毛管压力
毛细管力(开发)
在重新注入和退出曲线上，在
相同饱和度下排驱压力明显高于吸 入压力，这种现象称为拖延滞后。
（2）拖延滞后
是由于退汞过程中水银 对岩石润湿角的改变和水 银在岩样中受到不同程度 的污染而使其表面张力下 降等造成的。即润湿静滞 后产生捕集滞后，润湿动 滞后产生推延滞后。 （3）滞后环
重新注入曲线与退出曲线所构 成的闭合环，称为滞后环。
代入得
2 480 0.766 7.496104 7.5 75000 cm m r d ( A) 981000 cHg p pcHg pcHg pcHg
通过以上计算可以做出第二章中孔隙大小的分布曲线。
定量研究孔喉分布
3. 根据毛细管压力注入曲线获得的某些参数
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
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 2 ，而把驱替形成的接触 角定义为后退接触角 1
2 p吸＝ cos( ＋ ) r2
（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 p驱＝ cos1 r 1
2 p吸＝ cos 2 r2
§2
油层毛细管压力的测定
c
一、油层毛细管压力测定原理
pc gh
当达到平衡时为：
2r cos r gh
2
2 cos h 2 rg r g
2 cos 2 cos pc gh g rg r
储油(气)岩石的毛细管压力(毛管力)
液滴
附加压力Pc的大小可用利用表面能的概念来导出
假定为等温可逆条件，推动 管上端之活塞使液滴体积增 加dV，其表面积也相应增加 dA，此过程外界对体系所作 的净功为：
WpcdV 体积功
显然，此功应等于体系表面
能之增量，WdA
即： pc•dVdA
所以： pc dAdV
R-液滴 的半径
已知球的体积
V 4 R3
2
附加阻力增大
（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
附加阻力减小
p驱 ＝2r1 cos() p吸＝2r2 cos＋ ( )
98p 1 cH 0 g 0p c 0 Hg
p cHg p cHg
通过以上计算可以做出第二章中孔隙大小的分布曲线。
定量研究孔喉分布
3. 根据毛细管压力注入曲线计算的某些参数
（1）根据毛细管压力的注入曲线直接获取五项参数。
p
（排驱压力）
cd
rd (排驱压力对应的喉道半径)
p
c
（饱和度中值压力）
50
另外，已知毛细管中油水界面张力为 ，那么整个垂直向上的力应为
2rcos 而毛细管上升高度为h 时，液柱重量应为
r 2gh
当达到平衡时为：
2rcosr2gh
2rcos 2cos h r2g rg
2rcos
pcgh g2r cgos2cros
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
毛管压力曲线特征参数计算
Po
cos
1000
ASWBD
K
K Og rg
S
0.93752
1
O
Swi
4
1
S O
Swi
SOrg SOrg
2
改为：
(2-49)
K Og ro
0.93752
1
S O
Swi
4
1
S O
Swi
SOrg SOrg
2
(2-49)
（2）饱和度中值压力Pc50：饱和度中值压力是指饱 和度为50%时对应的注入曲线的毛管压力，这个数 值反映了两相流体各占一半时的特定条件。当孔隙 中充满油、水两相时，可以用 Pc50的值来衡量油的 产能大小。
一、什么是毛管压力曲线？
毛管压力曲线就是毛细管压力与湿相饱和度 的关系曲线。
二、压汞法的基本原理
必须对非湿相流体施压，才能将它注入到 岩芯的孔隙中去。所加的压力就是附加的毛管 压力。……随着注入压力的不断增加，水银就 不断进入较小的孔隙。
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：
100%
2 正态分布特征值
在压汞资料的正态频率曲线上，可以对孔喉大 小分布的资料进行统计处理，引用其特征值供对 比、分析及数学处理之用。这些量度包括：
主要倾向量度
（1）中值（D50），即孔隙分布处于最中间的孔 隙直径，它可以反映岩石的渗透性。显然其值越 大，渗透性能越好。
（2）均值（Dm），是孔隙大小总平均的量度，可 以用下面两式之一进行计算：
