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1、 油层物理课程设计 潘翠玲 F 国贸07 毛管力曲线的主要应用参数、计算方法、应用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：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
2、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。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。毛管压力是在多孔介质的微细毛管中，跨越两种非混相流体弯曲界面的压力差，其数学表达式为：2.毛管力曲线的主要应用参数 毛管压力是在多孔介质的微细毛管中，跨越两种非混相流体弯曲界面的压力差，其数学表达式为：分析:Pc与r成反比, r越小,Pc越大 Pc与
3、成正比, 越大,Pc越大 Pc与cos成正比, 0或180,Pc越大气-液系统:式中：A附着张力=cos，达因/cmr毛管半径，cm液体密度，g/cm3g重力加速度，cm/s2液体的表面张力，达因/cm接触角h液体上升高度，cm油-水系统:3.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）（因为我们通常将多孔介质简化为毛管束）等于
4、或超过一定喉道的毛细管力时，非湿相才能通过喉道进入孔隙，把润湿相从其中排出。这时的外加压力就相当于一定喉道的毛细管力。加压法测毛管压力所用的装置的主要设备就是一个带半渗隔板的玻璃漏斗（也称岩心室），半渗透隔板是其中的主要部体，它是一块多孔玻璃或陶瓷园板，隔板的孔隙略小于岩心孔隙。因而当用润湿液体饱和隔板时，由于毛管压力的阻碍作用，在外加压力超过隔板最大喉道的毛管压力之前，隔板只能通过润湿相，而不能通过非润湿相，故而叫做半渗透隔板。实验时，它是通过加压的办法来建立岩心两端的驱替压差的，在该压差下非湿相流体（如空气）驱替岩心中湿相饱和降低；基于驱替过程中某一驱替压力和毛管力平衡以及岩心中相应的湿相
5、饱和度（原始含水饱和度减去驱出水的体积百分数），便可以获得毛管力和湿相流体饱和度的关系。半渗隔板法的优点：无论是气驱水（或油），还是油驱水（或水驱油），都接近模拟油层的驱替状况。测量精确、可靠、仪器简单，操作也方便，同测多块岩样，如Core Lab公司的这种仪器可同时进行64块岩心的测试，饱和度采用称重法。半渗隔板法的缺点：测试时间太长。每一平衡点需几个甚至几十个小时，通常测定68点，所以测一块岩心往往要花10-40小时，另外，因半渗隔板承压有限（目前国产半渗隔板承压1atm，国外生产的半渗隔板承压2000psi（14atm），所以用此法测低渗透岩样时往往得不到完整的毛管压力曲线。B、压汞法压
6、汞法测定毛管压力曲线的基本原理是：汞与大多数流体相比较都是非润湿相，如果要把水银注进到洗净烘干了的岩心孔隙中，就必须克服孔隙系统的毛管阻力，也就是说要对汞施加一定的压力，显然，注入水银的加压过程就是测量毛管压力的过程。注入水银的每一个压力就代表一个相应的孔隙大小下的毛管压力，在这个压力下进入空隙系统的水银量就代表这个相应大小的孔隙，喉道在系统中连通的孔隙体积。随着压力的提高，记下进入岩样的水银体积和相应的压力，便可以得到水银空气（水银蒸气）的毛管压力和岩样含汞饱和度的关系曲线。4.毛管压力曲线的应用 毛管压力曲线的主要应用在于利用其评价储层的孔隙结构和计算平均毛管半径、最大毛管半径以及储层的含
7、水饱和度 9 - 16 。王允诚等 17 通过对毛管压力曲线形态特征的深入分析, 综合考虑了砂岩储集层段的孔隙度、渗透率、毛管压力曲线形态特征以及平均毛管半径、最大毛管半径、排驱压力等孔隙结构参数来评价储层孔隙结构类型。这也是目前油田普遍采用的孔隙结构评价标准。但是受制于岩芯取芯样品数量的限制, 不能对整个目的层段储层孔隙结构类型进行连续评价。同时,由于受岩芯取芯资料的限制,为了利用有限的岩芯毛管压力资料实现对整个储集层含水饱和度进行评价的目的, 测井分析家往往采用J 函数法或者基于流动单元分析法将毛管压力曲线进行分类, 将相同类型的毛管压力曲线求平均,得到每一类型的平均毛管压力曲线,利用平均
8、毛管压力曲线来求取油藏含水饱和度 18 - 20 。而利用本文所提出的模型, 可以在整个井段利用常规孔隙度、渗透率等参数连续获取毛管压力曲线,利用该毛管压力曲线就可以实现在整个井段对孔隙结构进行连续评价以及连续计算储层含水饱和度的目的。图3为国内西部油田某井利用本文提出的模型构造的毛管压力曲线评价储层孔隙结构类型, 计算储层含水饱和度的应用实例。图中第6道和第7道中所示Rm 和Rmax为利用构造的毛管压力曲线计算的平均毛管半径和最大毛管半径, CRm 和CRmax为岩芯分析得到的平均毛管半径和最大毛管半径,从图中的分析结果可以看到, 利用构造的毛管压力曲线计算的平均毛管半径、最大毛管半径与岩芯
