毛管压力曲线特征参数计算共16页

润湿相 汞
据此模型认识到压汞法计算的半径不是 孔隙半径，也不是真实的喉道半径。
第24页，共58页。
Wardlaw(1976)的孔喉二维网络透明模型
6种大小不同的喉道 代表6级注入压力；
注入率：汞进入给定
尺寸的喉道数与总可 被侵入喉道总数的比 值；
随压力增加，注入率增 加；
结论：压汞法计算的
喉道直径，是岩石连通 （有效）的视（等效） 喉道直径，它随着岩石 孔隙结构的均一性增加而 趋向于真实的连通（有效 ）视（等效）喉道直径
毛细管滞后是由于以下四种情况引起的
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（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 ，而把驱替形成的接触角定义 为后退接触角
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
正比于 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
第9页，共58页。
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、压汞法、 3、离心机法、 4、动力驱替法 5、蒸气压力法等。
（3）饱和度中值压力(Pc50)
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（4）最小非饱和的孔隙体积（Smin）：
最小非饱和的孔隙体积表示当注入 水银的压力达到仪器最高压力时，没 有被水银侵入的孔隙体积百分数。这 个值表示仪器最高压力所相应的孔喉 半径（包括比它更小的）占整个岩样 孔隙体积的百分数。 Smin越大表示小孔 喉越多。 Smin值还取决于所使用仪器的 最高压力。

9
r
• 当曲面为柱面时 • ①当珠泡处于停止状态时，球形曲面产生的毛管力
方向指向油相内
• 柱面产生的毛管力
• 方向也指向油相内 • 故油柱或液泡静态的毛管力效应PⅠ为
PI
= P′ P′′= 2σ R
σ r
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= 2σ (cos θ 0.5)
10
r
• ②当珠泡运动到喉道时，所需阻力就更大 P P 2
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七 毛管压力曲线的分析及应用
教学目的 掌握利用毛管压力曲线来直接或者间接确定 储层参数。
教学重点、难点 利用毛管压力曲线来确定饱和度随油水过渡 带高度之间关系
教法说明 课堂讲授
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• （一）毛管压力曲线的分析
Pc
Pc50
b
a
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0 Swi
50 湿相饱和度
•即
2 Pc • k
c • cos
•令
2 J (Sw)
c
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则
由于θ值很难用储油物性测出，因此忽略掉：
• б—达因/cm 界面张力
• K—渗透率 cm²
• θ—接触角 °
• —孔隙度 %
• Pc—毛管力 达因/cm²
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•
9、 人的价值，在招收诱惑的一瞬间被决定 。21.8.1521.8.15Sunday, August 15, 2021
•
10、低头要有勇气，抬头要有低气。14:10:3014:10:3014:108/15/2021 2:10:30 PM
•
11、人总是珍惜为得到。21.8.1514:10: 3014:1 0Aug -2115-Aug -21

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：

应用 。
２ 毛管压力 曲线应用
２ ． １ 排驱压 力 、储层 分类
毛 管压 力 曲线 中间平 缓段 延长 到与 纵轴 相交 ，
交 点对 应 的压力 为排驱 压力 （ Ｐ ｄ）。它 是评 价岩石
储 集 性 能 的 主要 参 数 之 一 ，排 驱 压力 与 岩 石物 性 （ 特别 是渗 透率 ）有 密切 关系 ，渗 透率越 低 排驱 压
（ 气） 藏油 （ 气 ）水 过 渡带 高 度 和过 渡带 内流 体饱 和 度 分布 、饱 和度 中值压力 、计 算孔 喉半 径 、孔 喉 半径 中值 等 。
有多种 方 法测试 毛 管压 力 ，不 同测试 方法 的测 试 条件有 所 不 同 ；研 究 目的不 同 ，测 试 的流体 系统 也 不 同。为 了将 实验 室测试 的毛管压 力较 好应 用 于 油 田实际开 发 ，必须 对 收集 的原始 资料进 行整 理 及 分 析 。下面 举 例说 明毛 管压力 曲线 的整理 、分 析 及
黄 山：毛 管压 力 曲线整理及 应 用
・ ３ ７ ・
图１ Ａ 气 田毛 管压 力 曲线及 排驱 压 力 表１ Ａ 气 田毛 管压 力分 组结 果表
２ ． ３ 束缚 水 饱和度
分 组
１
渗透 率（ ｍｄ ） 启 动 压力（ ＭＰ ａ ）
≤１ ０ ． ０ ８ ＜ Ｐ ｄ ＜ ０ ． ７
力 越 高 。Ａ 气 田毛管 压 力 曲线见 图 １ ，图 ｌ 表 明 ，具
有 不 同渗透 率 和孔 隙度 的岩心 ，测 得 的毛管 压力 曲 线 是不 相 同的 ，代表 的储 层也 不 同 。因此 ，如何 将 不 同渗 透率 级 别 的毛 管 压力合 理 分组 ，使得 每组 毛 管 压 力 反 应 的 储层 特 征 基本 一 致 ，就 显 得 十 分 重

