第10章孔隙介質(zhì)中多相流動與相對滲透率曲線課件

第十章孔隙介質(zhì)中多相滲流特性與相對滲透率曲線第一節(jié)多孔介質(zhì)中的多相滲流特性課程導(dǎo)入本節(jié)從油氣地下滲流原理出發(fā)，描述多相流體在油氣藏多孔介質(zhì)中滲流特性，為油氣田開發(fā)工程研究提供理論基礎(chǔ)。第一節(jié)多孔介質(zhì)中的多相滲流特性本節(jié)主要內(nèi)容：一、水驅(qū)油的非活塞特性（理想的活塞式水驅(qū)油模型、實際的非活塞式水驅(qū)油模型）二、多孔介質(zhì)中幾種典型孔道中滲流特性（互不連通的毛細管孔道，單相滲流特性；互不連通的毛細管孔道，兩相滲流特性；不等徑并聯(lián)的毛細管孔道，兩相滲流特性；毛細管孔道的混合液滲流特性。）第一節(jié)多孔介質(zhì)中的多相滲流特性本節(jié)主要內(nèi)容：一、水驅(qū)油的非活塞特性（理想的活塞式水驅(qū)油模型、實際的非活塞式水驅(qū)油模型）二、多孔介質(zhì)中幾種典型孔道中滲流特性（互不連通的毛細管孔道，單相滲流特性；互不連通的毛細管孔道，兩相滲流特性；不等徑并聯(lián)的毛細管孔道，兩相滲流特性；毛細管孔道的混合液滲流特性。）第一節(jié)多孔介質(zhì)中的多相滲流特性一、水驅(qū)油的非活塞特性生產(chǎn)井注入水注入井注水開發(fā)示意圖注水方式開發(fā)的油田，在水驅(qū)油過程中，水作為驅(qū)油介質(zhì)要克服各種阻力，進而從孔道中驅(qū)出原油。在水驅(qū)油過程中，是以活塞式還是以非活塞式將油從多孔介質(zhì)中驅(qū)替出來？

油水油水油水多孔介質(zhì)水驅(qū)過程示意圖第一節(jié)多孔介質(zhì)中的多相滲流特性一、水驅(qū)油的非活塞特性1、活塞式驅(qū)油模型水油油水油水SoLSoi注入水從油層中驅(qū)出原油，就象氣缸中的活塞運動一樣，油水具有接觸面（分界面），水推動油前進，一次推進可將油全部驅(qū)出(如右圖)。這是一種理想水驅(qū)油模型。第一節(jié)多孔介質(zhì)中的多相滲流特性一、水驅(qū)油的非活塞特性2、非活塞式驅(qū)油模型SoLSoi水驅(qū)油時油層形成三個不同的流動區(qū)：即純水流動區(qū)（水區(qū)）、油水混合流動區(qū)（兩相區(qū)）和純油流動區(qū)（油區(qū)）(如右圖)。生產(chǎn)數(shù)據(jù)表明地層中水驅(qū)油是非活塞式流動。

油水油水

油水油水

油水油水Sor第一節(jié)多孔介質(zhì)中的多相滲流特性一、水驅(qū)油的非活塞特性3、產(chǎn)生非活塞式驅(qū)油的原因地層中孔道有大有小，表面潤濕性、表面粗糙度和迂曲度等參數(shù)均不同，表現(xiàn)出非均質(zhì)性。油水在地層中流動，各孔道中所產(chǎn)生的阻力相差甚大，因而各孔道中的流動速度也就不同。（1）地層孔隙結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性