Dm D5 D15 D25 D85 D95 /10
Dm D16 D50 D84 / 3
（3）峰值（dm），是最常出现的孔隙直径， 即频率曲线的峰。
(3-4)毛管压力曲线
（二）毛管压力曲线的定量特征
Pc ， × 0.1MPa rc ， μ m
P1
100 B
1 0 Pc50 1 PT
0.01 100 S min
0.075
0.75
A α
r max 7.5
S AB
50
0
S HG ， %
图9—30 毛管压力曲线的定量特征
描述毛
管压力曲线的 定量指标主要 有：排驱压力
或阈压PT、饱
A、中间平缓段越长，表明岩石孔隙孔道的分布越集中， 分选性越好。
B、平缓段位置越靠下，说明岩石喉道半径越大。
3、末端上翘段
曲线的最后陡翘段表明非湿相进入岩心孔隙的量越来越 小，毛管压力急剧升高，最后只有很少的孔隙还存在湿相流 体，非湿相流体已不能把这些小孔隙中的湿相流体驱替出来。 因而再增加压力，非湿相饱和度已不再继续增加。
7.81 17.81
8
260
1.225
0.1
0.14
l0.7
6.25 10.00
9
390
1.235
0.01
0.08
6.3
0.63 3.75
10
＞390
1.285
0.05
0.08
6.3
3.12 3.12
半渗透隔板
岩心的毛管力曲线 隔板的毛管力曲线
PT（ 隔 板 ）
c
PT（ 岩 样 ）
0
Sw ,%
100
曲线不宜直接用于油田。 2）水银有毒，对人体有害。 3）试验结束时，岩样充满水银，不宜再做其它试验。
3、离心机法
（1）基本原理 利用离心作用产生的强大驱替压力达到非湿相从多孔介质中把湿相驱替出来的 目的。根据普通物理学知识得，沿转动轴转动的物体所产生的离心力F应为：
第9章储层岩石中的毛管压力及其曲线
Pc
( 1
R1
9-1R112 )
式中，Pc，曲液面上的附加压力；
σ，两相间界面张力；
R1，R2，为任意简单曲液面的两个主曲率半径。 式9-11是弯曲液面毛管力计算的基本公式。
第一节 毛细管压力的概念
二、各种曲面附加阻力
第一节 毛细管压力的概念
一、毛细管中液体的上升
(1)气-液体系的毛管力 由于弯液面两侧存在压力差，故水柱上升。达平衡后，
上升的静水柱压力即等于压力差，称其为毛管压力，它的方 向指向弯曲面凹的方向。即：
将9-1代入9-3
Pc P 9-w3gh
Pc
2 cos
r9-4
第一节 毛细管压力的概念
一、毛细管中液体的上升 (2)油水体系的毛管力
第一节 毛细管压力的概念
一、毛细管中液体的上升
Pa
B′
θ
B
Pw
Pob
B′
气
θ
B
Pwb
h Pc
h
Pa A′
空气
A′
A
油
A
水
Poa
Pwa
水
(a)
(b)
图9—1毛细管中液面的上升或下降现象
θ Pc
水银
(c)
气 水银
第一节 毛细管压力的概念
一、毛细管中液体的上升 (1)气-液体系的毛管力 图9-1(a)表明，毛细管中的液柱受到两种力的作用—界面 张力和重力。当液面上升一定高度h时，二者达到力的平 衡：
Pci
2
cos(
ri
) ,i
1,2
用微积分思想，当取管长为dL时，则可视为等径毛细管
储油气岩石的毛细管压力毛管力
§2 油层毛细管压力旳测定 一、油层毛细管压力测定原理
pc gh 对于某种流体 c
pc 正比于 h
若是吸入过程，即用润湿相驱替非润湿
相，则 pc 为吸入过程时旳毛细管压力
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）
pc gh f Sw
假如是驱替过程， pc 应为驱替时旳毛
随压力增长，注入 率增长；
结论：压汞法计算
旳喉道直径，是岩 石连通（有效）旳 视（等效）喉道直 径，它伴随岩石孔 隙构造旳均一性增 长而趋向于真实旳 连通（有效）视 （等效）喉道直径
喉道旳视体积
喉道旳实际体积
294 255 236 177
94 68
1 23 4 5 6
628
339
81
33
18
15
6号压力下仅18个单位注入， 其他旳276个单位旳喉道未注 入 3号尺寸旳喉道实际体积为177 个单位，而视喉道体积却有 628个单位注入，原因是那些 被小喉道遮蔽旳大喉道在3号 这一较高旳压力下被注入了
根据毛管压力计算旳半径虽然 不是真实旳喉道半径，从毛管 压力曲线所计算旳孔隙喉道体 积也不是真实旳孔喉体积，但 反应了它们旳相对大小以及孔 隙和喉道旳连通配置情况。
§5 油层毛细管压力资料旳应用
