多相流體滲流特征解析ppt課件

1、第1頁,教學(xué)目的： 1、掌握有效滲透率、相對(duì)滲透率、流度比的 概念 2、理解相對(duì)滲透率曲線的影響因素； 3、掌握相對(duì)滲透率曲線的應(yīng)用； 4、學(xué)會(huì)分析相對(duì)滲透率曲線的形態(tài)和特征,第四節(jié) 多孔介質(zhì)中的相對(duì)滲透率特征,第2頁,1.相(有效)滲透率 相滲透率:指多相流體共存和流動(dòng)時(shí),巖石允許其中某一相流體通過能力大小,稱為該相流體的相滲透率或有效滲透率,一.相對(duì)滲透率的概念,第3頁,例一：L=3cm,A=2cm2 ,=1mPa.s的鹽水100% 飽和，P=0.2MPa,Q=0.5 cm3/s. 則該巖樣的K絕為: 例二: 如果 =3mPa.S 的油100%飽和巖心,P= 0.2MPa， Q =0.16

2、7 cm3/s , K絕為: 結(jié)論:絕對(duì)滲透率是巖石固有的性質(zhì),與通過巖石的流體性質(zhì)無關(guān),第4頁,例三：用油水同時(shí)流過此巖心，測(cè)得鹽水的飽和度為Sw=70%，和油的飽和度為So=30%時(shí)，鹽水的流量為 0.30 cm3/s ,而油的流量為 0.02cm3/S,此時(shí)油、水的相滲透率為多少? 解：(1)當(dāng)Sw=70%時(shí)，鹽水的有效滲透率Kw 為： (2)當(dāng)So=30%時(shí)，油的有效滲透率Ko為： Ko + Kw =0.27 ( m2 ) K絕=0.375 ( m2,第5頁,結(jié)論:多相共滲時(shí),Ki K絕( i =o,g,w ),即:多相共滲時(shí),同一巖石中的各相流體的相滲透率之和總是小于巖石的絕對(duì)滲透率

3、。 原因：多相共滲時(shí)，共用同一渠道的各相流體相互干擾，不僅要克服粘滯阻力，還要克服毛管力Pc ，附著力和由于液阻現(xiàn)象增加的附加阻力。對(duì)某一相而言，其它相的存在實(shí)際降低了該相的流動(dòng)空間。 2相對(duì)滲透率 定義:多相共滲時(shí),某一相流體的有效滲透率與巖石的絕對(duì)滲透率之比,第6頁,通式：Kro = Ko/K；Krg = Kg / K；Krw = Kw/K 由例三可知：油、水的相對(duì)滲透率： 結(jié)論：盡管Sw+So=100% ，但 Kro+Krw =72% 100 %。 即：多相共滲時(shí), 同一巖石中，各相流體的相對(duì)滲透率之和總是小于1或小于100%。 對(duì)比一下實(shí)驗(yàn)結(jié)果： Sw/So =70 / 30 =2.3

4、3 倍 Krw/Kro= 0.6 / 0.12 = 5倍 若Sw增加 10%，即： Sw= 80 %， So = 20% ， Krw和Kro之間是否仞然是 5 倍關(guān)系？通過做實(shí)驗(yàn)，得到了它們之間的關(guān)系 采用相對(duì)滲透率曲線來描述,第7頁,水的流度,3流度 定義:多相共滲時(shí),某一相流體的有效滲透率與該相的粘度之比,油的流度,第8頁,4流度比 定義:多相共滲時(shí),水的流度與油的流度之比,流度比,第9頁,二、相對(duì)滲透率曲線特征及影響因素 定義:相對(duì)滲透率與飽和度之間的關(guān)系曲線，稱為相對(duì)滲透率曲線。 1、相對(duì)滲透率曲線特征：兩相、三區(qū)、五個(gè)特征點(diǎn),Kro,Krw,0 20 40 60 80 100,C,0

