油层物理渗透率学习教案.pptx
上传人:王子****青蛙 上传时间:2024-09-12 格式:PPTX 页数:54 大小:2.6MB 金币:10 举报 版权申诉
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会计学岩石中只有一种流体通过时,岩石允许(yǔnxǔ)该流体通过的能力称为单相渗透率。绝对渗透率是指当岩石中只有一种流体通过,且流体不与岩石发生任何物理和化学反应时,岩石允许(yǔnxǔ)该流体通过的能力。严格说,自然界中任何物质(wùzhì)均具有一定渗透性。如致密钢板,在超高压条件下,也可以让气体通过。但实际上自然界达不到那样高的压力,一些粘土岩、页岩和致密的碳酸盐岩等由于孔喉直径太小(微毛细管孔隙),即使有部分流体进入,也由于颗粒表面张力作用而被牢固地吸附在颗粒表面,从而堵塞微毛细管,使流体无法通过。§1达西定律(dìnglǜ)及其表达式1)渗流的液体是均质的、不可压缩的水,水的粘度不变,因此没有考虑粘度对渗流规律的影响;2)均质砂柱由极细小的细砂组成,具微小的连通孔隙通道,(达西改变砂子类型,实际上仅改变了k的大小(dàxiǎo));3)渗流速度较小,且变化不大;4)试验装置始终保持在垂直条件下;之后,曾有他人在改变边界条件4(即将实验装置摆放成各种角度的倾斜位置)重复进行(jìnxíng)达西实验,结果发现不管装置倾斜程度如何,只要测验管水头差(h1-h2)相同,则流量相同上述实验表明,不管如何改变边界条件,达西定律是成立的。改变不同介质(jièzhì)与流体所导致的对流量的影响主要是因为渗流系数发生了改变。因此原始达西公式中的k只代表了某种特定流体在特定介质(jièzhì)条件下的渗流能力。由此可看出,不同的流体、不同的介质(jièzhì)条件,其渗流系数是不同的。达西公式中的h1和h2代表了渗流液体液面相对于某一基准面水柱的高度。设k=KρgK=k/ρg,则代入达西折算(shésuàn)压力公式:变换(biànhuàn)上式,得:对于实际中不均匀的孔隙介质,加上不均质的流体(即多相)流体同时(tóngshí)渗流时,常作非平面、非稳定的线性渗流。大量实验证明,达西定律也是适用的。达西公式的一般表达式为:式中,当△Pr,L无限(wúxiàn)小时,可写成:(二)不可压缩液体渗流(shènliú)的达西公式表达式1.水平(shuǐpíng)线性稳定渗流分离(fēnlí)变量:(三)达西公式的修正(xiūzhèng)——可压缩气体的达西公式只要将流量用平均(píngjūn)流量代替即可三、达西定律(dìnglǜ)的适用范围当渗流速度增大到一定值后,流速与压力梯度关系由线性转变为非线性,即流动型式从线性渗流转变为非线性渗流。达西定律(dìnglǜ)就不适用了。卡佳霍夫提出(tíchū)的判断指标——雷诺数C——取决于岩层和流体(liútǐ)性质的系数;n——渗流指数。气体在致密岩石中低速渗流时会(shíhuì)产生滑动效应——克林肯博格效应,必须对达西定律进行修正同一岩石应该只有一个绝对(juéduì)渗透率,为什么测试条件不同(压力和气体类型)就会产生不同的Ka,应该选取哪一个Ka值作为岩石的绝对(juéduì)渗透率?气体(qìtǐ)流动——孔道壁表面的气体(qìtǐ)分子与孔道中心的分子流速几乎没有差别。气测渗透率时,除了气-固间的分子作用力小以外,相邻层的气体(qìtǐ)分子还可以由于动能交换而使得管壁处的气体(qìtǐ)分子层与孔道中心的分子层的流速被不同程度均一化。管壁处的气体(qìtǐ)分子层流速不为零——形成“气体(qìtǐ)滑脱效应”。克林博格发现了这种效应,因而也称为“克氏效应”。气体(qìtǐ)的这种滑脱效应还与气体(qìtǐ)的性质有关,不同气体(qìtǐ)的分子量不同,分子直径不同,自由行程也就不同,使得滑脱系数(b)不同,分子量大,则b大,滑脱效应严重。1、用气体测得的渗透率要比用液体测定的渗透率值高气体法测定的渗透率更能反映(fǎnyìng)岩石的真实渗透率2、平均压力小,气体密度就小,气体间分子间的碰撞就少,使得气体更易流动,气体滑脱现象越严重,所测的渗透率值越大。相反平均压力增大,气体滑脱效应就消失,渗透率就越小。如果压力增大到无穷大,气体的流动性质接近液体的流动性质,气-固间的作用力增大,管壁上的气膜逐渐趋于稳定,这时的渗透率趋于一个常数,接近液测渗透率,故称该渗透率为等效液体渗透率或克氏渗透率。同一岩石,不同气体(qìtǐ)测得的渗透率和平均压力的直线关系交纵座标于一点,该点的气体(qìtǐ)渗透率与同一岩石的液体渗透率是等价的。故称为等价液体渗透率,也称克林肯博格渗透率。根据(gēnjù)滑动效应,岩石本身渗透率的高低也将影响气体渗透率大小所谓1达西(D)的含义是:以粘度为1厘泊(cp)的流体完全饱和于岩石孔隙中,在1个大气压的压差下,以层流(cénɡliú)方式通过截面积为1平方厘米,长度为1厘米的岩样时,若其流量为1立方厘米