一、研究油（气）层 旳孔隙构造、评价储 层
n pc1 1 cos1 pc2 2 cos 2
§3 油层毛细管压力曲线特征
驱替过程是指升压时所测 得非润湿相饱和度曲线叫 驱替曲线——非润湿相注 入，润湿相被排驱，如用 压汞法则称为压汞（压入、 注入）曲线，
吸入过程是指减压所测得 非润湿相饱和度曲线叫吸 入曲线——润湿相吸入驱 替非润湿相过程，如压汞 法则称为退汞（退出、喷 出）曲线。
毛管压力曲线实验
第二节储层岩石的毛管压力曲线（8学时）一、教学目的会计算任意曲面的附加压力，了解毛管压力曲线的测定与换算；了解毛管压力的滞后现象；分析毛管压力曲线；了解毛管压力曲线的应用。
二、教学重点、难点教学重点：1、任意曲面的附加压力的计算；2、毛管压力曲线的测定与换算；3、毛管压力的滞后现象；4、毛管压力曲线的分析及应用。
教学难点1、任意曲面的附加压力的计算；2、毛管压力曲线的测定与换算；3、毛管压力曲线的分析及应用。
三、教法说明课堂讲授并辅助以多媒体课件展示相关的数据和图表四、教学内容本节主要介绍五个方面的问题：一、任意曲面的附加压力二、毛管中液体的上升(与下降)三、毛管压力曲线的测定与换算四、毛管压力的滞后现象五、毛管压力曲线的分析及应用（一）、任意曲面的附加压力一、任意曲面的附加压力拉普拉斯方程：讨论: (1).毛管中弯液面为球面时毛管压力Pc:毛管中弯液面两侧非湿相压力与湿相压力之差 大小: 方向:指向弯液面内侧 分析讨论:Pc 与r 成反比, r 越小,Pc 越大Pc 与б成正比, б越大,Pc 越大Pc 与cos θ成正比, θ→0°或θ→180°,Pc 越大(2).毛管中弯液面为平面时)11(21R R P +=∆σrR P P c θσσcos 22==∆=rP c θσcos 2=(3).毛管中弯液面为柱面时(4).毛管断面渐变时(5).裂缝中的毛管压力（二）、毛管中液体的上升(与下降)气-液系统:式中：A ——附着张力=σcos θ，达因/cmr ——毛管半径，cmρ——液体密度，g/cm 3g ——重力加速度，cm/s 2σ——液体的表面张力，达因/cm=∆P rP P c σ=∆=rP P c )cos(2βθσ±=∆=WP P c θσcos 2=∆=gr h w ρθσcos 2=θ——接触角h ——液体上升高度，cm油-水系统:根据毛细管公式我们可以看到：1、毛管压力c P 和θcos 成正比，090 θ，极性大的那一相为润湿相，θcos 为正，c P 为正，此时润湿相沿毛管自发吸入上升。
毛管压力曲线与_J函数
Pc
Pc
Pc
分选好， 分选好，裂缝均匀 Sw 中偏度 Pc
未分选， 未分选，裂缝极不 Sw 均匀 Pc
分选好， 分选好，裂缝均 Sw 匀，粗偏度 Pc
分选好， 分选好，裂缝均匀 Sw 细偏度
分选不好， 分选不好，裂缝 Sw 均匀， 均匀，细偏度
分选不好，裂缝不 分选不好，裂缝不] Sw 均匀， 均匀，粗偏度
0
20 40
60
80
含水饱和度（ ） 含水饱和度（%）
• C 油Байду номын сангаас过渡带顶面：即Sw=Swi 的最低面， 在此面上油水同时存在，但油可以流动水不 可以流动，在此面上油藏中含有大量的油和 少量的束缚水。
• 5、计算有效渗透率和少量束缚水 • 6、毛管压力曲线在孔隙结构研究中的 应用
• Ⅰ孔隙喉道大小分布曲线 • Ⅱ确定表征孔隙结构特征的各项参数 • Ⅲ评价储集岩石的性能
• 二 附加压力与界面张力和曲率半径之间 的关系
• 拉普拉斯方程（Young-Laplace Equation)
1 1 ∆P = σ ( + ) R1 R 2
它是毛细管现象的基本公式 对于球形
R1 = R2
∆ P = 2 σ R
对于平面
R1 = R2 = ∞
∴ ∆P = 0即在平面的两边无压力差
三 毛管中的液体上升
• （一）毛管压力曲线的分析
Pc
b Pc50
a
Pt 0 Swi 50 湿相饱和度 100
• 1、排驱压力或称入口压力、门坎压力、阀压Pt • 排驱压力指非润湿相进入多孔介质孔道驱替润湿 相，使润湿相离开孔道产生流动需要的最小压力， 即非润湿相开始进入岩样最大孔道的压力。 • 2、平缓段ab • 若ab段越陡，表明在ab段的压力范围内，压力只 要增加就有非湿相进入孔隙之中，即r 变化较大。 • 3、束缚水饱和度Swi • 一般来说，对于孔隙结构相同的岩石，物性越好， Swi值越低。对于低渗性的致密岩石，其Swi可达 60-70%.
