3.4多相流體滲流特征解析課件

1、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11.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2 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 =0.167 cm3/s , K絕為:

2、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)。3 例三：用油水同時(shí)流過此巖心，測得鹽水的飽和度為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 )4 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。 原因：多相共滲時(shí)，共用同一渠道的各

3、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。5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% 20%50%50%Krw(Swmax)1m2時(shí)，粘度比的影響可以忽略。 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

4、） 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。154）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)。16175）溫度對(duì)相對(duì)滲透率的影響6）驅(qū)動(dòng)因素的影響= L/KP0.5106進(jìn)入自模擬區(qū)18三、 三相體系的相對(duì)滲透率1920四、 相對(duì)滲透率的測定和計(jì)算1.穩(wěn)態(tài)法21末端效應(yīng) 定義：在巖心

5、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)巖心長度，降低末端效應(yīng)存在長度占巖心總長度的百分?jǐn)?shù)； 3）三段巖心法。22 2.非穩(wěn)態(tài)法（又分為恒速法和恒壓法）23 2.非穩(wěn)態(tài)法（又分為恒速法和恒壓法）2425264.用毛管壓力曲線計(jì)算相對(duì)滲透率曲線基本理論:泊稷葉定律, 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):27 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:28 則： 又設(shè)任一根毛管孔

6、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)29作法如下： 測出毛管壓力曲線（Pc Sw 曲線），作成 1/ PC2 Sw 曲線，并求出該曲線下包面積，即可算出巖石的絕對(duì)滲透率。 30有效滲透率和相對(duì)滲透率計(jì)算:31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。32

7、33五、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34ABC產(chǎn)純油油水同產(chǎn)產(chǎn)純水100%含水油水混合帶20 80 100Sw % 液柱高度，m相對(duì)滲透率KroKrwSwiSor3536373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。38394041 曲線的特點(diǎn)：隨Sw上升，開始、最后fw 增大不多。中間段fw上

8、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 10020 40 60 80 100fw(Sw)0 1 2 3 4424 利用相對(duì)滲透率曲線計(jì)算水驅(qū)采收率4315從某一油層取一有代表性的巖樣，用半滲透隔板法以油驅(qū)水測得毛管壓力曲線,同時(shí)還測得該巖樣的相對(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。44，求該油層的油水界面位置及油水過渡帶厚度。0

9、 20 40 60 80 100-2.0-1.6-1.2-0.8-0.4-0 含水飽和度%相對(duì)滲透率2.0-1.6-1.2-0.8-0.4-0 -0 20 40 60 80 100含水飽和度%毛管壓力公斤力/厘米245，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？46，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Pc（Mpa）00.03030.03650.03860.07240.10820.2413Sw（%）10010090.182.443.732.229.8若該巖樣取自距油水界面以上30.48m的一個(gè)點(diǎn)，已知油水密度分別為1.025g/cm3和0.7208g/