储层中多相流体的渗流特性.ppt

第三章 储层中多相流体的渗流特性,一 储层岩石中的界面现象二 储层岩石的润湿性三 储层岩石中的毛管压力四 储层岩石中的各种阻力效应五 储层岩石中的相对渗透率,第一节 储层岩石的界面现象,教学目的：掌握两相界面的自由表面能和表面张力，吸附现象和表面张力的关系教学重点和难点：自由表面能和表面张力，吸附现象和表面张力的关系。教法说明：课堂讲授教学内容：,一 界面自由能和界面张力,1、两相界面的界面自由能（1）定义：内聚力：同向分子间的力叫内聚力。附着力：异向分子间的力叫附着力。（2）净吸力与内聚力、附着力的关系：净吸力=内聚力附着力（3）界面自由能,因此，分子B要移动到分子A的位置必须克服这个合力而做功。这种表面分子比液体内部分子多余的能量称为界面自由能。,分子B所受合力为零，可以自由运动,分子A所受合力不为零，合力指向液体内部,A,相,相,S,B,热力学性质,相,相,A,S,B,两相物质的表面分子层性质示意图,a-假想几何界面,b-界面热力学性质,（4）自由界面能具有如下性质：只有存在两相不互溶的两相时自由表面能才存在。界面越大，自由表面能越大。表面或界面是具有一定厚度的界面层。两相界面层自由表面能的大小与两相分子的性质有关。还和物质的相态、密度、分子量有关。,相,相,2、比表面能和界面张力,（1）定义：比表面能：单位面积具有的自由表面能，也叫表面张力。（2）皂膜拉伸试验,x,L,dx,F,做功的能量转化为新生界面的表面能,表面能和表面张力是两个不同的概念。,亦表示形成单位面积所消耗的功，即比表面能。,每单位长度上的作用力，即表面张力,（3）界面张力示意图,油,界面张力的方向：平面上或曲线的切线上,界面张力的作用点,两相表面张力的大小为各自的比表面能,3、影响界面张力的因素,（1）物质的影响因素两相间分子的极性差越大，表面能就越大。,某些物质与空气、水的界面张力,(2)、温度和压力的影响对于任何液气两相来说，都会有随着温度和压力增加，表面张力减小的现象。4、油藏流体间的界面张力（1）油气界面张力 压力的影响：p,Rs,o,内聚力g,附着力，静吸力，所以：,温度的影响：Tog,内聚力附着力 所以：静吸力，,原油与4种气体表面张力和溶解度的关系,汽油与co2气,与co2气,与天然气,与空气,（2）油水界面张力a.油水系统温度和压力的改变对油水间的界面张力基本上无影响。,脱气原油,饱和氮的原油,b.油气水系统PPb时：PRs T Rs PPb时：P o（不明显）T Rs,二 界面吸附现象,1、吸附的概念溶解于两相系统中的物质，自发地聚集到两相界面层并急剧降低该界面层的表面张力的现象。2、表面活性剂（1）定义：被吸附在两相界面上、且能大大降低界面张力的的物质叫做表面活性物或称表面活性剂。,（2）表面活性剂的化学结构 表面活性剂分子是一种两亲分子，含有一个极性端和一个非极性端。从结构上看，它们的一端是由碳、氢所做成的基团，具有对称的非极性结构，称为碳氢链，另一端具有非对称的极性基团。,3、比吸附（1）定义：单位面积界面层中溶质的物质的量。（2）计算公式 G吸附量，亦称比吸附。溶质的质量浓度。界面张力。T，R绝对温度和通用气体常数。,（3）比吸附与表面活性剂浓度的关系 当表面活性物质浓度较小时，随浓度的增加，表面张力的减小和比吸附的增大都较快，当浓度增加到一定程度后，比吸附不再增加，趋于最大值,