(3-4)毛管壓力曲線.ppt

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1、第四節(jié)油藏巖石的毛管壓力曲線毛管壓力曲線：巖石的毛管壓力與濕相流體飽和度的關(guān)系曲線。一、毛管壓力曲線的測定測定毛管壓力曲線的方法有：半滲隔極法、壓汞法、離心機(jī)法。1、半滲透隔板法（1）測定原理：將巖石孔隙視為由一組半徑不等的毛細(xì)管組成。在空氣、水、半滲透隔板系統(tǒng)中，半滲透隔板是完全被水潤濕；在空氣、水、巖石系統(tǒng)中，巖石也是完全被水潤濕。因此，水能在無壓差的情況下通過半滲透隔板和巖石，由于毛管力的作用，空氣只能在有壓差的情況下通過半滲透隔板和巖石。但是，半滲透隔板的孔眼半徑比巖石中絕大部分孔隙的半徑小，因此，空氣進(jìn)入半滲透

2、隔板的壓差要大于空氣進(jìn)入巖石孔隙的壓差（半滲透隔板孔眼的毛管壓力比巖石孔隙的毛管壓力大），在一定的壓差下，空氣只能進(jìn)入巖石的孔隙，不能進(jìn)入半滲透隔板。當(dāng)外加壓差等于巖石中某一孔隙所對應(yīng)的毛管壓力時，巖石孔隙中的水被驅(qū)替出巖石。巖石中含水飽和度發(fā)生變化，測定毛管壓力和飽和度的數(shù)據(jù)，可測定毛管壓力曲線。（2）儀器流程（低壓（常壓）半滲透隔板法）Pc=（3）測定步驟（低壓（常壓）半滲透隔板法）A、將巖石和半滲透隔板用地層水完全飽和后，紀(jì)錄巖石中飽和水的體積，此飽和水的體積既是巖石的孔隙體積，此時巖石的含水飽和度為100%，將隔

3、板裝入儀器中；B、飽和水的巖石防在隔板上面，（紀(jì)錄該度管中的液面讀數(shù)，計為0位置）；C、抽真空產(chǎn)生△P1的負(fù)壓，當(dāng)△P1=Pc1=時，巖石中半徑為r1的毛管中的水在大氣壓下被空氣驅(qū)替出巖石。D、在刻度管中讀出驅(qū)替出的水的體積（液面1位置—液面0位置）△Vw1和△P1=Pc1，巖石中此時含水飽和度為（100%—△Vw1/VP）=Sw1；得到曲線的第一個實(shí)驗(yàn)點(diǎn)：（Pc1，Sw1）；E、重復(fù)C、D步驟，加大△P（抽真空），得到不同飽和度下的（Pc2，Sw2）；（Pc3，Sw3）……….，對應(yīng)各點(diǎn)（Pc1，Sw1）作出Pc～Sw

4、曲線。（4）實(shí)驗(yàn)結(jié)果處理A、Pc～Sw曲線B、孔隙體積分布曲線C、孔隙體積累積分布曲線圖9—21半滲透隔板的毛管壓力曲線半滲透隔板法所能測定的最大毛管壓力主要取決于隔板的半滲透性，即隔板的閥壓值。隔板的孔隙越小，閥壓值越高，測試范圍就越大，同時測量的時間也越長（圖9—21）。目前國內(nèi)生產(chǎn)的隔板可高達(dá)0.7MPa以上。半滲透隔板圖9—20高壓半滲透隔板儀器示意圖高壓半滲透隔板法測量裝置示意圖如圖9—20，測量方法和原理同上，只是驅(qū)替壓力比0.1MPa要高。它由高壓容器（1）、可更換隔板（2）、和計量管（3）和壓力源（4）組

5、成。高壓半滲透隔板法儀器（5）半滲隔板法優(yōu)缺點(diǎn)半滲隔板法的優(yōu)點(diǎn)：無論是氣驅(qū)水，還是油驅(qū)水，都接近模擬油層的驅(qū)替狀況。測量精確、可靠，操作簡單，同測多塊巖樣。半滲隔板法的缺點(diǎn)：測試時間太長，半滲隔板承壓有限，所以用此法測低滲透巖樣時往往得不到完整的毛管壓力曲線。2、壓汞法（1）壓汞法測定毛管壓力曲線基本原理進(jìn)汞：汞與大多數(shù)流體相比較都是非潤濕相，如果要把水銀注進(jìn)到洗凈烘干了的巖心孔隙中，就必須克服孔隙系統(tǒng)的毛管阻力，也就是說要對汞施加一定的壓力，注入水銀的加壓過程就是測量毛管壓力的過程。注入水銀的每一個壓力就代表一個相應(yīng)的

6、孔隙大小下的毛管壓力，在這個壓力下進(jìn)入空隙系統(tǒng)的水銀量就代表這個相應(yīng)大小的孔隙，喉道在系統(tǒng)中連通的孔隙體積。隨著壓力的提高，記下進(jìn)入巖樣的水銀體積和相應(yīng)的壓力，便可以得到水銀——空氣的毛管壓力和巖樣含汞飽和度的關(guān)系曲線。退汞：進(jìn)汞到儀器的最高壓力（進(jìn)汞）后，逐步降壓使壓入巖石中的汞退出巖石，測定降壓過程中的巖石中的含汞飽和度與毛管壓力的關(guān)系曲線。（2）儀器流程（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)果A、壓汞曲線（驅(qū)替曲線）；B、退汞曲線（吸入曲線）C、退汞效率=從巖石中退出汞的體積/進(jìn)入巖石中的汞的最大體積=（SHgmax-SHgr)/SHgma

7、xSHgmax——巖石中最大進(jìn)汞飽和度,SHgr——巖石退汞后殘留汞飽和度。（4）優(yōu)缺點(diǎn)壓汞法的優(yōu)點(diǎn)：1）測定速度快，通常每1-2小時測一塊樣品，低滲巖樣也只不過半天。2）測量壓力高，最高壓力可達(dá)6000psI（420atm），因此適用于高、中、低各種滲透率巖心，且都能得到完整的毛管壓力曲線。3）形狀不規(guī)則的巖樣也能進(jìn)行測試。4）作退汞（濕相驅(qū)非濕相）試驗(yàn)很方便，而退汞曲線的應(yīng)用很廣。壓汞法的缺點(diǎn)：1）不能模擬實(shí)際油層的潤濕性和原生水飽和度，因此，所測毛管壓力曲線不宜直接用于油田。2）水銀有毒，對人體有害。3）試驗(yàn)結(jié)束時

8、，巖樣充滿水銀，不宜再做其它試驗(yàn)。3、離心機(jī)法（1）基本原理利用離心作用產(chǎn)生的強(qiáng)大驅(qū)替壓力達(dá)到非濕相從多孔介質(zhì)中把濕相驅(qū)替出來的目的。根據(jù)普通物理學(xué)知識得，沿轉(zhuǎn)動軸轉(zhuǎn)動的物體所產(chǎn)生的離心力F應(yīng)為：F=ma=mw2R式中：m——轉(zhuǎn)動物體的質(zhì)量a——向心加速度，a=w2Rw——角速度R——轉(zhuǎn)動半徑由此可見，隨著m、w和R