第二章第二章 储层岩石物性参数的确定 及应用第三节特殊岩心分析1、油水界面张力研究内容第一节 取心及分析方法 第二节 常规岩心分析 第三节 特殊岩心分析2、岩石润湿性 3、岩石毛管力曲线 4、岩石相对渗透率曲线第三节 特殊岩心分析第二章第三节 特殊岩心分析第二章1、油水界面张力测定1)界面张力定义1、油水界面张力测定σa(1)吊板法：吊板平衡时受到的拉力为：定义1：界面单位面积上所具有的界面能的大 小。
U σ = s 焦耳= 1牛⋅ m = 牛 m A m2 m2bF = σ1.2COS ⋅ L θL——吊板的周长；定义2： 作用于单位界面长度上的收缩力，亦称为界面张力。
注：吊板为亲水的表 面光滑的人造或天然 材料；所用油、水及 温度应保持与油藏条 件相同。
2)界面张力测定界面张力的测定方法很多，如液滴(气泡)最大压力法、 吊板法,悬滴法等。
第三节 特殊岩心分析第二章第三节 特殊岩心分析第二章(2)最大气泡法原理：2、岩石润湿性测定 (1)吊板法测润湿角 Pc = 2 δ cos θ r (2)光学投影法测润湿角Pc max =2δ rP max = ρghamx cPcmax－液滴形成过程中的最大压差，达因/厘米2 测量时控制分液漏斗的开关，控制气泡或液珠形成的速 度，记录压差计的最大压力。
如何设计测定高温高压下的界面张力？tgθ2=2h D•矿物表面要求十分光滑、洁净，液体必须模拟油藏条件；常用 石英代表砂岩；用方解石表面代表碳酸岩。
•液滴要有一定的稳定时间(几天，甚至数月),否则润湿角相差很 大。
1第三节 特殊岩心分析第二章 •岩心饱和油吸水 (5)The plug is then displaced with oil to reduce the remaining water to the irreducible level (Swc). (6)The sample is placed in an imbibition cell under water (吸水仪)and water imbibition is monitored by the amount of oil being drained Vo.第三节 特殊岩心分析第二章(3)自吸及自吸驱替法:(1) The core plug of reservoir rock is cut with (reservoir) water as a coolant in the cutting process. (2) The sample is placed under (reservoir) water, evacuated to remove trapped gas. •岩心饱和水吸油 (3)The sample is flushed with water to residual oil level (Sor); (4)The core plug is placed in an imbibition cell under oil (吸油仪)and oil imbibition is monitored by the amount of water being drained Vw; this may take several days depending on the permeability of the plug.If VW>Vo the core is oil wet； If Vo>Vw the core is water wet；第三节 特殊岩心分析第二章•自吸驱替法:3 毛管力曲线3.1 毛管力公式 毛管中水柱受力平衡：水湿指数 =自动吸水排油量1 VO 自动吸水排油量1 + 水驱排油量 2 VO VO油湿指数 =自动吸油排水量1 Vw 自动吸油排水量1 + 油驱排水量 2 Vw Vw1-0.8 亲油； 0.8-0.7弱亲油； 0.7-0.4中性； 0.4-0.3弱亲水； 0.3-0 亲水PB′ + ρ o gh Pc = PB′ − PB 2σ cos θ Pc = = ρ w − ρ o ) gh （ = PB + ρ w gh = (ρ −ρ )gh r w oPc =For oil-gas interface :2σ cosθ = ρ o gh r第三节 特殊岩心分析第二章第三节 特殊岩心分析第二章3.2 毛管力测定方法：半渗隔板法、压汞法和离心法。
3.2 毛管力测定方法：(1) 半渗隔板半渗隔板法特点：测量压力范围大。
时间长，常作为其它方法的对比标准。
2第三节 特殊岩心分析第二章第三节 特殊岩心分析第二章3.2 毛管力测定方法： (2)压汞法 原理：汞不润湿岩石3.2 毛管力测定方法：(3)离心法S w1 =2 r1 dS ( S w + Pc1 w ) P = 1 (ρ − ρ )ω 2 (r 2 − r 2 ) c1 w o 2 1 r1 + r2 dPc1 2优点:测定速度快；测量范围大。
特点：测定速度快，所采用的流体又接近油藏 实际。
第三节 特殊岩心分析第二章第三节 特殊岩心分析第二章3.3毛管力曲线的应用(1)可以确定岩石的最大孔隙 半径及主要孔道半径 (3)可以判断岩石孔隙的均匀程度及孔隙大小 分布rmax =2σ cosθ P T(2) 确定油藏中任意饱和度下，油、水相 之间的压力差。
