毛細管壓力動態(tài)毛細管壓力和啟動壓力梯度的關系

對于低滲透油藏，油水兩相滲流滿足非達西滲流規(guī)律，存在啟動壓力梯度。為了考察低滲透油藏動態(tài)毛細管壓力與非達西滲流規(guī)律以及啟動壓力梯度的關系，利用所建立的一維水驅油滲流模型，先給定某一產(chǎn)量值，然后計算沿程壓力分布，得到沿程平均壓力梯度；然后給定不同的產(chǎn)量，可得到不同的壓力梯度值，從而得到產(chǎn)量-壓力梯度關系曲線，并求出啟動壓力梯度值。結果顯示：在油水兩相滲流情況下產(chǎn)量和壓力梯度關系曲線都不是過原點的直線，存在明顯的啟動壓力梯度。毛細管動態(tài)系數(shù)值越大（巖心滲透率越低），毛細管壓力動態(tài)效應越明顯，啟動壓力梯度值越大。低滲巖心油水滲流實驗規(guī)律和本模型的計算結果吻合。可見低滲透油藏油水兩相動態(tài)毛細管壓力是導致油水兩相流動符合非達西滲流規(guī)律的原因之一 。

毛細管壓力大小與界面張力、巖石潤濕性及孔隙半徑等有關。國內外學者對毛細管壓力進行了大量研究，主要集中在兩個方面：

1.對濕相和非濕相流體界面達到平衡狀態(tài)的靜態(tài)毛細管壓力的研究，認為毛細管壓力是濕相飽和度的函數(shù)。以洪世鐸為代表的多數(shù)中國學者只研究了油水界面平衡狀態(tài)下的靜態(tài)毛細管壓力及其對低滲透油藏水驅油效果的影響，認為毛細管壓力只是含水飽和度的函數(shù)。

2.對濕相和非濕相流體界面未達到平衡狀態(tài)時的動態(tài)毛細管壓力的研究。以Hassanizadeh 為代表的國外學者研究了動態(tài)毛細管壓力的效應，認為在非穩(wěn)態(tài)運動過程中，毛細管壓力不斷變化，其不僅是濕相流體飽和度的函數(shù)，還受到濕相流體飽和度變化率的影響。

只有少數(shù)中國學者對濕相和非濕相流體界面非平衡狀態(tài)下的動態(tài)毛細管壓力開展了研究工作。王中才等通過微米級毛細管水油驅替實驗研究了毛細管壓力的變化，他們利用圓柱形石英毛細管來模擬多孔介質，發(fā)現(xiàn)了純水驅替正癸烷過程中毛細管壓力的變化現(xiàn)象，但沒有對動態(tài)毛細管壓力的作用機理作詳細論述，對其影響規(guī)律也未作定量描述 。

毛細管壓力對油水兩相滲流具明顯影響。對于高滲透油藏，通常只考慮油水界面達到平衡狀態(tài)的毛細管壓力，而忽略毛細管壓力的動態(tài)效應。但低滲透油藏由于孔喉細小，滲透率低，孔隙流體滲流速度低，其滲流規(guī)律和常規(guī)的高滲透油藏差別顯著，油水界面未達到平衡狀態(tài)時的毛細管壓力動態(tài)效應更加顯著，對油水滲流規(guī)律及水驅油開發(fā)特征影響更大，因此有必要分析低滲透油藏毛細管壓力的動態(tài)效應 。

利用建立的數(shù)學模型，計算分析了動態(tài)毛細管壓力對一維水驅油過程的影響，比較了僅考慮靜態(tài)毛細管壓力情況和考慮動態(tài)毛細管壓力情況下水驅效果的差別，并分析造成這種差別的原因，如考察分析了油藏不同位置（注水井附近和采油井附近區(qū)域）含水飽和度變化率的差別、沿程壓力分布和壓力損失的差別等。

1.考慮靜態(tài)毛細管壓力與動態(tài)毛細管壓力的水驅效果對比分析

考慮動態(tài)毛細管壓力條件下，見水時間延遲，見水時平均剩余油飽和度增大，采出程度降低。這是因為與靜態(tài)毛細管壓力相比，動態(tài)毛細管壓力多考慮了含水飽和度變化率對滲流的影響，水驅油過程中滲流阻力更大，所以水驅油速度變慢，見水時間延遲，平均剩余油飽和度增大，采出程度下降。

2.注水井到采油井沿程壓力變化對比分析

考慮靜態(tài)毛細管壓力與動態(tài)毛細管壓力下注水井附近沿程壓力對比分析結果。內邊界條件為生產(chǎn)井定井底流壓采油。與考慮靜態(tài)毛細管壓力的沿程壓力相比，考慮動態(tài)毛細管壓力情況下的沿程壓力損失更大，因而導致沿程壓力值上升。

