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毛管力曲线

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中国石油大学 渗流物理 实验报告 实验日期: 成绩: 班级: 学号: 姓名: 教师: 同组者:

压汞毛管力曲线测定实验 一．实验目的 1．了解压汞仪的工作原理及仪器结构； 2．掌握毛管力曲线测定方法及实验数据处理方法。 二．实验原理 岩石孔隙结构极其复杂，可以看作一系列相互连通、粗细不一的毛细管网络。汞不润湿岩心，在自然状态下，由于毛管阻力的存在它不会进入岩心孔隙，但在外力作用下，汞将克服毛管理而进入孔隙。孔隙半径越小，毛管阻力越大。随外加压力的增加，汞由粗到细依次进入孔隙，岩心中汞的饱和度不断的增加。注入汞的压力与岩心中汞饱和度的关系曲线即为毛管力曲线。 三．实验流程

图1 压汞仪流程图 (岩心尺寸：φ25×20--25mm，系统最高压力50MPa) 四．实验步骤 1.用游标卡尺测量岩心直径、长度并记录。 2.装岩心、抽真空：打开岩心室，装入岩心；关闭岩心室，关闭岩心室阀关真空泵放空阀；检查确保抽空阀打开，然后打开真空泵电源，抽真空10分钟左右； 3.充汞：开岩心室阀，开隔离阀；调整汞杯高度至指示灯刚亮，关抽空阀，关闭补汞阀关闭真空泵电源，慢开真空泵放空阀； 4.进汞、退汞实验：关闭进液阀，调节计量泵使最小量程压力表示数为零，并由数显屏读取初始汞柱高度；进汞实验，按实验数据表，设定压力，逐级进泵加压（加至10 MPa），稳定后记录压力及汞柱高度；退汞实验,按设定压力逐级退泵，稳定后记录压力及汞体积测量管中汞柱高度，直至达到最低压力（注意在进泵时，压力达到0.06MPa，0.6MPa，3 MPa时应关闭相应的截止阀，保护小量程的压力表；退泵时则在相应的压力点打开相应的截止阀）； 5.结束实验：打开泵进液阀，关隔离阀；开补汞阀，开抽空阀；打开岩心室，取出废岩心，清理台面汞珠，关紧岩心室，清扫桌面汞珠。 五．数据处理 1．毛管力曲线测定原始记录 表1 毛管力曲线测定原始记录表 平均岩心直径： 2.438 cm 计量管截面积： 0.3532 cm2 平均岩心长度： 2.137 cm 岩心孔隙度： 32.8 % 序号 进汞 压力 MPa 进汞 高度 cm 校正 高度 cm 汞饱 和度 % 汞饱和度差 % 毛管 半径 μm 序 号

退汞 压力 MPa 退汞 高度 cm 校正 高度 cm 汞饱

和度 % 1 0 33.64 33.64 0.0 / / 1 / / / /

2 0.005 33.45 33.5 1.5 1.5 147.08 2 0.005 29.19 29.37 46.1 3 0.01 33.33 33.4 2.6 1.1 73.54 3 0.01 27.15 27.35 67.9

4 0.02 30.70 30.81 30.5 28.0 36.77 4 0.02 26.07 26.29 79.3 5 0.03 27.43 27.56 65.6 35.1 24.51 5 0.03 25.95 26.18 80.5 6 0.04 26.77 26.92 72.5 6.9 18.39 6 0.04 25.90 26.18 80.5

7 0.05 26.64 26.81 73.7 1.2 14.71 7 0.05 25.87 26.15 80.8 8 0.07 26.52 26.71 74.8 1.1 10.51 8 0.07 25.82 26.14 81.0 9 0.09 26.48 26.71 74.8 0.0 8.17 9 0.09 25.79 26.11 81.3 10 0.12 26.44 26.74 74.5 0.0 6.13 10 0.12 25.74 26.09 81.5 11 0.15 26.39 26.72 74.7 0.2 4.90 11 0.15 25.70 26.06 81.8 12 0.2 26.35 26.72 74.7 0.0 3.68 12 0.2 25.64 26.04 82.0