油水油水第一節(jié)多孔介質(zhì)中的多相滲流特性一、水驅(qū)油的非活塞特性3、產(chǎn)生非活塞式驅(qū)油的原因孔道大小不同，毛管力大小不同，油水在其中流動時所產(chǎn)生的動力和遇到的阻力必然也不同，導(dǎo)致各孔道內(nèi)的流動速度不同。（2）毛管壓力的存在油水油水第一節(jié)多孔介質(zhì)中的多相滲流特性一、水驅(qū)油的非活塞特性3、產(chǎn)生非活塞式驅(qū)油的原因?qū)τH水孔道來說，毛管力是驅(qū)油動力。相反，在親油孔道中的毛管力卻成為附加阻力。（3）毛管力作用方式的不同油水油水油水油水第一節(jié)多孔介質(zhì)中的多相滲流特性一、水驅(qū)油的非活塞特性3、產(chǎn)生非活塞式驅(qū)油的原因油水粘度差引起的粘滯力不同，將加劇各孔道內(nèi)油水流動速度的差異，產(chǎn)生指進現(xiàn)象。（4）油水粘度差的存在油水油水生產(chǎn)井注入水本節(jié)主要內(nèi)容：一、水驅(qū)油的非活塞特性（理想的活塞式水驅(qū)油模型、實際的非活塞式水驅(qū)油模型）二、多孔介質(zhì)中幾種典型孔道中滲流特性（互不連通的毛細管孔道，單相滲流特性；互不連通的毛細管孔道，兩相滲流特性；不等徑并聯(lián)的毛細管孔道，兩相滲流特性；毛細管孔道的混合液滲流特性。）第一節(jié)多孔介質(zhì)中的多相滲流特性第一節(jié)多孔介質(zhì)中的多相滲流特性二、多孔介質(zhì)中幾種典型孔道中滲流特性1、互不連通的毛細管孔道，單相滲流特性單相液流時不存在毛管力，即毛管力為零，只考慮粘滯力的作用。V2V1從毛管滲流公式（Poiseuille定律）第一節(jié)多孔介質(zhì)中的多相滲流特性二、多孔介質(zhì)中幾種典型孔道中滲流特性1、互不連通的毛細管孔道，單相滲流特性在壓差△P一定情況下，某一毛細管長度中流體流動速度V與粘度μ、管徑平方成正比。V2V1r2r1兩根毛細管，如果壓差△P、粘度μ、毛細管長度L均相同，則毛細管中流體流動速度V與管徑平方成正比。第一節(jié)多孔介質(zhì)中的多相滲流特性二、多孔介質(zhì)中幾種典型孔道中滲流特性1、互不連通的毛細管孔道，單相滲流特性例子：設(shè)有兩互不流通的毛細管半徑分別為r1=1μm，r2=10μm，有單相流體在毛細管中滲流，其滲流速度比為多少？V2V1r2r1認識：在多孔巖石中，在某一外加壓差的作用下，滲流主要發(fā)生在大孔道中。在懸殊孔隙大小下，可以認為部分小孔道實際上未參與滲流。第一節(jié)多孔介質(zhì)中的多相滲流特性二、多孔介質(zhì)中幾種典型孔道中滲流特性1、互不連通的毛細管孔道，單相滲流特性V2V1r2r1第一節(jié)多孔介質(zhì)中的多相滲流特性二、多孔介質(zhì)中幾種典型孔道中滲流特性2、互不連通的毛細管孔道，兩相滲流特性兩相液流時，毛細管中不但存在粘滯力，而且還存在著毛管力。V2V1r2r1設(shè)在半徑為r的毛細管中有水油兩種液體，粘度分別為μ1（水）和μ2（油），水為濕相，油為非濕相，兩相之間彎液面呈現(xiàn)的毛管力為Pc。兩相界面的運動規(guī)律是如何？二、多孔介質(zhì)中幾種典型孔道中滲流特性2、互不連通的毛細管孔道，兩相滲流特性第一節(jié)多孔介質(zhì)中的多相滲流特性第一節(jié)多孔介質(zhì)中的多相滲流特性二、多孔介質(zhì)中幾種典型孔道中滲流特性2、互不連通的毛細管孔道，兩相滲流特性先分別考慮液面兩側(cè)的兩個單相流動，在t時刻，根據(jù)毛細管流速公式（中心流速）可以寫出：水相流速：油相流速：第一節(jié)多孔介質(zhì)中的多相滲流特性二、多孔介質(zhì)中幾種典型孔道中滲流特性2、互不連通的毛細管孔道，兩相滲流特性因為液流是連續(xù)的，且r不變，故v1=v2=兩相界面的移動速度，可以寫為：式中，Lt為t時刻油水界面位置。第一節(jié)多孔介質(zhì)中的多相滲流特性二、多孔介質(zhì)中幾種典型孔道中滲流特性2、互不連通的毛細管孔道，兩相滲流特性（1）如果在長度為L的孔道有外加壓差P1-P2，則兩相界面的運動速度v（即流速）是隨驅(qū)替時間t變化的，并受兩相粘度差、孔道半徑r、界面走過的距離Lt和孔道總長度L的影響。滲流特性：第一節(jié)多孔介質(zhì)中的多相滲流特性二、多孔介質(zhì)中幾種典型孔道中滲流特性2、互不連通的毛細管孔道，兩相滲流特性（2）不同半徑的孔道，流速不同。（3）如果