(3-4)毛管压力曲线
（2）仪器流程（低压（常压）半渗透隔板法）
（3）测定步骤（低压（常压）半渗透隔板法）
A、将岩石和半渗透隔板用地层水完全饱和后，纪录岩石中饱和水的体积，此饱和 水的体积既是岩石的孔隙体积，此时岩石的含水饱和度为100%，将隔板装入仪 器中； B、饱和水的岩石防在隔板上面，（纪录该度管中的液面读数，计为0位置）；
会造成误差，特别对于低孔隙、低渗透的岩样，其误差会更 大。
（三）毛管压力曲线特征的影响因素 1、岩石孔隙结构及岩石物性 A、孔道大小的分布越集中，分选越好，毛管力曲线的中间平缓段
也就越长并且越接近水平线。 B、孔隙半径越大，则中间平缓段越接近横轴，毛管压力值越小。 C、孔隙喉道大小及集中程度主要影响着曲线的歪度(又叫偏斜度)， 它是毛管压力曲线形态倾向于粗孔道或细孔道的量度。大孔道越多，
中、低各种渗透率岩心，且都能得到完整的毛管压力曲线。
3）形状不规则的岩样也能进行测试。 4）作退汞（湿相驱非湿相）试验很方便，而退汞曲线的应用很广。
压汞法的缺点：
1）不能模拟实际油层的润湿性和原生水饱和度，因此，所测毛管压力 曲线不宜直接用于油田。
2）水银有毒，对人体有害。
3）试验结束时，岩样充满水银，不宜再做其它试验。
（2）仪器流程 （3）实验结果
A、压汞曲线（驱替曲线）； B、退汞曲线（吸入曲线） C、退汞效率=从岩石中退出汞的体积/进入岩石中的汞的最大体积
=（SHgmax- SHgr) / SHgmax
SHgmax——岩石中最大进汞饱和度, SHgr——岩石退汞后残留汞饱和度。
（4）优缺点
压汞法的优点：
1）测定速度快，通常每1-2小时测一块样品，低渗岩样也只不过半天。 2）测量压力高，最高压力可达6000psI（420atm），因此适用于高、
毛管压力曲线的应用
第二章毛管压力曲线的应用第一节压汞法基本原理及应用一、基本原理由于表面张力的作用，任何弯曲液面都存在毛细管压力。
其方向总是指向非润湿相的一方。
储油岩石的孔隙系统由无数大小不等的孔隙组成，其间被一个或数个喉道所连结，构成复杂的孔隙网络。
对于一定流体，一定半径的孔隙喉道具有一定的毛管压力。
在驱替过程中，只有当外加压力（非润湿相压力）等于或者超过喉道的毛管压力时，非润湿相才能通过喉道进入孔隙，将润湿相从其中排出。
此时，外加压力就相当于喉道的毛细管力。
毛细管压力是饱和度的函数，随着压力升高，非润湿相饱和度增大，润湿相饱和度降低。
在排驱过程中起控制作用的是喉道的大小，而不是孔隙。
一旦排驱压力克服喉道的毛细管压力，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。
以上是毛细管压力曲线分析的基础。
压汞法又称水银注入法，水银对岩石是一种非润湿相流体，通过施加压力使水银克服岩石孔隙喉道的毛细管阻力而进入喉道，从而通过测定毛细管力来间接测定岩石的孔隙喉道大小分布，得到一系列互相对应的毛管压力和饱和度数据，以此来研究油层物理特征。
在压汞实验中，连续地将水银注入被抽空的岩样孔隙系统中，注入水银的每一点压力就代表一个相应的孔喉大小下的毛细管压力。
在这个压力下进入孔隙系统的水银量就代表这个相应的孔喉大小所连通的孔隙体积。
随着注入压力的不断增加，水银不断进入更小的孔隙喉道，在每一个压力点，当岩样达到毛细管压力平衡时，同时记录注入压力（毛细管力）和注入岩样的水银量，用纵坐标表示毛管压力p c，横坐标表示润湿相或非润湿相饱和度，作毛管压力与饱和度关系曲线一毛管压力曲线，该曲线表示毛管压力与饱和度之间的实测函数关系。