13 0.3 26.27 26.7 74.9 0.2 2.45 13 0.3 25.51 25.91 83.4 14 0.5 26.14 26.61 75.9 1.0 1.47 14 0.5 25.39 25.82 84.4 15 1 25.72 26.28 79.4 3.6 0.74 15 1 25.27 25.76 85.1

16 1.5 25.48 26.09 81.5 2.1 0.49 16 1.5 25.21 25.87 83.9 17 2 25.34 26 82.5 1.0 0.37 17 2 25.17 25.87 83.9 18 5 25.02 25.81 84.5 2.1 0.15 18 5 25.04 25.73 85.4

19 8 24.82 25.74 85.3 0.8 0.09 19 8 24.88 25.7 85.7 20 10 24.70 25.69 85.8 0.5 0.07 20 10 24.70 25.69 85.8

2．计算岩心含汞饱和度，绘制毛管力曲线（举例说明计算过程，并将含汞饱和度填入原始记录表）； （1）校正计量管中汞柱的高度：

iihh

式中：ih－任一压力下，校正后的计量管中汞柱的高度，cm；

ih－任一压力下，计量管中汞柱的高度，cm；



—任一压力下，主要包含汞本身的压缩值在内的系统误差，通过空载实

验测得。 （2）任一毛管力cP对应岩心含汞饱和度HgS：

%100)(%1000PiPHgHgVhhAVVS 式中：0h－进汞压力为零时，汞体积计量管中汞柱的高度，cm； A－计量管横截面积，cm2； PV－岩心中的孔隙体积，LdVP241，cm3；

d－岩心直径，cm； L－岩心长度，cm；

－岩心孔隙度，小数； 以第五组数据为例进行计算说明： ％％66100*328.0*1755.3)56.2764.33(*3532.0%100)(%1000PiPHgHgVhhAVVS （3）根据毛管力cP和对应的岩心含汞饱和度HgS，在半对数坐标上绘制毛管力曲线。

0.010.1110

0.020.040.060.080.0100.0含汞饱和度/％

毛管压力/MPa进汞曲线

退汞曲线

图2 毛管力曲线 3．根据毛管力公式，计算不同压力对应的毛管半径（举例说明计算过程，并将毛管半径填入原始纪录表）；

由rPccos2 则

)(7354.0140cos4802cos2mPPPrccc

式中：cP－毛管力，MPa ； －汞与空气的界面张力，480mN/m；

－润湿角，140o； r－毛管半径，m。 以第五组数据为例进行计算说明：

)(51.2403.07354.07354.0140cos4802cos2mPPPrccc

4．绘制孔隙大小分布柱状图 相邻半径对应的含汞饱和度差值即为该半径范围的孔隙体积占总孔隙体积的百分数。在半对数坐标上绘制孔隙大小分布柱状图。

0.0000.0500.1000.1500.2000.2500.3000.3500.400147.0836.7718.3910.516.133.681.470.490.150.07

孔隙半径/μm

孔隙相对量/％ 图3 孔隙大小分布柱状图 4．求取岩石的最大孔喉半径、饱和度中值压力Pc50、退汞效率We等有关物性参数，并说明求取方法、在图上标明；

（1）岩石的最大孔喉半径：)(7354.0maxmPrT

式中：TP－阈压，MPa 。 答：在毛管力曲线进汞曲线的平滑段作切线，交纵轴即为阈压TP，由图可得MPaPT012.0，则)(3.61012.07354.07354.0maxmPrT

（2）确定毛管力曲线上含汞饱和度为50%时相应的毛管压力Pc50，说明它的大小对岩石渗滤性及产能的影响； 答：由图可知，含汞饱和度为50%时相应的毛管压力MPaPc025.050；岩石物性越好，饱和度中值压力越低，其可以定性地视为岩石的平均喉道半径的大小。 （3）退汞效率反映了压入岩心的汞退出的百分数，相当于强亲水油藏的水驱采收率。 计算公式如下：