V进 0
优点:测定速度快；测量范围大(20-30MPa)。
四、岩石毛管力曲线的测定方法
压汞仪
4.3 离心法
Pc
特点：测定速度快，所采用的流体又接近 油藏实际。
5
四、岩石毛管力曲线的测定方法
5、毛管力曲线的分析 5.1毛管力曲线的基本特征
进汞曲线退汞曲线来自四、岩石毛管力曲线的测定方法
曲线特点:
(1)进汞毛管力>退汞毛管力; (2)SHg退>SHg进
18605461123
8
1界面能依存于两相界任何界面都趋于缩小2面界面能分布于整个界面层3界面能的大小与两相分子的极性有关两相极性相近的分子间引力大界面张力越小h1h2界面层内分子比相内部分子多具有的那部分能量
李爱芬 中国石油大学（华东）石油工程学院
2010年3月
内 容：
一、界面张力 二、岩石的润湿性 三、岩石孔隙的毛管力 四、毛管力曲线的测定 五、毛管力曲线的应用
WE—相当于强亲水油藏 的水驱采收率。
裂缝油藏毛管力曲线特征
6、毛管力曲线的应用
6.1 评价孔隙的均匀程度
毛管力曲线的形状主要 受喉道的分选性和大小
控制。
•平缓段越长， 孔隙越均匀； •曲线位置越 低，渗透性越好。
6.2 研究岩石的孔隙结构
(1)可以确定岩石的最大孔隙半径
rmax
=
2σ cosθ PT
5.2 毛管力曲线的特征参数
(1)阈压PT： 非湿相开始进入岩心最大喉道 的压力。 (2)中值压力Pc50： 饱和度50% 所对应的毛管压力。
(3) 最 小 湿 相 饱 和 度 Smin ： 随 驱替压力升高，湿相饱和度 也不再减小时的饱和度 。
用驱替曲线研究岩石孔隙结构

（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、

二 孔渗及毛管压力曲线测定分析
离心 机法
接样
烘样
测气体渗透率
配制油水样
出分析报告 处理资料
测试
煤油中抽空饱和
压汞 法
接样
烘样、称重
测孔隙度、气体渗透率
出分析报告
处理资料
测试
图2 毛管压力曲线测定流程
二 孔渗及毛管压力曲线测定分析
选样要求：
压汞法的最大优点是 测量速度快，对样品的形 状要求不严。岩样外观尺 寸应≤25mm能置入25mm ×25mm透度计内为宜； 同时岩样必须经过抽提除 油（不用热解除油，防止 高温破坏孔隙结构）。
理。 2.1 孔隙度和渗透率定
烘样
量尺寸
测气体渗透率
计算渗透率
称干重
出分析报告 计算孔隙度 饱和后岩样称重 煤油中抽空饱和
图1 孔隙度和渗透率测定流程
二 孔渗及毛管压力曲线测定分析
1.1、孔隙度的测定
孔隙度是表示岩石孔隙体积与岩石总体积的 比值。它反映了储集层储集流体的能力。储层的 孔隙度越大，能容纳流体的数量就越多，储集性 就越好。习惯上把有效孔隙度称为孔隙度。
y = 0.002e0.611x R2 = 0.7398
100
10
1
0.1 0
5
10
15
20
25
30
孔隙度，%
石东4井清水河组孔隙度直方图 （2657.04m ～2669.14m ）
40
百分含量，%
35
累计百分含量，%
30
25
100 90 80 70 60
20
50
40 15
30 10
20
5 10
0
0

（5）半渗隔板法优缺点 半渗隔板法的优点：无论是气驱水，还是油驱水，都接近模
拟油层的驱替状况。测量精确、可靠，操作简单，同测多 块岩样。
半渗隔板法的缺点：测试时间太长，半渗隔板承压有限，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。
2、压汞法
（1）压汞法测定毛管压力曲线基本原理
进汞：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
（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、
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
第四节 油藏岩石的毛管压力曲线
毛管压力曲线：岩石的毛管压力与湿相流体饱和度 的关系曲线。
一、毛管压力曲线的测定
测定毛管压力曲线的方法有：半渗隔极法、压汞法、离心机法。
1、半渗透隔板法
（1）测定原理：将岩石孔隙视为由一组半径不等的毛细管组成。
在空气、水、半渗透隔板系统中，半渗透隔板
是完全被水润湿；在空气、水、岩石系统中，岩石也是
（4）实验结果处理 A、 Pc～Sw曲线
B、孔隙体积分布曲线 C、孔隙体积累积分布曲线
序 号 毛管力(P c) 刻度管数值 阶段体积 岩心中含水 含水饱和度 Dvi/Vp
累计
差 ， cm3
体积
(S w)
mmHg
cm3
列1
列2
列3
cm3
%