通常把非润湿相排驱润湿相称为驱替过程，而把润湿相排驱非润湿相的反过程称之为吸入过程。
在毛细管压力测量中，加压用非润湿相排驱岩芯中的润湿相属于驱替过程，所得毛管压力与饱和度关系曲线称之为驱替毛管压力曲线，降压用润湿相排驱非润湿相属于吸入过程，所得毛管压力与饱和度关系曲线称之为吸入毛管压力曲线，在压汞法中，通常把驱替叫注入，把吸入叫退出。
毛管压力曲线分类标准
毛管压力曲线分类标准1.根据毛管压力曲线形态对储层定性分类（1）大孔粗喉型储层特点：孔隙个体大，喉道粗，分选连通好，歪度偏大，孔隙度、渗透率均好。
（2）小孔粗喉型储层特点：喉道粗，孔隙个体小，分选连通较好，孔隙度低--中，渗透率中等--低。
（3）大孔细喉型储层特点：孔隙个体大，喉道偏细，孔隙度中等，渗透率偏低。
（4）小孔细喉型储层特点：孔隙个体小，喉道偏细，细歪度，孔隙度低，渗透率低。
粗喉、中喉、细喉、微喉的分级：级别主要流动喉道直径um特粗喉>30um粗喉20~30中喉10~20细喉1~10微喉<1美国岩心实验室(CoreLaboratorie)根据孔喉半径大小将孔喉分为三种类型:1.大孔喉(Macropore)—孔喉半径大于1.5m;2粗微孔喉(Coaremicropore)—孔喉半径在0.5～1.5m;3.细微孔喉(Finemicropore)—孔喉半径小于0.5m。
1.大孔喉(>1.5m)的孔隙体积百分数;2.粗微孔喉(0.5～1.5m)的孔隙体积百分数;3.细微孔喉(<0.5m)的孔隙体积百分数。
根据E.S.米赛尔和W.V.安琪哈尔特的研究，吸附水膜的厚度一般可达0.1m(有时可以变厚)。
这就意味着,在自然条件下,水膜可以把半径0.1m的管道全部堵死,使石油无法进入。
马丁·雷克曼也曾明确宣称:应当把半径<0.1m的孔隙当成岩石固体部分看待,祝总祺等建议扬弃了半径<0.1m的孔隙之后,其余的半径大于0.1m的孔隙空间代表石油能够进入的孔隙空间,并将这部分空间体积称为“有用孔隙体积”。
笔者认为,可将半径小于0.1m的孔喉称作极细微孔喉,可从压汞毛管压力曲线上计算出极细微孔喉连通的孔隙体积百分数,把它作为反映岩石孔喉大小分布的第四个参数。
即:4.极细微孔喉(<0.1m)的孔隙体积百分数。
水渗透涨发的三种原理
水渗透涨发的三种原理
水渗透涨发是指在土壤中，当土壤中的水分含量超过一定饱和点时，水分会通过一定途径（如毛细管、微孔隙）向上运动，导致土壤的涨发现象。
水渗透涨发的原理可以归结为三个方面：
一、毛细管作用原理：
毛细管作用是水分逆向运动的重要力量，是水渗透涨发的主要原理之一。
在细小的毛细管中，水分会因吸附和表面张力的作用而上升。
毛细管作用的产生主要受到毛细管半径和水分表面张力的影响。
当土壤中的水分含量超过一定饱和点时，毛细管中的水分会通过吸附和表面张力的作用逆向上升，导致土壤的涨发现象。
二、根系吸力原理：
根系吸力是水渗透涨发的另一个重要原理。
植物根系能够吸收土壤中的水分，并通过根毛的导管系统将水分运输到地上部分。
当土壤中的水分含量超过根系能力吸收的限度时，根系的吸力会受到水分的涨力作用，进而导致水分的涨发现象。
三、毛管压力原理：
毛管压力是水分涨发的另一个重要原理。
当地下水位下降时，地下水的涨落会通过土壤孔隙中的空气孔隙传导至土壤的上层，形成毛管压力。