%100maxminmaxHgHgHgSSSWe 式中：We—退汞效率，%； maxHgS—压汞曲线上，最高压力对应的岩心中的含汞饱和度，%；

minHgS—退汞曲线上，压力接近零时岩心中的含汞饱和度，%。

％％3.46100*8.851.468.85%100maxminmaxHgHgHgSSSWe 退汞效率相当于强亲水油藏的驱油效率。 六、思考与总结 1.了解汞的毒性及危害，如何预防? 答：汞在自然界有三种存在形式：元素汞（Hg）、无机汞和有机汞。各种形态的汞及其化合物都会对机体造成以神经毒性和肾脏毒性为主的对系统损害，其中以金属汞和甲基汞对人体的危害最为显著。 对于常接触汞的人来说，预防汞污染，要注意以下几点： 1. 从根本上杜绝汞的危害。用无毒或无害物质代替汞，如用电子仪表代替汞仪表。 2. 加强通风排毒措施。由于汞蒸气较重，宜采用下方排气法，排出的废气经过氯化或碘化活性炭处理，以免污染环境。 3. 防止汞的二次污染。车间、地面、墙壁、天花板、工作台面宜采用光滑，不吸汞材料，建筑物表面可涂过氯乙烯漆，以减少汞蒸气渗透和吸附，而且便于清洗。 4. 落实卫生保健措施，加强个人防护。提倡戴防毒口罩或活性炭口罩；做好就业体检；发现可疑中毒者及妊娠、哺乳期妇女，应暂时调离汞工作。 对于普通百姓来说，需增强环境意识和自我保护意识，并从以下方面加以注意： 1. 选用漂白、祛斑化妆品要慎之又慎。要选好的品牌，看清有无特殊化妆品批准文号。 2. 购买荧光灯时，买弯不买直，买细不买粗。首选节能灯，若买直管型的，就买灯管

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平均毛管压力曲线绘图的计算机化

平均毛管压力曲线绘图的计算机化

算求得 Ｓ 和 Ｊ（ ） 吐 Ｓ 。
Ｊ（ ） Ｓ １一 （ （ ， Ｓ ）一 Ｊ（ ） ｎ） （ Ｓ ｍ口 Ｓ ｍｉ ／ Ｊ（ ）
一
Ｍｅｃ ｒ Ｄ ａ ． ｒｕｙ ｒｗ １ ０借 助 Ｅ ｃｌ 件 的众 多 优 ｘｅ 软 点 ， 其嵌 入 ， 户只需 选择 图件模 版 ， 入数 据 ， 将 用 调 即 时得 到平均 毛管 压力 曲线 ， 形成 的 图文 信 息 能保 存 成 Ｅ ｃｌ ｘ ｅ 文件 ， 需 依赖 Ｍｅｃ ｒＤ ａ １ ０进 行 浏 无 ｒｕ ｙ ｒｗ ．
综 合 束 缚 水 饱 和 度 、最 大 Ｊ Ｓ ）函 数 值 和 最 小 （
由于储集 层 的非 均质 性 ， 汞 曲线经 常表 现 出 压
Ｊ Ｓ． （ ）函数值 。 函数 曲线 进行 平 均 处理 ， 反求 出层
段平 均 毛管压力 曲线 ：
较 大的差 异 ． 因此 ， 绘制 平 均 毛 管压 力 曲线 之 前 ， 需 要对 所需 的压 汞 曲线 资料 进行合 理筛选 和均～ 化处
（ ） 据储集 层孔 渗物性 和结构 特征 ， １根 对被评 价
层段 进行 简单 的物 性分层 ； 被评价 层段岩 心的孔 、 对
渗数 据依 据 Ｋ、 ｙ ５ Ｐ ｄ等 参数 将储 层 分类为 Ｋ／ ３ 、 ｃ
（ 以 Ｋ分类可 分 为 ： 如 Ｋ＜ １ ０ １ Ｏ Ｋ％ １ 、０ Ｋ ． 、． ≤ ０ １≤
Ｓ 一 １ ０一 Ｓ№ ０
（）将归 一化 前 的 每 一 条压 汞 曲线 端 点 值 （ ３ 包
１方 法 介 绍
１ １ 平 均 毛 管 压 力 曲 线 Ｊ Ｓ ） 数 法 的 计 算 方 法 ． （ 函
括束 缚水 饱和度 、 大 Ｊ Ｓ ）函数 值和 最小 Ｊ Ｓ ） 最 （ （ 函数 值） 利用算术 平 均 法进 行 平 均 处理 ， ， 分别 得 到
基于RQI分类利用毛管压力曲线计算原始含油饱和度