水水岩石亲油岩石亲水第三节 特殊岩心分析 (4)确定岩石的孔隙大小分布第二章第三节 特殊岩心分析第二章(5)确定油藏过渡带内流体饱和度的分布Pc =2σ cosθ rPc =2σ cosθ r3第三节 特殊岩心分析第二章a.室内毛管力与油藏条件下毛管力的转换层状油藏 过渡带：如何确定每一口井中 自下到上Sw分布？ 如何确定射孔位置？若室内气驱水： 油藏中 ：PcL =2σ wg cosθwg rWell C2σ cos wo θ PcR = wo rPcR =σ wo cosθwo PcL σ wg cosθwgb.计算水柱上升高度P = cR 2σwocosθwo = ( ρw − ρo )gh rh=(ρw − ρo )gP cR第三节 特殊岩心分析 （6）影响过渡带高度的因素：第二章 （6）影响过渡带高度的因素：第三节 特殊岩心分析第二章(1)岩石渗透 率的高低Pc = (ρ w − ρ o )gh =2σ1.2 cos θ r(3)油水的密度差（2）油藏流体的界面张力第三节 特殊岩心分析 Example:第二章第三节 特殊岩心分析第二章A well penetrates a reservoir. From cuttings is known to consist of rock types A and B from which a set of air-mercury capillary pressure curves are available, figure1. During logging the lowest 100% Sw was found in rock type B , The porosity at this level is 15%. Specific gravities of the water and oil are 1.03 and 0.80 respectively at reservoir conditions.Questions:1. Determine the Free Water level and locate it on figure 2. 2. Construct the water saturation profile. 3. Estimate permeabilities. 4. Which intervals would you recommend for completion based on the criteria (Sw<50%, k>0.1mD).Fig.14第三节 特殊岩心分析 •Estimate permeabilities第二章Fig.2第三节 特殊岩心分析第二章第三节 特殊岩心分析第二章4、岩石的相对渗透率曲线相对渗透率曲线：相对渗透率与岩心中流体饱和度的关系曲 线。
4.1相渗曲线测定方法： (1)稳定法a. 岩 心 饱 和 水 ， 水 测 岩 石 渗 透 率；油驱至束缚水饱和度； b.将油水按一定比例泵入 岩心，待稳定后测：4.1相对渗透率曲 线测定方法：（1）稳定法 （2）不稳定法⎧ΔP ⎪ ⎨Qo、Qw ⎪S ：物质平衡法、称重法 、电阻率法 ⎩ wc.改变泵入油水的比例，重复步骤b.Ko =Kw =Qo μ o L AΔP Qw μ w LAΔP第三节 特殊岩心分析第二章4.1相渗曲线测定方法： (2)不稳定法：4.1相渗曲线测定方法：第三节 特殊岩心分析第二章Swe = Swi +Vo (t) − fo (Swe) •V(t) ⎛ 1 ⎞ d⎜ ⎜ V (t ) ⎟ ⎟ ⎠ K ro (S we ) = f o (S we ) ⎝ ⎛ 1 ⎞ d⎜ ⎜ I V (t ) ⎟ ⎟ ⎝ ⎠V(t ) =Vt VPVo (t ) =K rw (S we ) = K ro (S we )I=μouL μo LQ(t ) = KΔP(t ) KA P(t ) Δμ w f w (S we ) μ o f o (S we )Vo VP54.2 影响相渗曲线的因素：4.2 影响相渗曲线的因素：温度影响：1 0.8 油 相 相 对 渗 透 率 ,%1 0.870℃0.6 0.4 0.2110℃ 20℃0.6 0.4 0.2 0(a)Water-wet润湿性影响(b) Oil-wet绝对渗透率影响0 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 含水饱和度,%水 相 相 对 渗 透 率 ,%温度升高，束 缚水饱和度增 大，残余油饱 和度减小，曲 线右移。
第三节 特殊岩心分析 4.2 影响相渗曲线的因素：流度比影响：1 0.8 0.6 1 0.8 0.6第二章4.3 相对渗透率曲线的应用4.3.1计算产水率 产水率：油水同产时，产水量在总产液量中所占的比例。
水 相 相 对 渗 透 率 ,%不同温度下， 油水粘度比保 持不变。
油 相 相 对 渗 透 率 ,%120℃0.4 0.2 0 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1fw =60℃Qw Qo + QwQo =KKro AΔP KK AΔP Qw = rw μo L μwLKro0.418℃0.2 0含水饱和度,%k w A∂p Qw μ w ∂x fw = = Qw + Qo k w A∂p k o A∂p + μ w ∂x μ o ∂xk w = k ⋅ k rw ko = k ⋅ k roFractional flow equation(分流量方程)k rw实验中必须模拟油藏条件(油水性质、温度），条件达不到 时必须模拟油藏温度下的油水粘度比。