毛管压力曲线实验.docx

第二节 储层岩石的毛管压力曲线（8学时）
一、教学目的
会计算任意曲面的附加压力，了解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；了解毛管压力曲线的应用。
二、教学重点、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；
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与换算；
3、毛管压力曲线的分析及应用。
三、教法说明
课堂讲授并辅助以多媒体课件展示相关的数据和图表
四、教学内容
本节主要介绍五个方面的问题：
一、任意曲面的附加压力
二、毛管中液体的上升(与下降)
三、毛管压力曲线的测定与换算
四、毛管压力的滞后现象
五、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

拉普拉斯方程：

讨论:
(1).毛管中弯液面为球面时

毛管压力Pc:毛管中弯液面两侧非湿相压力与湿相压力之差
大小:
方向:指向弯液面内侧
分析讨论:Pc与r成反比,r越小,Pc越大
Pc与б成正比,б越大,Pc越大
Pc与cosθ成正比,θ→0°或θ→180°,Pc越大
(2).毛管中弯液面为平面时

(3).毛管中弯液面为柱面时

(4).毛管断面渐变时

(5).裂缝中的毛管压力

（二）、毛管中液体的上升(与下降)
气-液系统:

式中：
A——附着张力=σcosθ，达因/cm
r——毛管半径，cm
ρ——液体密度，g/cm3
g——重力加速度，cm/s2
σ——液体的表面张力，达因/cm
θ——接触角
h——液体上升高度，cm
油-水系统:

根据毛细管公式我们可以看到：
1、毛管压力和成正比，，极性大的那一相为润湿相，为正，为正，此时润湿相沿毛管自发吸入上升。
2、毛管压力和Pc和毛管半径成反比，这就是说毛管半径越小，毛管力就越大，毛细管自发吸入湿相的能力就越强，润湿相沿毛细管上升的高度就越大。
3、毛管力实质上是润湿现象的一个特例，是自由表面能在毛细管内相互作用平衡的结果，因此，随着两流体界面张力的增大，即两种液体性质差别的增大，毛管力也应当增大，湿相在毛细管中上升就越高。
4、毛管力是发生在毛细管中的润湿现象，亦就是说：毛管力是润湿的结果，随着润湿相沿毛管的上升。毛管中必然出现弯液面（如果不考虑重力的影响，则应该为球面），由引可知，只有在出现弯液面的条件下，才有毛细现象存在。且润湿相和非润湿相的润湿能力相差越大，毛细管半径越小，那么，两相界面在毛细管中弯曲的越明显，即曲率半径越小，毛管力越大。
另外，根据前面的推导可知：当毛细管插入湿相中时，则湿相将沿管中润湿相驱走，这一过程是自发的，所以毛管力比时为湿相驱非湿相的动力。根据上述的毛管力计算公式可以看出，当毛细管倾斜时，液柱高度将保持不变，那么当毛细管成水平方向时，亲水毛细管的毛管力则成为水驱油的动力，即：
1）当油芷岩石表面亲水时，油芷中的毛管力是水驱油的动力。
2）当岩石表面亲油时，油芷中的毛管力则是水驱油的阻力。
但是在实际注水开发的油芷中，往往注入水向前的运动速度过大，由于润湿滞后听影响，则会导致弯液面发生反转，导致润湿性发生变化，即使毛管力作为水驱油的动力作用得不到发挥。因而降低了驱油效率。
（三）、毛管压力曲线的测定与换算
1、毛管压力曲线
非湿相首先进入最大孔道时所相应的最低驱替压力（即毛管压力）称为“阀压”或“门槛压力”，超过此压力非湿相就进入孔隙介质之中。
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述，这种曲线就是毛管压力曲线。
根据分析我们可以看出：
①毛细管压力是由非润湿相表面的曲率所决定的，而界面曲率又与孔隙喉道的大小有关，同时与非湿相（或湿相）的饱和度有关。随着压力的升高，非润湿相饱和度增大，润湿相饱和度降低，即非润湿相界面曲率也增大（曲率半径减小），所以说毛细管压力随湿相饱和度的减小而增大，即毛细管压力是湿相饱和度的函数，通常用曲线表示
②在排驱过程中起控制作用的喉道的大小，而不是孔隙。一旦排驱压力克服了喉道的毛细管压力，非润湿相即可进入孔隙。
③在一定压力下非润湿相能够进入的喉道的大小分布是很分散的，只要等于及大于该压力所对应的喉道均可以进入，至于孔隙，非润湿相能够进入与否，则完全取决于连结它的喉道。
2、毛管压力曲线的测定
毛管压力曲线的测定实际上就是测出毛管压力和饱和度的关系曲线，通常所用的方法有：半渗隔极法压汞法和离心机法。另外还有蒸气压力法和动力法只是后两种方法用得较少，所以我们只就前三种方法作详细介绍。
A、半渗隔板法
半渗隔板法测毛管压力曲线的原理就是：在驱替过程中，只有当外加压力（即加在毛管孔道两端的压差