基于RQI分类利用毛管压力曲线计算原始含油饱和度

基于RQI分类利用毛管压力曲线计算原始含油饱和度黄成;张爱琴;王晓畅;宋秋强;李权【摘要】The original reservoir oil saturation is an important parameter to evaluate reservoir. We can strike it through the use of mercury capillary pressure curve calculation. However,with the same force into the drive,the influence of microscopic pore structure on oil saturation has played a very important role;at the same time,proceeds through theoretical analysis,reservoir quality index is the best macro-scopic properties parameters to quantitative characterization of reservoir microscopic pore structure. So this article based on reservoir quality index to classify routine core analysis data,and thus the use of capillary pressure curve to compute the original reservoir oil saturation,then applies to the other reser-voirs.%储层原始含油饱和度是评价储层的重要参数,一般是通过压汞资料得到的毛管压力曲线来求取该参数.然而,在具有相同进驱力时,微观孔隙结构对含油饱和度的影响起到了非常大的作用;同时,通过理论分析所得,储层品质指数是定量表征储层微观孔隙结构的最佳宏观物性参数.研究基于储层品质指数对岩心分析数据进行分类,进而利用毛管压力曲线求取储层原始含油饱和度,最终应用于其它储层.【期刊名称】《贵州师范大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2016(034)002【总页数】4页(P93-96)【关键词】储层品质指数;毛管压力曲线;分类计算;原始含油饱和度【作者】黄成;张爱琴;王晓畅;宋秋强;李权【作者单位】长江大学地球物理与石油资源学院,湖北武汉 430100;中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院,北京 100083;中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院,北京 100083;塔里木油田勘探开发研究院,新疆库尔勒 841000;长江大学地球物理与石油资源学院,湖北武汉 430100【正文语种】中文【中图分类】P618.13利用毛管压力曲线计算储层原始含油饱和度一直是求取该参数的基本方法之一，然而不同微观孔隙结构的储层在相同的进驱力的情况下其含油饱和度有很大的差别，且只能在取心处利用压汞资料获取毛管压力曲线。

毛管压力

毛管压力


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
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。
油层物理3-4 第四节 毛管力

油层物理3-4 第四节 毛管力


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五、毛管压力曲线的测定
❖ 但由于油藏岩石孔隙结构 复杂，直接推导数学模型 有困难，但可以用实验的 方法测量出不同湿相流体 饱和度下的毛管压力，这 种毛管压力与湿相(或非 湿相)饱和度的关系曲线 称为毛管压力曲线，如图 所示。
30
五、毛管压力曲线的测定
❖ 2、毛管压力曲线的测定 ▪ 半渗透隔板法（状态恢复法） ▪ 离心机法 ▪ 水银注入法（或称压汞法） ▪ 动力毛细管压力法 ▪ 蒸汽压力法

)
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

2 R

r

2 r
(cos 0.5)
注意两 者方向 的不同
方向垂直指 向毛管壁
19
三、孔道中的毛管效应附加阻力
❖ 2、在压差作用下，当油柱欲运动时 （第二种阻力效应）
θ θ′ R
r
R
′
R′
R"
外加压差使弯液面变形
14
二、 各种曲面附加压力
❖ 3、锥形毛管中的毛管力
如图，粗端曲面的曲率半径为R1＝r1／cos(θ+β)，细 端曲面的曲率半径为R2＝r2／cos(θ－β)，那么曲面上的
毛管压力为：
Pci

2
cos(
ri


)
15
二、 各种曲面附加压力
❖ 4.两相流体处于裂缝间（平行板间）的毛管力

Pcz R1
（1） （2）
又， Poa = Pwa
（3）
Pob
h
Poa
Pwθb
油
Pwa
水
因为连通管中同一水平高度 上的压力相等，并且认为烧杯 容器足够大，OA点所处油水界 面为水平的，即毛管力为零。