3.產(chǎn)油量隨時間變化對比分析

考慮動態(tài)毛細管壓力時的產(chǎn)油量低于只考慮靜態(tài)毛細管壓力時的產(chǎn)量，這是因為與考慮靜態(tài)毛細管壓力情況相比，考慮動態(tài)毛細管壓力時多考慮了含水飽和度變化率對滲流的影響，水驅油滲流阻力更大，所以產(chǎn)油量減小。可見，若在做生產(chǎn)預測時只考慮靜態(tài)毛細管壓力，則會導致預測的產(chǎn)量值比實際值偏高。

考慮靜態(tài)毛細管壓力下的含水飽和度變化率相比，考慮動態(tài)毛細管壓力時的含水飽和度變化率較大，飽和度場變化較快，尤其注入井端和采油井產(chǎn)出端附近區(qū)域的含水飽和度變化較快，動態(tài)毛細管壓力作用顯著 。

通過測定數(shù)值模擬研究，定量描述了低滲透油藏動態(tài)毛細管壓力及其對油水兩相滲流的影響。結果表明，低滲透油藏毛細管壓力的動態(tài)效應非常顯著，不能忽略；動態(tài)毛細管壓力和濕相飽和度變化率之間近似為線性關系，且不同滲透率巖心的毛細管動態(tài)系數(shù)大小不盡相同，巖心滲透率越低，毛細管動態(tài)系數(shù)值越大，毛細管動態(tài)效應越明顯，啟動壓力梯度越大。認為毛細管壓力動態(tài)效應是造成低滲透油藏油水兩相流動符合非達西滲流規(guī)律的原因之一，會對水驅油前緣的推進速度、沿程壓力分布、見水時間、產(chǎn)油量、采出程度等開發(fā)指標產(chǎn)生影響 。

毛細管壓力曲線 Capillary pressure curve

指測定繪制的巖樣毛細管壓力、(孔隙喉道半徑)與巖樣含流體飽和度的關系曲線。

第1章 巖石分類及基本特性

1．1 概述

1．2 巖漿巖

1．3 變質巖

1．4 沉積巖

1．5 常見巖石物理特性

第2章 孔隙特征

2．1 概述

2．2 孔隙度

2．3 內部比表面積

2．4 孔隙空間中的流體一飽和度與總體積流體

2．5 滲透率

2．6 潤濕性

2．7 流體分布一一儲層中的毛細管壓力

2．8 實例：砂巖一一第1部分

第3章 核磁共振一巖石物理性質

3．1 概述

3．2 物理原理

3．3 核磁共振測量原理

3．4 孔隙內流體的核磁共振弛豫機理與流體表面效應

3．5 應用

第4章 巖石密度

4．1 定義與單位

4．2 巖石組分的密度

4．3 巖石密度

第5章 巖石的放射性

5．1 基礎知識

5．2 天然放射性

5．3 伽馬射線與巖石的相互作用

5．4 中子與地層的相互作用

5．5 核測量在礦物分析中的應用

5．6 實例：砂巖一一第2部分

第6章 彈性特征

6．1 基本原理

6．2 巖石組分的彈性特征

6．3 巖石彈性波速度

6．4 巖漿巖與變質巖的彈性波速度

6．5 沉積巖的彈性波速度

6．6 各向異性

6．7 基本原理

6．8 地震參數(shù)反映的儲層特征

6．9 彈性波衰減

6．10 彈性特征的例子：砂巖（含氣）

第7章 地質力學特征

7．1 概述

7．2 分類參數(shù)

7．3 基本地質力學特性和過程

7．4 靜態(tài)彈性模量和動態(tài)彈性模量之間的關系

7．5 地震波速度與強度間的關系

第8章 電性特征

8．1 基礎知識

8．2 巖石組成的電性特征

8．3 巖石電阻率

8．4 純凈巖石一一理論和模型

8．5 泥質巖，泥質砂巖

8．6 層狀泥質砂巖及層狀砂巖一一宏觀非均質性

8．7 巖石的介電性能

8．8 復電阻率一一頻譜激發(fā)極化

8．9 實例：砂巖一一第3部分

第9章 熱力學性能

9．1 概述

9．2 礦物和孔隙物質的熱力學性能

9．3 巖石的熱力學性能

9．4 理論與模型

第10章 磁特性

10．1 基本原理與單位

10．2 巖石成分的磁特性

10．3 巖石的磁特性

第11章 巖石物理特性之間的關系

11．1 概述

11．2 基于層狀模型的關系一一利用測井解釋進行孔隙度與礦物成分估算

11．3 熱傳導性和彈性波速率之間的關系

附錄A

附錄B

參考文獻2100433B