9、分析结果均较吻合,印证了本文提出的构造的毛管压力曲线方法的正确性; 第8道中显示利用构造的毛管压力曲线计算的储层含水饱和度Sw 和油田现场提供的测井解释模型计算的储层含水饱和度Sw - log的结果对比,可以看到,利用构造的毛管压力曲线计算的含水饱和度与油田现场计算结果非常吻合; 第9道显示了利用王允诚提出的标准评价该储层段的孔隙结构类型结果, 各种储层孔隙结构分类标准见文献17 ,根据孔隙结构类型的显示可以评价储层的储集能力。同时,需要注意的是, 本文的毛管压力曲线构造方法是建立在实验室压汞实验分析基础之上的,因此利用本文提出的模型构造的毛管压力曲线是实验室条件下的毛管压力曲线, 为了计算储
10、层含水饱和度,必须事先将其转换成油藏条件下的毛管压力曲线.文献来源:SPE 26115Overview of Key Remaining Issues in Reservoir Fluid Properties andPhase Behavior for Successful Reservoir Development ApplicationsP.K. Pande, B.J. Meyer, and B.S. Banthia, Fina Oil & Chemical Co.,and A.S. Lawai, BP (Exploration) Alaska Inc.SPE MembersThe pr
11、operties of reservoir fluids are critical for thesuccessful exploitation of petroleum oil and gas reservoirs.Integrated PVT sampling and testing programs are key tosuccessful reservoir development applications. Recentlydeveloped laboratory measurements and advancedcomputational tools have enhanced k
12、nowledge of phasebehavior and physical properties of reservoir fluids.However, many aspects of phase behavior remain unresolved.This poster session highlights the integrative aspects ofPVT programs and provides insights and solutions forunresolved problems. Issues covered include thefollowing:RESERV
13、OIR FLUIDS SAMPLING COMPLEXITIES1. Sampling Under Dynamic Reservoir Conditions:Petroleum reservoirs are continually in a dynamic state.Thus, obtaining representative samples during any stage ofdepletion or development presents its own uniquechallenges. Case histories are provided of the pros andcons
14、 of bottomhole vs. surface sampling.2. Sour Crude Oil System Sampling: Sampling andlaboratory testing of systems which contain hydrogensulfide (H2S) deserve special consideration as absorption ofH2S on the surface of sampling vessels can occur. This isof particular importance in studies of minimum miscibilitypressure (MMP) since H2S is beneficial in lowering MMPfor miscible hydrocarbon gas displacements.3. Condensate Fluids Sampling: Well conditioning forsampling of condensate fluids are critical in ensuring thatrepresentative fluids are obtained. The difficulty inobtaining representative