5、.2,0.4,0.6,0.8,油水相對(duì)滲透率曲線,Sw ,1.0,B,A,Swi,Sor,第10頁,2 影響相對(duì)滲透率曲線的因素,1）巖石孔隙結(jié)構(gòu)的影響,第11頁,2）巖石潤(rùn)濕性的影響 親水巖石： 等滲點(diǎn)含水飽和度大于50； 親油巖石： 等滲點(diǎn)含水飽和度小于50。 隨接觸角增加，油相相對(duì)滲透率 依次降低，水相相對(duì)滲透率依次 升高。（如教材圖1013,第12頁,第13頁,第14頁,第15頁,3）流體物性的影響 A.流體粘度的影響（見教材圖1316） 非濕相粘度很高時(shí)，非濕相相對(duì)滲透率可以大于100，而潤(rùn)濕相相對(duì)滲透率與粘度無關(guān)。 粘度比的影響隨孔隙半徑增大而減小，K1m2時(shí)，粘度比的影響可以忽略

6、。 粘度比只有在含油飽和度較高時(shí)才有影響；而含水飽和度很高時(shí)，粘度比的影響就很小了。 B.流體中表面活性物質(zhì)的影響（見教材圖1317） 表面活性物質(zhì)的存在，可以改變油、水的存在形式（分散相或分散介質(zhì)），分散介質(zhì)的滲透能力大于分散相,第16頁,4）油水飽和順序（飽和歷史）的影響 流體作為驅(qū)動(dòng)相時(shí)的相對(duì)滲透率大于作為被驅(qū)動(dòng)相時(shí)相對(duì)滲透率。 Kr驅(qū)動(dòng)Kr被驅(qū)動(dòng)。 對(duì)于同一飽和度，作為驅(qū)動(dòng)相時(shí)是全部連續(xù)，而作為被驅(qū)動(dòng)相時(shí)只有部分連續(xù)，所以，Kr驅(qū)動(dòng)Kr被驅(qū)動(dòng)。 驅(qū)動(dòng)相流體爭(zhēng)先占據(jù)阻力小的大孔道，并有沿大孔道高速突進(jìn)的趨勢(shì)，所以， Kr驅(qū)動(dòng)Kr被驅(qū)動(dòng),第17頁,第18頁,5）溫度對(duì)相對(duì)滲透率的影響 6）

7、驅(qū)動(dòng)因素的影響= L/KP0.5106進(jìn)入自模擬區(qū),第19頁,三、 三相體系的相對(duì)滲透率,第20頁,第21頁,四、 相對(duì)滲透率的測(cè)定和計(jì)算,1.穩(wěn)態(tài)法,第22頁,末端效應(yīng) 定義：在巖心端面，由于毛細(xì)管孔道突然失去連續(xù)性而引起的距巖心端面一定范圍內(nèi)濕相飽和度偏高和出口見水出現(xiàn)短暫滯后的現(xiàn)象。 消除辦法： 1）增大流速，減少末端效應(yīng)當(dāng)影響范圍； 2）增加實(shí)驗(yàn)巖心長(zhǎng)度，降低末端效應(yīng)存在長(zhǎng)度占巖心總長(zhǎng)度的百分?jǐn)?shù)； 3）三段巖心法,第23頁,2.非穩(wěn)態(tài)法（又分為恒速法和恒壓法,第24頁,2.非穩(wěn)態(tài)法（又分為恒速法和恒壓法,第25頁,第26頁,第27頁,4.用毛管壓力曲線計(jì)算相對(duì)滲透率曲線 基本理論:泊稷

