提高原油采收率原理(EOR)第二章PPT课件

容积功=（xydz)Δp
界面能增量=σ(xdy+ydx)
图2-1 任意曲面两侧的压力差
能量守恒 Δp.xydz=σ(xdy+ydx）
AOB与
，，
AOB
相似
x dx x R 2 dz R 2 dx xdz
R2 dy ydz
R1
p xydz (xdy ydx) ( xydz xydz)
p1
2
r
p3 p4 p2
p5 p6
p2 p1 w gh p4 p5 o gh p5 p1 (w o )gh
p5 p1 p6 p1
(w
o )gh
2源自文库
r
r' r cos
对公式的理解
h 2cos (w o)gr
油藏中存在油-水、油-气过渡带的原因
岩石中的流动孔 隙可看作毛细管， 毛细现象的存在 使油水气界面为
R1、R2——液珠或气泡通过喉孔时
前后的曲率半径。
2 p1 p3 p1 R1
p2
p3
p2
2
R2
p3
θ
p1
R2
（2）贾敏效应始终为阻力效应
θ
亲油
亲水 亲水地层Jamin效应发生在油珠或气泡通过喉孔之前； 亲油地层Jamin效应发生在油珠或气泡通过喉孔之后。
2 Jamin效应(Jamin effect)
（2）孔喉结构使毛细管力得不到充分发挥
（3）毛细管缝上升高度计算公式
r´— 1/2缝宽
2 Jamin效应(Jamin effect)
Jamin效应是指液珠或气泡通过喉孔时由 于界面变形而对液流产生的阻力效应。
（1）计算公式
p2
p1
2
1 ( R1
1 R2
)
2
cos
r'
1 R2
pσ2-—p1——界—面液张珠力或；气泡前后的压力差；p2
表面能自动趋于减少的规律
• 在净吸引力作用下，表面有自动收缩的倾向。 根据能量最小化原理，表面能有自动减少的倾 向。在等温下，表面能自动趋于减少，这是一 切表面现象所遵循的普遍规律
• 曲界面压力差、吸附、润湿和毛细管现象都是 该规律起作用的表现。
第一节 曲界面两侧的压力差
PRESSURE DIFFERENCE BETWEEN TWO SIDES of CURVED INTERFACE
贾敏效应越小，残余油滴越容易被驱动，驱油效率越高。 影响贾敏效应的因素有： l油水界面张力。油水界面张力越小，驱动孔喉油滴的阻 力越小。 l油层岩石的润湿性。亲水油藏的润湿角越大，对残余油 的驱动阻力越小，驱油效率越高。因此，对于亲水油藏， 减弱其水湿性（增大润湿角），可以提高对孔喉处残余 油的驱替效率；同理，亲油油藏中，减弱其亲油性，可 以提高对孔喉处残余油的驱替效率；中性润湿，贾敏效 应为零。 l油藏的孔隙结构。孔喉比越大，驱动孔喉油滴的阻力越 大。
3、表面张力(Surface Tension)
1 净吸引力 2 净吸引力指向液体 内部 3 表面能
3、表面张力(Surface Tension)
在净吸引力的作用下，表面层内的所有液体分子 均受有向下的吸引力，使液体表面的分子有被拉 进液体内部的趋势，从而把表面层紧紧拉向液体 内部。在宏观上就表现为液体表面有收缩的趋势。 这种沿着表面的收缩液面的力叫液体的表面张力。
第二章 油层中的界面现象
Interfacial Phenomena in Formation
预备知识
1、界面
2、 界面现象(Interfacial Phenomena)
l曲界面两侧压力差(Pressure difference between two sides of curved interface) l毛细管现象(Capillary phenomena) l润湿现象(Wetting phenomena) l吸附现象(Adsorption phenomena) l岩石表面的带电现象(Electrification phenomena on rock surface) l水驱油时的分散现象(Dispersion phenomena of oil)
3、球形曲界面两侧压差公式推导
对于液体下的一个气泡，半径为r，在p作用下试 图增加其体积，半径增加dr，体积增加 dV=4r2dr，表面积增加dA= 8rdr
按照热力学，此过程作功
W=pdV=p 4r2dr
按照表面能的概念，表面能增加
dA= 8rdr
容积功=表面能增加
p 4r2dr= 8rdr
过渡带
w o o g
油水过渡带比油气过渡带厚度更大。
（1）亲水地层，毛细管力是水驱油动力 亲油地层，毛细管力是水驱油阻力
l 如将饱和油的亲水岩心浸泡在水中， 可发现水在毛细管压力作用下自动进 入岩心，驱出岩心中的非湿相油，这 一过程被称之为自吸过程。岩心的亲 水性越强，自吸性越强。
l 反之，岩心亲油时，表现出岩心不能 自动吸水。如果使水进入岩心，则必 须施加一个外力克服毛管压力，才能 使水驱油，这种过程即为驱替过程。
3、马鞍形面L
当曲界面为马鞍形面时:R1与R2一正一负
p ( 1 1 )
R1 R2
柱面
马鞍形面
第二节 毛细管现象
CAPILLARY PHENOMENA
一、毛细管上升(Capillary elevation) 或下降(Capillary depression)现象
毛细管上升高度的计算
p6
p 2
r
说明：
• 球形曲界面，内部的压 力总是大于外部的压力；
• r为曲率半径；
• p1/r； • 只适用于球形界面；
根据能量守恒原则 即界面能增量与容积 功相等导出
二、任意曲界面压力差
一般的曲界面两侧压力差的公式，Laplace公式
Δp ABCD
,, , ,
ABCD
x x+dx
y y+dy
z z+dz
R1
R2
p ( 1 1 ) Laplace公式
R1 R2
式中，R1、R2是任意曲面的两个主曲率半径
Laplace公式有三种重要的形式
1、球面
当曲界面为球面时:R=R1=R2
2、柱面L
p ( 1 1 ) 2
R1 R2
R
当曲界面为柱面时:R2=∞
p ( 1 1 )
R1 R2 R1
一、球形曲界面压力差
1、球形曲界面压差的实验证明
p2 p1
p1 p2
2、球形曲界面两侧压差产生原因
• 表面能趋于减少，气泡表面倾向于收缩，必 然会产生一种作用，去阻碍气泡表面增大， 即表面能趋于减少的倾向会对鼓泡的方向施 加压力，阻碍表面增大，称为表面收缩压。
• 表面收缩压与鼓泡的压力平衡
•
p = p1 – p2