这种毛管压力会推动土壤中的水分上升，导致土壤的涨发现象。
综上所述，在水渗透涨发的过程中，毛细管作用、根系吸力和毛管压力是影响土
壤涨发的三个主要因素。
这些原理的共同作用促使水分在土壤中向上升腾，形成水渗透涨发现象。
这种现象在自然界中经常出现，对于维持土壤湿度、植物生长和水循环等方面具有重要的作用。
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毛管压力曲线测定
－行业标准宣贯
一. 毛管压力的定义及基本概念 二. 毛管压力曲线的测量 三. 毛管压力曲线的特征及解释 四. 毛管压力曲线的应用
一. 毛管压力的定义及基本概念
当不互溶的两相流体在岩石孔隙 内相互接触时，流体之间有一弯月 形的分界面，由于界面张力和润湿 性的作用，使得在分界面上两测流 体的压力是不相等的，其压力差就 定义为毛管压力。
三. 毛管压力曲线的特征及解释
2. 毛管压力曲线的滞后现象
引起毛管滞后分以下几种情况： a. 润湿滞后引起的滞后: 参看后示意图：图（a）表明相同的毛细管，在吸入和驱替过程中，由于润 湿次序不同，表现为润湿角不同。吸入过程的润湿角θ1为前进角，驱替过程的 润湿角θ2为后退角，且θ1 > θ2 ，使得吸入毛管力p1 小于驱替毛管力 p2 。 b.毛细管半径突变引起毛细管滞后 如图(b)所示，毛细管两头细(半径为r2)，中间突然变粗(半径为r1)，r1> r2， 对应的毛管力户p1< p2。假如驱替和吸吮过程中非湿相(空气)的压力都等于 pa，润湿角都等于θ(θ=0o，不考虑润湿滞后)，那么，在吸入时液面上升，弯 液面将稳定停留在中间的粗毛细管段内；而驱替时(液面下降)，弯液面将稳定 停留在上部细段内。结果是吸入过程湿相的饱和度小于驱替时湿相的饱和度， 这种毛细管滞后仅与毛细管半径的变化有关。
二. 毛管压力曲线的测量
2. 隔板法： 特点：是最经典的方法。多用来测量岩样的液一气 两相的毛管压力曲线，但也可用于测量油水两相系统 的毛管压力曲线和共存水饱和度。 这种实验方法测量比较费时，完成一批岩样测量一 般需一、两个月不等，甚至更长。
二. 毛管压力曲线的测量
3. 离心机法：
测量方法：将一圆柱状的小岩样洗净烘干后，抽真空饱和盐 水，称重确定其饱和盐水体积之后，置于特制的离心机盒内(岩 样系浸入油相中)，在离心机上，从某一较低的转速开始旋转。 由于油水密度不同，在离心力作用下，岩样中的水被驱替出来， 等量的油进入岩样中，记录下这一恒定转速下的恒定不变的岩样 排水量；然后，依次增加离心机的转速，重复上述过程；直至再 提高离心机转速时，岩样的累计排出水量基本上不变为止。实验 测量结果可以获得一系列的离心机转速及其对应的岩样排出水量 (体积)，则可以计算出岩样的毛管压力和含水饱和度。
二. 毛管压力曲线的测量
2. 隔板法： 测量方法：（以气水系统毛管压力曲线为例）
先将岩样洗净烘干后，抽真空饱和水，然后，将此岩样放入 岩样室内，置于半渗透率隔板上；用氮气加压，迫使气相进入岩 样孔隙并排出其中的水；由于半渗透隔板只对水有渗透性，水就 通过隔板进入计量管内。记录每一恒定压力值(即相当于毛管压 力值)及相应岩样累计的恒定不变的排出水量；逐次提高气相压 力，依次进行测量，直至再提高压力基本上也无法排出岩样中的 水为止。各个压力值即岩样毛管压力值所对应的岩样剩余水饱和 度，则由原始岩样的饱和水量与岩样累计排出水量之差得到，这 样就可以测得岩样较完整的毛管压力一含水饱和度关系曲线。
