第三节储层岩石的毛管压力曲线

第三节储层岩石的毛管压力曲线¾教学目的：会计算任意曲界面的附加压力掌握毛管压力曲线会计算任意曲界面的附加压力，掌握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；掌握毛管压力曲线的应用。¾教学重点和难点：¾教学重点和难点：‹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、毛管压力曲线的测定3、毛管压力曲线的应用¾教法说明¾教法说明：课堂讲授并辅助多媒体课件展示相关的数据和图表¾教学内容¾教学内容：1、任意曲面的附加压力2、毛管中液体的上升（与下降）3、毛管压力曲线的测定与换算3、毛管压力曲线的测定与换算4、毛管压力的滞后现象5毛管压力曲线的分析及应用5、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))三毛管压力曲线的测定与换算三毛管压力曲线的测定与换算三、毛管压力曲线的测定与换算三、毛管压力曲线的测定与换算四、毛管压力的滞后现象四、毛管压力的滞后现象五、毛管压力曲线的分析五、毛管压力曲线的分析六毛管压力曲线的应用六毛管压力曲线的应用六、毛管压力曲线的应用六、毛管压力曲线的应用一、任意曲面的附加压力一、任意曲面的附加压力((强强)))11(PΔ)RR(P21+σ=Δ拉普拉斯方程拉普拉斯方程讨论讨论::(1).(1).毛管中弯液面为球面毛管中弯液面为球面时时cos22θσσrcos2R2PPcθσ=σ=Δ=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::rcos2Pcθσ=方向方向::指向弯液面内侧指向弯液面内侧分析讨论分析讨论::PcPc与与rr成反比成反比,r,r越小越小,Pc,Pc越大越大PcPc与与бб成正比成正比,,бб越大越大,Pc,Pc越大越大PcPc与与coscosθθ成正比成正比,,θ→θ→00°°或或θ→θ→180180°°,Pc,Pc越大越大0P=Δ(2).(2).毛管中弯液面为平面毛管中弯液面为平面时时0P=Δ时时(3).(3).毛管中弯液面为柱面毛管中弯液面为柱面(3).(3).毛管中弯液面为柱面毛管中弯液面为柱面时时PPcσ=Δ=rc(4).(4).毛管断面渐变时毛管断面渐变时)cos(2PPβ±θσΔ(5)(5)裂缝中的毛管压力裂缝中的毛管压力rPPc=Δ=(5).(5).裂缝中的毛管压力裂缝中的毛管压力cos2PPθσ=Δ=WPPc=Δ=二、毛管中的液体上升二、毛管中的液体上升气气--液系统液系统::cos2hθσ=grwρ油油--水系统水系统::cos2θσgrcos2h⋅ρΔ⋅θσ=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、毛管压力曲线的测定三、毛管压力曲线的测定11、毛管压力曲线的定义、毛管压力曲线的定义)11(PΔ)RR(P21+σ=Δ11121mR1R1R1+=cRPPσ=Δ=mR)s(fcP=)s(fcPw=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，这种曲线就是毛管压力曲线。述，这种曲线就是毛管压力曲线。22、毛管压力曲线的测定、毛管压力曲线的测定①半渗隔板法①半渗隔板法①、半渗隔板法①、半渗隔板法②、压汞法②、压汞法③离心机法③离心机法③、离心机法③、离心机法①①、半渗隔板法、半渗隔板法半渗隔板法实验数据半渗隔板法实验数据序序毛管力毛管力刻度管读数刻度管读数岩心含水岩心含水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半渗隔板法实验数据半渗隔板法实验数据号号mmHgmmHgcmcm33cmcm33%%%%％％μμmm112020001.3651.36510010054542240400.0750.0751.2901.29094.694.65.55.55.55.527.027.03350500.1500.1501.2151.21589.089.05.55.511.011.021.621.64460600.2500.2501.1151.11581.881.87.37.318.318.318.018.05580800.7500.7500.6150.61545.045.036.636.654.954.912.512.56612012010001000036503652702701841847337339090661201201.0001.0000.3650.36527.027.018.418.473.373.39.09.0771601601.1251.1250.2400.24017.917.99.19.182.482.46.76.788260260122512250140014010710773738978974242882602601.2251.2250.1400.14010.710.77.37.389.789.74.24.2993903901.2851.2850.0800.0806.36.34.44.494.194.12.82.810103903901.2851.2850.0800.0806.36.30094.194.12.82.8半渗隔板法实验结果半渗隔板法实验结果11、毛管压力曲线、毛管压力曲线22、孔隙吼道频率分布曲线、孔隙吼道频率分布曲线33、孔隙吼道累计频率分布曲线、孔隙吼道累计频率分布曲线半渗隔板法的优缺点：半渗隔板法的优缺点：半渗隔板优缺点半渗隔板优缺点优点：优点：能模拟油层条件，测量精度高，为经典方法。