油層物理課件 第三章 儲(chǔ)層中多相流體的滲流性質(zhì).ppt

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1、第三章儲(chǔ)層中多相流體的滲流特性儲(chǔ)層巖石中的界面現(xiàn)象儲(chǔ)層巖石的潤濕性儲(chǔ)層巖石中的毛管壓力儲(chǔ)層巖石中的各種阻力效應(yīng)儲(chǔ)層巖石中的相對滲透率第一節(jié)儲(chǔ)層巖石的界面現(xiàn)象一兩相界面的自由表面能分子B分子A分子B在液相內(nèi)部,它所受的分子合力為零,可以在液相內(nèi)自由運(yùn)動(dòng).分子A在界面層,它所受的分子合力不為零,其合力指向液體內(nèi)部,因此,如果要把液相內(nèi)部的分子移動(dòng)到液體表面就必須克服這個(gè)合力而做功,即:表面層分子比內(nèi)部分子具有多余的能量.表面自由能:這種表面分子比液體內(nèi)部分子多余的能量就稱為表面自由能。比表面能：用單位面積具有的自由表面能的大小來表示。例1、皂膜的拉伸實(shí)驗(yàn)設(shè)一邊可以自由活動(dòng)的金屬框架上有一

2、皂膜，如果要將皂膜拉伸，必須在沿圖示方向施加一個(gè)外力F，如果移動(dòng)距離為dx,則外力所做的功為：xLdxFбб—每單位長度上的作用力，即表面張力б表示形成單位面積所消耗的功，即比表面能例2、皂泡的收縮設(shè)皂泡的半徑為R，則總表面自由能為假如半徑減少dR，那么自由表面能的變化為：皂泡的收縮使表面自由能減少，要使收縮的趨勢改為平衡，皂泡內(nèi)的壓力必須大于泡外壓力，壓差作功為：當(dāng)達(dá)到平衡時(shí)，W一定等于表面自由能的減少2、表面張力或表面自由能的幾個(gè)性質(zhì)界面自由能或表面張力產(chǎn)生的根本原因是分子間的引力，即由于相同分子或不同分子之間分子引力的差異所構(gòu)成。兩相界面層表面能是由界面層分子力場的不平衡所致自

3、由表面能具有如下性質(zhì)：（1）只有存在不互溶的兩相時(shí)自由表面能才存在。（2）界面越大，自由表面能越大。（3）表面或界面是具有一定厚度的界面層。（4）兩相界面層自由表面能的大小與兩相分子的性質(zhì)有關(guān)。（5）還和物質(zhì)的相態(tài)、密度，分子量有關(guān)，通常在兩相界面上，表面張力是以能量的形式存在的，在三相周界上存在表面張力。油3、油藏流體間的界面張力靜吸力=內(nèi)聚力-附著力1.油－氣界面壓力的影響：p↑,Rs↑,ρo↓,內(nèi)聚力↓ρg↑,附著力↑，靜吸力↓所以：σ↓溫度的影響：T↑ρo↓＞ρg↓,內(nèi)聚力↓＞附著力↓所以：靜吸力↓，σ↓2.油－水界面無溶解氣的油水體系溫度、壓力對油水密度和熱力學(xué)性質(zhì)影響大體

4、相同。有溶解氣的油水體系p＜pb時(shí)，p↑,Rs↑,ρo↓,ρw不變內(nèi)聚力不變，附著力下降，所以：靜吸力上升，σ↑p＞pb時(shí)，P↑，ρo↑,油水密度差下降，σ↓二界面吸附現(xiàn)象及其和界面張力的關(guān)系吸附：溶解于兩相系統(tǒng)中的物質(zhì)，自發(fā)地聚集到兩相界面層并急劇降低該界面層的表面張力的現(xiàn)象。表面活性劑：被吸附在兩相界面上、且能大大降低界面張力的的物質(zhì)叫做表面活性物質(zhì)或稱表面活性劑。表面活性劑是一種兩親分子，含有一個(gè)極性端和一個(gè)非極性端就其極性而言，可以把原油的組分分為非極性物質(zhì)和含有極性的活性物質(zhì)兩類。烴類是非極性物質(zhì)，烴與氧、硫、氮的化合物是活性物質(zhì)。原油是表面活性物質(zhì)和非極性烴類的一種溶液。

5、第二節(jié)儲(chǔ)層巖石的潤濕性一、潤濕現(xiàn)象（潤濕性）的含義二、結(jié)合功和附著功三、潤濕接觸角四、影響潤濕性的因素五、潤濕滯后現(xiàn)象六、油藏巖石的潤濕性七、潤濕性的測定方法八、潤濕性對油水分布和驅(qū)油效率的影響潤濕性：非混相流體在固體表面上的流散現(xiàn)象。一、潤濕現(xiàn)象（潤濕性）的含義通過實(shí)驗(yàn)不難得出幾個(gè)結(jié)論：①潤濕總是發(fā)生在三相體系中，一相為固體，另兩相為流體。②潤濕是三相共存時(shí)，三種相界面上自由表面能平衡的結(jié)果。③潤濕現(xiàn)象主要表現(xiàn)在兩相流體在固體表面上爭奪面積，它與三個(gè)相界面上各自的自由表面能大小有密切關(guān)系。其中固相與那一相液體的界面張力低，固體就親哪一相液體,或者說哪一相液體容易沿固體表面流散。④潤

6、濕是相對的而不是絕對的。一種流體同A種流體相比較為濕相,而同B種流體相比較又為非濕相了。如在石英表面上,當(dāng)油水兩相存在時(shí)，油為非濕相；但當(dāng)油氣共存時(shí)，油又為濕相了。結(jié)合功：將面積為1cm2的純液體拉開所做的功。液液液需做功釋放能量二、結(jié)合功和附著功附著功可以表示液體在固體表面的附著能力,附著功越大，液體越不容易從固體表面上剝下來，固體表面越親該液體。附著功可以用來表示固體表面的潤濕性氣液固需做功附著功：將面積為1cm2的固液界面拉開所需所做的功。氣液固三、潤濕接觸角θ氣液固бslбlgбsgθ根據(jù)力的平衡條件有：楊—裘皮公式Θ標(biāo)定的規(guī)定：穿過密度大的相討論:①θ=0o時(shí):cosθ=1

7、,②θ=180o時(shí):cosθ=0,W附=0液體在固體表面的附著功等于液體本身的結(jié)合功，也就是說液體與固體表面的吸引力等于液體本身的吸引力。這時(shí)，液體在固體表面上就象在液體本身表面上一樣，此時(shí)液體在固體表面上完全鋪展，稱完全潤濕。即從固體表面把液體剝下來，不需要做功。即固體對液體分子沒有吸引力。因而液體在固體表面上完全不粘附，即完全不鋪展，稱完全不潤濕。四潤濕滯后現(xiàn)象前進(jìn)角θ1:濕相驅(qū)非濕相的角后退角θ2:非濕相驅(qū)濕相的角定義:三相接觸周界沿著固體表面移動(dòng)遲