3.4多相流体渗流特征解析

q r P V A 8L
2
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5）温度对相对渗透率的影响
6）驱动因素的影响= L/KP≥0.5×106进入自模拟区
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三、 三相体系的相对渗透率
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四、 相对渗透率的测定和计算 1.稳态法
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◆末端效应
定义：在岩心端面，由于毛细管孔道突然失去连续性而引起 的距岩心端面一定范围内湿相饱和度偏高和出口见水出现短 暂滞后的现象。 消除办法： 1）增大流速，减少末端效应当影响范围； 2）增加实验岩心长度，降低末端效应存在长度占岩心总长 度的百分数； 3）三段岩心法。
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3流度
定义:多相共渗时,某一相流体的有效渗透率与 该相的粘度之比。
油的流度：
K0 0 u0
水的流度：
Kw w uw
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4流度比
定义:多相共渗时,水的流度与油的流度之比。
w 流度比： M 0
K w AP Kw w uw L uw w M K 0 AP K0 0 0 u0 L u0
(2)当So=30%时，油的有效渗透率Ko为：
Qo o L Ko 10 1 0.045( m 2 ) AP
Ko + Kw =0.27 ( µm2 ) < K绝=0.375 ( µm2 )
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结论:多相共渗时,Ki< K绝( i =o,g,w ),即:多相共 渗时,同一岩石中的各相流体的相渗透率之和总是小 于岩石的绝对渗透率。 原因：多相共渗时，共用同一渠道的各相流体相互 干扰，不仅要克服粘滞阻力，还要克服毛管力Pc ， 附着力和由于液阻现象增加的附加阻力。对某一相 而言，其它相的存在实际降低了该相的流动空间。
强油湿岩石 <15% <50%
Kro(Swi)
50%~100%
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3）流体物性的影响 A.流体粘度的影响（见教材图13－16） 非湿相粘度很高时，非湿相相对渗透率可以大于100％， 而润湿相相对渗透率与粘度无关。 粘度比的影响随孔隙半径增大而减小，K>1μm2时，粘度 比的影响可以忽略。 粘度比只有在含油饱和度较高时才有影响；而含水饱和度 很高时，粘度比的影响就很小了。 B.流体中表面活性物质的影响（见教材图13－17） 表面活性物质的存在，可以改变油、水的存在形式（分散 相或分散介质），分散介质的渗透能力大于分散相。
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例三：用油水同时流过此岩心，测得盐水的饱和度为 Sw=70%，和油的饱和度为So=30%时，盐水的流量为 0.30 cm3/s ,而油的流量为 0.02cm3/S,此时油、水的相渗透率为 多少?
解：(1)当Sw=70%时，盐水的有效渗透率Kw 为：
QW W L KW 10 1 0.225( m 2 ) AP
结论：尽管Sw+So=100% ，但 Kro+Krw =72% <100 %。
即：多相共渗时, 同一岩石中，各相流体的相对渗透率之和 总是小于1或小于100%。
对比一下实验结果： Sw/So =70 / 30 =2.33 倍
Krw/Kro= 0.6 / 0.12 = 5倍
若Sw增加 10%，即： Sw= 80 %， So = 20% ， Krw和 Kro之间是否仞然是 5 倍关系？通过做实验，得到了它们 之间的关系 —— 采用相对渗透率曲线来描述。
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4）油水饱和顺序（饱和历史）的影响 流体作为驱动相时的相对渗透率大于作为被驱动相时相 对渗透率。 Kr驱动>Kr被驱动。 对于同一饱和度，作为驱动相时是全部连续，而作为被 驱动相时只有部分连续，所以，Kr驱动>Kr被驱动。 驱动相流体争先占据阻力小的大孔道，并有沿大孔道高 速突进的趋势，所以， Kr驱动>Kr被驱动。
QO O L QW W L KO , KW , AP AP 2Q0 P0 g L Kg 2 2 A( P 1 P 2 )
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例一：L=3cm,A=2cm2 ,=1mPa.s的盐水100% 饱和， P=0.2MPa,Q=0.5 cm3/s. 则该岩样的K绝为:
K绝
QL 0.5 1 3 1 10 10 1 0.375( m 2 ) AP 2 0.2
第四节 多孔介质中的相对渗透率特征 教学目的：
1、掌握有效渗透率、相对渗透率、流度比的 概念 2、理解相对渗透率曲线的影响因素； 3、掌握相对渗透率曲线的应用； 4、学会分析相对渗透率曲线的形态和特征。
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一.相对渗透率的概念
1.相(有效)渗透率 相渗透率:指多相流体共存和流动时,岩石允许其中某一相流体通过能 力大小,称为该相流体的相渗透率或有效渗透率。
0.2MPa， Q
例二: 如果 =3mPa.S 的油100%饱和岩心,P= =0.167 cm3/s , K绝为:
QL 0.167 3 3 1 1 2 K 10 10 0.375( m ) AP 2 0.2
结论:绝对渗透率是岩石固有的性质,与通过岩石的流体性质无关。
2相对渗透率
定义:多相共渗时,某一相流体的有效渗透率与岩石的 绝对渗透率之比。
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通式：Kro = Ko/K；Krg = Kg / K；Krw = Kw/K
由例三可知：油、水的相对渗透率：
K ro Ko / K 0.045 / 0.375 0.12(OR : 12%)
K rw KW / K 0.225 / 0.375 0.6(OR : 60%)
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二、相对渗透率曲线特征及影响因素
定义:相对渗透率与饱和度之间的关系曲线，称为相对渗透率 曲线。 1、相对渗透率曲线特征：两相、三区、五个特征点
Kro 1.0
0.8
0.6
A
B
C Krw
0.4
0.2 Swi 0 20 40 60 80 Sor 100
Sw %
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2 影响相对渗透率曲线的因素
1）岩石孔隙结构的影响
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2）岩石润湿性的影响 亲水岩石： 等渗点含水饱和度大于50％； 亲油岩石： 等渗点含水饱和度小于50％。 随接触角增加，油相相对渗透率 依次降低，水相相对渗透率依次 升高。（如教材图10－13）
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强水湿岩石 束缚水饱和度SWi 等渗点含水饱和度SW Krw(Swmax) >20% >50% <30%