三. 毛管压力曲线的特征及解释
3. 毛管压力曲线几个重要特征值
b. 饱和度中值压力Pc50
该值是指非润湿相汞的饱和度为50％时相应的毛管压力值(第一循环压汞曲 线)。这个数值反映岩石孔隙中同时存在油水两相(各占一半)时，对油的产能的大 小。一般地，起始排驱压力越高，其饱和度中值压力也越高。而饱和度为50％，乃 是岩石孔隙中油水两相各占一半时的特定流动条件。Pc50值越大，说明岩石孔隙越 致密(偏于细歪度)，生产石油的能力就下降；而Pc50值越小，则表明岩石对油的渗 透能力越好，具有较高的产油能力。因此。也可以利用Pc50值的大小作为判断岩石 产油能力的一项标志，而且可以从实验室测得的毛管压力曲线，求出对应于饱和度 中值压力值油层条件下，生产纯油所需的油藏闭合高度，与实际油藏的闭合高度比 较·可以估计油藏的产油能力。在缺少油水相对渗透率资料时，上述的资料就更具有 重要的意义。
岩石毛管压力曲线测定
行业标准宣贯
2006.12
毛管压力曲线测定
－行业标准宣贯
前
言
测量岩样的两相毛管压力曲线，是最重要的岩心分析项目之 一，尤其是岩样压汞毛管压力资料，是人们进行储集层分类评 价时经常使用的岩心分析数据之一。岩样毛管压力资料可以用 于研究储集层岩石的微观孔隙结构特征、估算储集层的储集和 渗流能力、计算油层的原始油水饱和度分布、计算岩样的渗透 率和相对渗透率曲线、鉴定岩石表面润湿性以及研究孔隙介质 中的驱油机理等，总之，岩样的毛管压力数据在油田勘探和开 发中具有相当广泛的应用。而行业标准是规范毛管压力测定方 法的重要文件，是得到和测准毛管压力曲线的基础。
1. 压汞法： 测量方法：将岩样洗净烘干后，置于压汞仪的岩样 承压室内，密闭抽空；汞从某一较低的压力开始，被 压入岩样的孔隙中，记录下每一恒定压力下进入岩样 的恒定不变的汞体积；然后依次升高汞的挤入压力， 重复上述测量过程，直至预选的最高注汞压力为止。 汞的挤入压力即相当于岩样的毛管压力，由相应的汞 注入体积可以计算出岩样的进汞饱和度，从而得到岩 样的压汞毛管压力曲线。
由于油层岩石孔隙很小，一般流体弯月面较小， 因而可将两相流体分界面视为球面的一部分，即 R1=R2 于是可得：
pc =
2σ R
…………………(2)
一. 毛管压力的定义及基本概念
若将毛管孔道视为半径为r的圆柱形孔道，则可以推得：
R=
pc =
r cosθ
2σ cosθ r
………………(3)
………………(4)
2. 毛管压力曲线的滞后现象
实际上．上述三个因素常常同时存在，毛细管滞后是三个 β 因素影响的综合反映。如(d)所示，对于实际油藏岩石孔隙表面 粗糙、流动断面不断变化。润湿滞后、变断面、孔隙半径及管 壁粗糙度等因素的影响都会引起毛管力滞后。此时吸入、驱替 过程毛管力表达式同式(5)和(6)。 因此，同一岩心用吸吮法和 驱替法测得的毛管力曲线一般不会重合。其差别反映了岩石孔 道的不规则程度。
三. 毛管压力曲线的特征及解释
3. 毛管压力曲线几个重要特征值
岩样的压汞毛管压力曲线是分析研究储集层岩石的储集和渗流 能力的常用资料，在研究岩样的压汞毛管压力资料时，有四个重要 的数值特征值得注意。
a. 起始排驱压力Pd b. 饱和度中值压力Pc50 c. 最小未饱和孔隙体积百分数 Smin d. 退汞效率 We
