【正文】 ，同理算得 ? ? mK ??? ???? 絕對滲透率 K是研究液體滲濾和油田開發(fā)計算中的重要數(shù)據(jù) ， 同時也是油田勘探和開發(fā)中進(jìn)行油層對比評價的重要依據(jù) 。 是巖石自身的特性參數(shù) ， 盡管如此 （ 注意 ） ， 實際當(dāng)中 ，用液體測得的滲透率往往不是一個常數(shù) 。 原因： ① 天然巖心中含有的粘土礦物遇膨脹使 K減??； ② 由于油的吸附而使 K降低等 。 只有在巖石與實驗流體不起反應(yīng) ， 其孔隙 100%為單相流體飽和 ， 并在層流條件下進(jìn)行實驗等 。 因此，實驗測巖石的絕對 K時都統(tǒng)一用氣體，一般用空氣（或氮氣或氦氣），在天然巖石上測定，這些氣體的化學(xué)作用小。此時的流量應(yīng)用平均氣體體積流量 ，即： Q ? ?21 PPALQK???或 PLQ??壓力是從 21P? ? ?2121 PPP ??， 若把氣體膨脹視為等溫膨脹過程，按氣體狀態(tài)方程可得： Q0—— 在大氣壓 P0 下的氣體體積流量 Q—— 在平均壓力 下的氣體體積流量 平均氣體體積是 QPQPQPQP oo ??? ?2211212PPQPPQPQ oooo???所以， 實踐表明：用氣體測得的 K總是大于用液體測得的滲透率 。 同時 ， 不同的氣體在不同的壓差下測得 K也是不同的 ， 原因：是氣體在巖石表有滑脫現(xiàn)象 ， 使氣流量大于流體流量 ， 而這一現(xiàn)象稱為 克林肯柏格效應(yīng) （ 克氏效應(yīng) ） ， K與壓力有關(guān) ， 平均壓力增加時 ，K下降 ， 如圖 36。 ? ?22212 PPA LQPK oo ?? ?? ??????? ? 2121 PPP 定義：當(dāng)平均壓力趨于無窮大時 ， 各種氣體流動 、 狀況趨于液體運動狀況 ， 不會出現(xiàn)滑脫現(xiàn)象 ， 其滲透率 K 值就趨于一個常數(shù) ， 這個 就稱克氏滲透率 。 即：該點的氣測滲透率與同一巖石的液測 K是等價的 。 也叫 等效 （ 價 ） 液體滲透率 。 常規(guī)巖心分析時多統(tǒng)一采用 （ 絕對 ） 壓力下氣測 K。 ?K?K ? ??????? ?? 2121 PPP MPaP ?克氏滲透率 : 0 1600 1/P Mpa1 K *103 2m?H2 CO2 空氣 K∞ 巖石的滲透率是有方向性的 ， 因為成巖一般不可能是絕對均勻的 、 各向同性的 ， 巖石有層理面 ， 一般 ， 若有裂縫 ， 則并別就更大 ， 更不均勻了 。 注：滲透率與其他巖性參數(shù)的關(guān)系 假設(shè)毛細(xì)管的半徑為，是直的單位面積上有幾根 ||| KK ?則 LPAKQ???；毛管流量公式： LPArnKQ??84 ?? 兩個公式聯(lián)解： LPArnLPAK??? 84 ???∵ 84rnK ??；因為假想的毛管的孔隙度 ALALrn 4?? ?∴ 82r??；當(dāng)公式中的 K為 m2，以 cm單位表示時： ?Kr31072?? 二 、 有效滲透率和相對滲透率 由于實際的油層中都是兩種或兩種以上的流體共存 ， 特別是注水開發(fā)的油層 （ 藏 ） ， 如油 — 氣 、 油 — 水或油 — 氣 —水等 ， 這種多相流體在巖石孔隙中的滲流規(guī)律與前述的單相流體情況大不相同 。 同時存在界面張力 、 潤濕性不同 ， 又有毛管力的作用等 ， 而且各相的飽和度也不同 ， 就引入了有效滲透率和相對滲透率的概念 。 有效滲透率： 指當(dāng)多相流體共存時 ， 巖石允許其中每一相流體通過的能力 . 相對滲透率： 每一相流體的有效滲透率與絕對滲透率之比 。 例 32： L=3cm， A=2cm2， K= 2， 飽和 70%的地層水和 30% 的油 ， 在 0 . 2 M P a 壓差下 ， 測得水的流量為Qw=， 油的流量為 Qo= 粘度 181。w=, 181。o=， 求 Kw, Ko。 解： ? ? mPA LQK ?? ?? ?????? ? ? mPA LQK ooo ?? ?? ?????? ???KKK wrw ??? KKK oro同樣，當(dāng)多相流體共存時，各相相對 K之和必定小于 1。 ????? rwro K如上例中： 三 、 相對滲透率和飽和度的關(guān)系 油藏流體的有效滲透率和流體的飽和度有關(guān) ， 因此其相對滲透率也受飽和度的影響 ， 其關(guān)系曲線如圖 37所示 ， 曲線分三個區(qū) 。 A區(qū)： Sw20%， 以束縛水存在 ， 不流動 ， Kro高 B區(qū)： Sw為： 20%Sw85%， 油水兩相共流區(qū) 隨 Sw↑， 油 Kro的急劇下 降 ， 而水的 Krw迅速增加 ， 但 Kro+Krw之和 （ 圖中虛線 ） 總 是小于 1。 C區(qū)：水流動 ， 油不流動 。 這時 Sw達(dá)到一定值 （ 85%） ， Sor為殘余油飽和度或臨界含 油飽和度 。 Swi Sor 100 Kro Krw Sw /% Kro,Krw A B C 相對 K曲線是進(jìn)行油藏工程計算和油藏動態(tài)分析的重要基礎(chǔ)資料，它可由水（或氣）驅(qū)油實驗獲得。 不同的油藏，由于儲油巖石特性、孔隙結(jié)構(gòu)、流體性質(zhì)及潤濕性不同，所得的 Kr曲線雖然型態(tài)基本相似，但束縛水飽度 Sw及殘余油飽 Sor和度值等卻有較大差異。 相對曲線可以用來確定水驅(qū)油藏的最終采收率 %100???原始含油飽和度殘余油飽和度原始含油飽和度采收率%% ????該圖中 一般水驅(qū)油采收率達(dá)不到 100%，最理想的情況也只有80左右，此時含水極高。 第四節(jié) 油藏巖石的潤濕性和油水的微觀分布 一、油藏流體的表面張力 兩相界面的表面能的大小，通常以單位面積所具有的表面能來表法，稱為比表面能，單位爾格 /厘米 2 ∵ 爾格 =達(dá)因厘米 ∴ 爾格 /厘米 2=達(dá)因 /厘米 這樣，可以把比表面能看作是用于單位長度表面上的力，所以比表面能又常稱為表面張力。它與相界面的性質(zhì)有關(guān)。水和空氣的表面張力為 72達(dá)因 /厘米。水和苯的表面張力為 /厘米，溫度升高，表面張力 ↓。 二、巖石的潤濕性 （一）潤濕 定義：即液滴在固體表面上的流散現(xiàn)象。 液體對固體表面的潤濕程度可以用接觸角的大小來表法，通常按從極性較大的液相與固體的界面算起的夾角來計量，接觸角越小，潤濕性越好。 90176。為水潤濕或親水（憎油）， 90176。為油潤濕（憎水） 三種典型的液滴對固體表面潤濕情況 a. 迅速擴(kuò)散 90176。，如凈水在玻璃上 b. 象饅頭狀落在固體表面上，如水銀滴在銅片上 c. 不散開反而集攏成球狀，如水銀滴在玻璃上 油水對固體表面的潤濕平衡，如圖： ???? cosowswso ?? owrwsosS?? ??cos平衡關(guān)系式為： so?swow? —— 油和固體 —— 水和固體 —— 油和水 （二）吸附 潤濕性決定于各相的界面張力，界面張力與可溶物質(zhì)的濃度及性質(zhì)有關(guān)。 能吸附和濃集在界面，使相表面濃度和相內(nèi)濃度不同的現(xiàn)象就叫做吸附。 表面層濃度大于相內(nèi)濃度的稱為正吸附，反之為負(fù)吸附。 三、油藏巖石孔道中的毛細(xì)管現(xiàn)象 （一）毛細(xì)管中液體的上升 如圖，將干凈的玻璃毛細(xì)管插入盛水容器內(nèi)，當(dāng)水潤濕毛管時，由于毛管力作用，水沿毛細(xì)管上升，至一定高度后為水和空氣的重力差所平衡。 毛管力 rP c?? cos2? （ 1150） 毛細(xì)管越小，上升高度越高。 四、水驅(qū)油過程中油水在巖石孔道中的微觀滲流機理 （一）水驅(qū)油在互不連通孔道中的微觀指進(jìn)現(xiàn)象 對親水孔道來說，毛管力和水驅(qū)油方向一致，是驅(qū)油動力，相反，在親油孔道中，毛管力是水驅(qū)油的阻力。因各孔道中的流速不同（與孔道大小有關(guān)），油水界面參差不齊的現(xiàn)象稱為微觀指進(jìn)現(xiàn)象，如圖。 P1 P2 油 油 Pc Pc 水 水 親水表面 親油表面 υ υ υ （二）水驅(qū)油單個孔道中流動形態(tài)的變化開始時阻力不大，由于阻力存在，油流速度變化變成了圖 38的狀態(tài)。 水 水 油 油 親水表面 親油表面