理学油层物理课件_ 第三章 储层中多相流体的渗流性质共三章.ppt

第三章 储层中多相流体的渗流特性 储层岩石中的界面现象 储层岩石的润湿性 储层岩石中的毛管压力 储层岩石中的各种阻力效应 储层岩石中的相对渗透率 第一节 储层岩石的界面现象 一 两相界面的自由表面能 表面自由能: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。 比表面能：用单位面积具有的自由表面能的大小来表 示。 例1、皂膜的拉伸实验 设一边可以自由活动的金属框架上有一皂膜，如果要将皂膜拉伸，必须在沿图示方向施加一个外力F，如果移动距离为dx,则外力所做的功为： 例2、皂泡的收缩 设皂泡的半径为R，则总表面自由能为 假如半径减少dR，那么自由表面能的变化为： 皂泡的收缩使表面自由能减少，要使收缩的趋势改为平衡，皂泡内的压力必须大于泡外压力，压差作功为： 当达到平衡时，W一定等于表面自由能的减少 2、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。 在两相界面上，表面张力是以能量的形式存在的，在三相周界上存在表面张力。 3、油藏流体间的界面张力 静吸力=内聚力-附着力 1.油－气界面 压力的影响： p↑,Rs↑,ρo↓,内聚力↓ ρg↑,附着力↑，静吸力↓ 所以：σ↓ 温度的影响： T↑ρo↓＞ρg↓, 内聚力↓＞附着力↓ 所以：静吸力↓，σ↓ 2.油－水界面 无溶解气的油水体系 温度、压力对油水密度和热力学性质影响大体相同。 有溶解气的油水体系 p＜pb时， p↑,Rs↑,ρo↓, ρw不变 内聚力不变，附着力下降， 所以：静吸力上升，σ↑ p＞pb时， P↑，ρo ↑, 油水密度差下降， σ ↓ 二 界面吸附现象及其和界面张力的关系 吸附：溶解于两相系统中的物质，自发地聚集到两相界面层并急剧降低该界面层的表面张力的现象。 表面活性剂：被吸附在两相界面上、且能大大降低界面张力的的物质叫做表面活性物质或称表面活性剂。 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、氮的化合物是活性物质。 原油是表面活性物质和非极性烃类的一种溶液。 第二节 储层岩石的润湿性 一、润湿现象（润湿性）的含义 二、结合功和附着功 三、润湿接触角 四、影响润湿性的因素 五、润湿滞后现象 六、油藏岩石的润湿性 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 润湿性：非混相流体在固体表面上的流散现象。 结合功：将面积为1cm2的纯液体拉开所做的功。 附着功可以表示液体在固体表面的附着能力,附着功越大，液体越不容易从固体表面上剥下来，固体表面越亲该液体。 附着功可以用来表示固体表面的润湿性 四 润湿滞后现象 前进角θ1:湿相驱非湿相的角 后退角θ2:非湿相驱湿相的角 1 油藏岩石的润湿性 亲水(water wet)(地质学家) 亲油(oil wet)(化学家) 部分润湿或混合润湿 斑状润湿(斑点、斑状润湿) （2）流体的性质对润湿性的影响 体现在三个方面: A、原油中主要成分即不同烃类(非极性)的影响 随碳原子数的增加,接触角增大. B、原油中的极性物质(各种含O 、S 、N的化合物) 影响程度各不同,有的使润湿性发生转化,有的影响甚微 C、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,它们很容易吸附在 岩石的表面上使其表面成为油湿.且沥青的吸附十分强 烈,常规的岩石清洗法都无法将其去掉. 随着浓度的增加，只发生润湿程度的改变，而不生润湿反转。 六 岩石润湿性与水驱油的关系 1 润湿性对油水在岩石孔道中分布的影响 2 润湿性决定孔道中毛管力的大小和方向 3 润湿性影响地层中微粒的运移 驱替过程: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； 吸吮过程:湿相驱替非湿相的过程。随着吸吮过程的进行，湿