能模拟油层条件，测量精度高，为经典方法。缺点：缺点：测试时间长，测压范围小，岩心要求规则形状。测试时间长，测压范围小，岩心要求规则形状。缺点：缺点：测试时间长，测压范围小，岩心要求规则形状测试时间长，测压范围小，岩心要求规则形状②②、压汞法、压汞法驱替驱替((压汞压汞))曲线曲线驱替驱替((压汞压汞))曲线曲线吸吮吸吮((退汞退汞))曲线曲线吸吮吸吮((退汞退汞))曲线曲线退汞效率：退汞效率：指降压后退出的水银指降压后退出的水银体积与降压前注入的体积与降压前注入的水银总体积之比值水银总体积之比值水银总体积之比值。水银总体积之比值。%100SSS%100EHgmaxRHgmaxw×−=×=注入非湿相的体积退出非湿相的体积Hgmax压汞法的优缺点：压汞法的优缺点：优点优点测量速度快测压范围大对样品形状无特殊要求测量速度快测压范围大对样品形状无特殊要求优点：优点：测量速度快，测压范围大，对样品形状无特殊要求。测量速度快，测压范围大，对样品形状无特殊要求。缺点：缺点：不能模拟油层条件，汞有毒，实验后的岩心不能再用。不能模拟油层条件，汞有毒，实验后的岩心不能再用。33、毛管压力曲线的换算、毛管压力曲线的换算实验室条件：实验室条件：rcos2PLLcLθσ=cLLLPcos2rθσ=油藏条件：油藏条件：rcos2PRRRcθσ=cRRRPcos2rθσ=rcR因为同一岩样中因为同一岩样中rr相等，故有：相等，故有：θ必须掌握任意两个必须掌握任意两个LcLLRRRcPcoscosPθσθσ=必须掌握任意两个必须掌握任意两个条件下毛管压力的条件下毛管压力的转换转换如如将压汞法的毛管压力转换为油层条件下的毛管压力：将压汞法的毛管压力转换为油层条件下的毛管压力：o10cos25cos⋅θσHgHgoHgHgHgOWOWOWP151P140cos4800cos25PcoscosP=⋅⋅=θσθσ=又如又如将压汞法的毛管压力和半渗隔板法所测的毛管压力对比得：将压汞法的毛管压力和半渗隔板法所测的毛管压力对比得：HgHgooHgwgwgwgP51P140cos4800cos72PcoscosP≈⋅=θσθσ=gggHgHgg5140cos480cos⋅θσ四、毛管压力的滞后现象四、毛管压力的滞后现象压汞曲线压汞曲线退汞曲线退汞曲线再次压汞曲线再次压汞曲线压汞曲线与退汞曲线不重合的原因：压汞曲线与退汞曲线不重合的原因：11捕集滞后捕集滞后11、捕集滞后、捕集滞后压汞时，汞以连续状态进入岩石孔隙，退汞时，压汞时，汞以连续状态进入岩石孔隙，退汞时，既有连续的汞也有非连续的汞。因此，在毛管压力既有连续的汞也有非连续的汞。因此，在毛管压力既有续汞有非续汞在管力既有续汞有非续汞在管力相等时，退汞时的汞饱和度总是大于压汞时的汞饱相等时，退汞时的汞饱和度总是大于压汞时的汞饱和度。和度。22拖延滞后拖延滞后22、拖延滞后、拖延滞后（（11）、压汞的）、压汞的бб大于退汞的大于退汞的бб（（22）压汞的）压汞的θθ大于退汞的大于退汞的θθ（（22）、压汞的）、压汞的θθ大于退汞的大于退汞的θθ五、毛管压力曲线分析五、毛管压力曲线分析11、定性分析、定性分析上翘段上翘段上翘段上翘段平缓段平缓段初始段初始段22、定量分析、定量分析昀小湿相饱昀小湿相饱和度和度SSminmin饱和度中值压饱和度中值压minmin饱和度中值压饱和度中值压力力PPc50c50((可以用可以用来计算喉道中来计算喉道中来计算喉道中来计算喉道中值半径值半径))阈压阈压PPTT((定义、求取定义、求取))麻坑效应麻坑效应TT麻坑效应麻坑效应六、毛管压力曲线的应用六、毛管压力曲线的应用11、研究岩石的孔隙结构、研究岩石的孔隙结构启示：启示：工程上确定注入水水质标准，泥浆暂堵剂的粒级大工程上确定注入水水质标准，泥浆暂堵剂的粒级大小，聚合物驱中筛选高分子化合物，确定昀佳粒级匹小，聚合物驱中筛选高分子化合物，确定昀佳粒级匹配关系等。配关系等。22、评价岩石储集性能好坏、评价岩石储集性能好坏分选好分选好裂隙均匀裂隙均匀分选不好分选不好裂隙不均匀裂隙不均匀裂隙均匀裂隙均匀粗偏度粗偏度裂隙不均匀裂隙不均匀粗偏度粗偏度分选不好分选不好分选好分选好裂隙均匀裂隙均匀分选不好分选不好裂隙不均匀裂隙不均匀细偏度细偏度分选好分选好裂隙均匀裂隙均匀细偏度细偏度未分选未分选细偏度细偏度33、计算水驱油采收率、计算水驱油采收率%100SSSoroi×−=ηSoi44、确定储层岩石的润湿性、确定储层岩石的润湿性（（11）、面积比较法）、面积比较法亲水0AAlogwdoodw亲水0AAlogodwAwdo中间0Alogodw=中间Agwdo（（22）、润湿指数法）、润湿指数法Tcos2Pθσ=QmaxTrrPrPwomaxTwoworPcosσ=θ∴ogmaxTogogrPcosσ=θogTwowoPPcosWσ=θθ=润湿指数润湿指数woTogogPcosσθ润指数润指数判定法则判定法则判定法则：判定法则：W=1W=1完全亲水完全亲水W=0W=0完全亲油完全亲油00完全亲油完全亲油W=0W=0～～1W→11W→1越亲水越亲水,W→0,W→0越亲油。越亲油。（（33）、视接触角法）、视接触角法ogTwowoPPcosσ=θθQwoTogogPcosσθ取取θθ=0,cos=0,cosθθ=1=1得：得：取取ogog0,cos0,cosogog11得：得：ogTwowoPPcosσ=θwoTogwoPσogToPσwoTogogTwowoPPcosarcσσ=θ视接触角法视接触角法判定法则：判定法则：θθwowo=0=0完全亲水完全亲水θθ9090完