文档介绍：§1 毛细管压力概念
这种使毛细管内液面上升或下降的曲面附加压力,叫毛细管压力。
将一根毛细管插入润湿相中,则管内液体呈凹形,那么它就受到一个附加向上的压力,使润湿相液面上升一定的高度
将毛细管插入到非润湿相中,则管内液体呈凸形,液体受到一个附加向下的压力,使非润湿相液面下降一定的距离
毛细管压力也可以用两相界面上的压力差来定义(毛细管压力就是毛细管内两相界面上的压力差),根据这个定义毛细管压力仅存在于两相分界面上,并形成压力的突变,这个突变值就是毛细管压力。
第十章储油(气)岩石的毛细管压力
毛细管压力公式的推导
设在具有油水两相的容器中插入毛细管后,润湿相水的上升高度为h。设油水界面张力为,润湿接触角为,油水的密度分别为ρO与ρW,那么在油相中B'的压力应POB’为:
(连通管中同一水平面压力相等)
毛细管中油水界面张力为,
那么整个垂直向上的力应为:
而毛细管上升高度为h 时,液柱重量应为:
2
1
3
左图为作用于三相周界上的各个界面张力的关系
当达到平衡时为:
这就是圆柱形毛细管压力公式
毛细管滞后现象
毛细管滞后现象,实质上是润湿滞后现象在毛细管中的反映。它是指由于润湿滞后的影响,导致排驱过程和吸入过程中,毛细管内液面上升高度不同的现象。
毛细管滞后是由于以下四种情况引起的
(1)流体的饱和顺序引起的毛细管滞后
吸入:用润湿相排驱非润湿相
驱替:用非润湿相排驱润湿相
一根毛细管插入盛有润湿相液体的容器,作吸入试验,润湿相沿毛细管上升一定高度
把一根同样的毛细管先充满润湿相,插入非润湿相容器里,用非润湿相作驱替试验,在毛细管压力作用下,润湿相将沿毛细管下降一定高度容器
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这种由于饱和顺序不同而引起的驱替和吸入润湿相高度(即饱和度)不同的现象就叫做润湿污染的毛细管滞后现象。这时由吸入过程形成的接触角定义为前进接触角,而把驱替形成的接触角定义为后退接触角
(2)毛细管半径突变
在光滑的毛细管中间突然变粗,上部细段的半径为r1,中部粗段半径为r2,这就是岩石孔隙结构研究中所谓的“墨水瓶”结构。
(3)毛细管半径渐变
毛细管半径的渐变同样由于孔隙断面变化面引起毛细管滞后现象
附加阻力增大
附加阻力减小
(4)变断面且管壁粗糙的毛细管
实际储层孔隙多半是既断面变化,而管壁又粗糙并综合作用而引起毛细管滞后现象。
§2 油层毛细管压力的测定
一、油层毛细管压力测定原理
若是吸入过程,即用润湿相驱替非润湿相,则为吸入过程时的毛细管压力高度应为在毛管力作用下润湿相自动上升高度(在毛细管中饱和度)
如果是驱替过程, 应为驱替时的毛细管压力,高度用克服毛管力进入的非润湿相高度表示
对于某种流体
正比于
二、油层毛细管压力测定方法
主要测定方法有
1、半渗透隔板法、
2、压***法、
3、离心机法、
4、动力驱替法
5、蒸气压力法等。