8、葉定律, 單根毛管內(nèi)的流量為: 設(shè)單根毛管體積為V, 則 從毛管力定義出發(fā),第28頁,假設(shè)巖石由 n 根不等直徑的毛管所組成,其總流量為: 又因?yàn)? Vi = VP I 對(duì)實(shí)際巖石,由達(dá)西公式得,第29頁,則： 又設(shè)任一根毛管孔道體積Vpi 與所有毛管孔道總體積Vp 的比值為該毛管孔道在總的毛管系統(tǒng)中的飽和度,即: Si = Vpi / Vp ,Vp= Vpi / Si 所以: = Vp / AL = Vpi / ALSi , 則: Vpi = ALSi 引入校正系數(shù),第30頁,作法如下： 測(cè)出毛管壓力曲線（Pc Sw 曲線），作成 1/ PC2 Sw 曲線，并求出該曲線下包面積，即可算出巖石

9、的絕對(duì)滲透率,第31頁,有效滲透率和相對(duì)滲透率計(jì)算,第32頁,引入： 孔隙介質(zhì)中只有一種流體飽和時(shí)的遇曲度； wt濕相的與迂曲度； nwt 非濕相的迂曲度； r wt= / wt濕相的迂曲度比值； r nwt= / nwt非濕相的迂曲度比值,第33頁,第34頁,五、相對(duì)滲透率曲線的應(yīng)用,1.計(jì)算油井產(chǎn)量、水油比和流度比 Ko= K Kro Kw = K Krw 流度:流體的有效滲透率與其粘度之比。反應(yīng)了流體流動(dòng)的難易程度。 流度比：指驅(qū)替相的流度與被驅(qū)替相的流度之比 2.利用相對(duì)滲透率曲線確定儲(chǔ)層中油水的飽和度分布、100%產(chǎn)純水面的位置,水的流度,油的流度,第35頁,A,B,C,產(chǎn)純油,油水

10、同產(chǎn),產(chǎn)純水,100%含水,油水混合帶,20 80 100 Sw ,液柱高度，m,相對(duì)滲透率,Kro,Krw,Swi,Sor,第36頁,第37頁,第38頁,3利用相對(duì)滲透率曲線分析油井產(chǎn)水規(guī)律,定義：產(chǎn)水率是油水同產(chǎn)時(shí)產(chǎn)水量與總產(chǎn)液量的比值,第39頁,第40頁,第41頁,第42頁,曲線的特點(diǎn)：隨Sw上升，開始、最后fw 增大不多。中間段fw上升最快。 分析大量的Kri曲線有,含水飽和度(Sw),產(chǎn)水率(fw),20 40 60 80 100,20 40 60 80 100,fw(Sw,0 1 2 3 4,第43頁,4 利用相對(duì)滲透率曲線計(jì)算水驅(qū)采收率,第44頁,15從某一油層取一有代表性的巖樣

11、，用半滲透隔板法以油 驅(qū)水測(cè)得毛管壓力曲線,同時(shí)還測(cè)得該巖樣的相對(duì)滲透率曲線。 實(shí)驗(yàn)中所用的油水均為該油層的原油和地層水。從許多測(cè)定資 料綜合判斷，該油層的自由水平面為海拔-3180m，地層條件下 油水密度差為0.3g/cm3，求該油層的油水界面位置，油水 過渡帶厚度水驅(qū)采收率,求該油層的油水界面位置及油水過渡帶厚度,第45頁,求該油層的油水界面位置及油水過渡帶厚度,第46頁,求該油層的油水界面位置及油水過渡帶厚度,17如果孔隙最窄處的半徑為10-4cm，油氣表面張力為 30mN/m，由于低于飽和壓力，油中已經(jīng)出現(xiàn)半徑為310-4cm 的氣泡，試計(jì)算氣泡通過此孔隙時(shí)需要多大的壓差？設(shè)油的 比重為0.85，那么此壓差相當(dāng)于多高的油柱,第47頁,求該油層的油水界面位置及油水過渡帶厚度,18某巖樣的油水毛管壓力試驗(yàn)結(jié)果如下,油水毛管壓力試驗(yàn)結(jié)果,若該巖樣取自距油水界面以上30.48m的一個(gè)點(diǎn)，已知