Pc50(sw=0.5)(4)中值半径(r50),即r50(sw=0.5),Pc50↓,r50↑即中间平缓段愈低,偏8、度愈粗。(5)最小湿相饱和度Smin(Scw),Smin↓岩石性愈好。19复习思考题:1.毛管压力Pc公式是怎样建立的?2.指出毛管压力Pc的三个意义。3.油水润湿角大于900时,是水驱油的动力还是阻力?4.何谓贾敏效应?写出其公式。5.简述毛管压力Pc曲线的测定原理。6.毛管压力Pc曲线的形状与岩石的分选有何关系?20五、毛管力曲线的应用1.研究岩石孔隙结构(1)孔隙喉道分布曲线;(2)孔隙喉道累
5、1)Pc2方向与流体流动方向相反,是一种附加毛管阻力。因而欲使油柱运动必须克服Pc2产生的阻力。r103.贾敏效应珠泡在孔道窄口遇阻时产生的阻力效应。此种情况,前后两端弯液面曲率不等,因而产生了第三种毛管效应Pc3,即Pc3=2бwo(1/R2"-1/R1ˊ)若使珠泡通过喉道,所需的附加压差为Pc3=2бwo/(1/r-1/R1ˊ)r=R2"若考虑液滴后端的R1ˊ=∞,则Pc3为最大时,Pc3=2бwo(1/r-1/∞)分析讨论:贾敏效应在开采过程中的利弊。1112三、毛管力曲线的测定Pc和湿相饱和度的关系曲
6、线称为Pc曲线。1.半渗透隔板法(1)仪器结构岩心室、半渗透隔板、带刻度毛管U形压差计。13(2)测定原理岩心饱和湿相流体,当外加压力克服某毛管喉道的毛管力时,非湿相进入该孔隙,将其中的湿相驱出,这时的外加压力就相当于一定喉道的毛管压力。(3)测取的参数:ΔV:被驱替水的体积;ΔP:驱替压差(ΔP=Pc)14(4)根据Pci∽Swi数据绘测Pc曲线。15162.压汞法和离心法四、岩石毛管力曲线的基本特征1.Pc曲线的定性特征Pc曲线的一般形状:两头陡,中间缓,故分三段:初始段、中间平缓段、和末端上翘段。17P
7、c曲线中间平缓段越长,说明岩石喉道分布越集中,分选好;平缓段越靠下,r愈大。开始的陡段表现为随P↑,非湿相饱和度缓慢增加,最后陡翘段表示,P↑,湿相和非湿相饱和度不再变化182.Pc曲线的定量特征(1)阀压(入口、门坎压力、初始排驱压力)PT:非湿相开始进入岩石孔道的压力;PT较低,渗透性好;反之PT愈大,岩石物性愈差。(2)最大孔半径(rmax)rmax=2бcosθ/PT(3)饱和度中值压力Pc50(sw=0.5)(4)中值半径(r50),即r50(sw=0.5),Pc50↓,r50↑即中间平缓段愈低,偏
8、度愈粗。(5)最小湿相饱和度Smin(Scw),Smin↓岩石性愈好。19复习思考题:1.毛管压力Pc公式是怎样建立的?2.指出毛管压力Pc的三个意义。3.油水润湿角大于900时,是水驱油的动力还是阻力?4.何谓贾敏效应?写出其公式。5.简述毛管压力Pc曲线的测定原理。6.毛管压力Pc曲线的形状与岩石的分选有何关系?20五、毛管力曲线的应用1.研究岩石孔隙结构(1)孔隙喉道分布曲线;(2)孔隙喉道累
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