三. 毛管压力曲线的特征及解释
2. 毛管压力曲线的滞后现象
三. 毛管压力曲线的特征及解释
2. 毛管压力曲线的滞后现象
c.毛细管半径渐变引起的滞后 以上图(c)所示的锥形毛细管为例。毛细管滞后同时受毛细管半径及润湿角两 个因素的影响。毛细管半径变化的影响与情况(b)相同，润湿角的变化是由毛 细管壁倾斜引起的，在自吸吸入或靠液柱自身重量进行驱替且液面稳定时， 弯液面两侧压差分别为： 吸入过程： p1 = 驱替过程： p2 =
三. 毛管压力曲线的特征及解释
3. 毛管压力曲线几个重要特征值
c. 最小未饱和孔隙体积百分数 Smin
这一数值是指在某一额定的汞注入压力时，未被汞侵入的岩样 孔隙体积占岩样总孔隙体积的百分数。显然，Smin值越大，说明岩 石中小孔喉控制的孔隙体积占的比例越多，这实际上是反映岩石的 颗粒大小、均匀程度、胶结类型、孔隙度、渗透率等一系列岩石性 质的综合指标。显然，岩样压汞毛管压力曲线上的Smin值一般并不 代表岩样的润湿相的残余饱和度值。
一. 毛管压力的定义及基本概念
一般情况，不互溶的两种流体的 分界面具有两个主曲率半径R1和R2。 理想情况下毛管压力的数学形式可表 示为：
pc = σ
(
1 R1
1 + R2 =
)
1 rm
………(1)
式中Pc为毛管压力；rm为弯月面 的平均曲率半径；σ为两相流体 间界面张力。
一. 毛管压力的定义及基本概念
三. 毛管压力曲线的特征及解释
1. 毛管压力曲线形态特征
三. 毛管压力曲线的特征及解释
1. 毛管压力曲线形态特征
三. 毛管压力曲线的特征及解释
1. 毛管压力曲线形态特征
前图是反映不同孔隙类型岩样的典型压汞毛 管压力曲线。其中曲线(a)是较均匀孔隙的情 况；曲线(b)则反映岩样表面有洞或缝(AC 段)，而曲线的其余部分则是反映基质孔隙中 可流动部分孔隙的毛管压力特性，曲线(c)表示 岩样具有两种不同的基质孔隙类型，这种曲线 可解释为较大孔隙空间中(一类孔隙)为其他介 质所充填(二类孔隙)的情况。
1. 毛管压力曲线形态特征 2. 毛管压力曲线的滞后特征 3. 毛管压力曲线几个重要特征值 4. 毛管压力数据的归一化处理
三. 毛管压力曲线的特征及解释
1. 毛管压力曲线形态特征
两个重要名词： 歪度（偏斜度）：歪度是指孔喉大小分布偏向粗孔喉或是偏 向细孔喉，相应地称之为粗歪度或是细歪度。对储油层而言， 当然一般是越偏向粗歪度越好。 分选：孔喉大小的分选性是指孔喉尺寸分布的均匀程度。孔 喉尺寸分布越集中，则表示其分选性越好，在毛管压力曲线上 就会出现一段明显的平缓段。低毛管压力范围曲线段的斜度越 小，且对应于平缓段的饱和度范围越宽，则说明孔喉大小分选 性越好。
2σ cos(θ + β ) r1
2σ cos(θ − β ) r2
………..(5) …………(6)
式中 β—管壁与垂直方向的夹角； θ—润湿角。 可以看出，吸入时液面停留在粗断面处．而靠重力驱替时液面停留 在细断面处，从而使得吸入时的湿相饱和度低于驱替时的湿相饱和度。
三. 毛管压力曲线的特征及解释
二. 毛管压力曲线的测量
3. 离心机法： 特点：小岩样直接测量岩样的油水、水气或油气毛 管压力曲线。 由于转速限制，无法做太高的压力。
毛管压力曲线测定
－行业标准宣贯
一. 毛管压力的定义及基本概念 二. 毛管压力曲线的测量 三. 毛管压力曲线的特征及解释 四. 毛管压力曲线的应用