1<

2，即水驅(qū)油，流速將越來越快。滲流特性：第一節(jié)多孔介質(zhì)中的多相滲流特性在幾個不同大小孔道中，注水開發(fā)過程時，會出現(xiàn)為微觀的指進現(xiàn)象。二、多孔介質(zhì)中幾種典型孔道中滲流特性2、互不連通的毛細管孔道，兩相滲流特性兩相滲流特性產(chǎn)生的影響：在地層非均質(zhì)性越嚴重、孔道大小相差越大、注入水與原油間粘度差越大的地方，產(chǎn)生的宏觀指進現(xiàn)象越嚴重。二、多孔介質(zhì)中幾種典型孔道中滲流特性2、互不連通的毛細管孔道，兩相滲流特性兩相滲流特性產(chǎn)生的影響：第一節(jié)多孔介質(zhì)中的多相滲流特性第一節(jié)多孔介質(zhì)中的多相滲流特性二、多孔介質(zhì)中幾種典型孔道中滲流特性2、互不連通的毛細管孔道，兩相滲流特性宏觀指進現(xiàn)象越嚴重的儲層，油井見水時間越早，油水同產(chǎn)時間也越長。垂向非均質(zhì)性嚴重的層狀油藏水驅(qū)油的油水關(guān)系更為復(fù)雜。兩相滲流特性產(chǎn)生的影響：第一節(jié)多孔介質(zhì)中的多相滲流特性二、多孔介質(zhì)中幾種典型孔道中滲流特性2、互不連通的毛細管孔道，兩相滲流特性一是確定合理壓差，P1-P2，通常用數(shù)模方法來確定；二是降低油水粘度差，即通常是在注水中添加添加劑，增粘μ1，或高溫降粘μ2，使μ1–μ2變小。減弱或消除指進的方法討論：第一節(jié)多孔介質(zhì)中的多相滲流特性二、多孔介質(zhì)中幾種典型孔道中滲流特性3、不同徑并聯(lián)的毛細管孔道，兩相滲流特性巖石孔隙網(wǎng)中，各種孔道大小各不相同，互相交錯，或串聯(lián)或并聯(lián)。右圖是經(jīng)常遇到的一種基本單元。這種基本單元中油水的運動規(guī)律是如何？第一節(jié)多孔介質(zhì)中的多相滲流特性二、多孔介質(zhì)中幾種典型孔道中滲流特性3、不同徑并聯(lián)的毛細管孔道，兩相滲流特性大毛細管孔道半徑為r1，流量為q1；小毛細管孔道半徑為r2，流量為q2；兩毛細管孔道長度均為L，都是親水；油水的粘度相同，即為：μ1=μ2＝μ。假設(shè)：qq1q2第一節(jié)多孔介質(zhì)中的多相滲流特性二、多孔介質(zhì)中幾種典型孔道中滲流特性3、不同徑并聯(lián)的毛細管孔道，兩相滲流特性當(dāng)通過的總流量為q時，水在各孔道內(nèi)驅(qū)油的粘滯阻力和毛管力分別為：那么：qq1q2第一節(jié)多孔介質(zhì)中的多相滲流特性二、多孔介質(zhì)中幾種典型孔道中滲流特性3、不同徑并聯(lián)的毛細管孔道，兩相滲流特性因為兩毛細管為并聯(lián)，大小孔道在A、B兩點處的壓力分別相等，所以各孔道內(nèi)的壓力平衡關(guān)系為：qq1q2第一節(jié)多孔介質(zhì)中的多相滲流特性二、多孔介質(zhì)中幾種典型孔道中滲流特性3、不同徑并聯(lián)的毛細管孔道，兩相滲流特性將以下各式代入：qq1q2第一節(jié)多孔介質(zhì)中的多相滲流特性二、多孔介質(zhì)中幾種典型孔道中滲流特性3、不同徑并聯(lián)的毛細管孔道，兩相滲流特性考慮到：qq1q2可得到：第一節(jié)多孔介質(zhì)中的多相滲流特性二、多孔介質(zhì)中幾種典型孔道中滲流特性3、不同徑并聯(lián)的毛細管孔道，兩相滲流特性由于：qq1q2因此，兩毛細管中的流速之比為：第一節(jié)多孔介質(zhì)中的多相滲流特性二、多孔介質(zhì)中幾種典型孔道中滲流特性3、不同徑并聯(lián)的毛細管孔道，兩相滲流特性qq1q2討論：當(dāng)θ=90o，cosθ=0，即毛管力不起作用，大孔道水淹，小孔道中將剩下小油柱，形成較長時間的油水混流；第一節(jié)多孔介質(zhì)中的多相滲流特性二、多孔介質(zhì)中幾種典型孔道中滲流特性3、不同徑并聯(lián)的毛細管孔道，兩相滲流特性qq1q2討論：當(dāng)cosθ≠0，Pc≠0時，則并不總是v1>v2，要視

P1，

P2的大小而定；第一節(jié)多孔介質(zhì)中的多相滲流特性討論：為提高水驅(qū)油效率，我們總希望兩孔道中的油水界面同時到達B點，此時v1=v2，需由上式解出并聯(lián)毛細管的總流量。二、多孔介質(zhì)中幾種典型孔道中滲流特性3、不同徑并聯(lián)的毛細管孔道，兩相滲流特性qq1q2第一節(jié)多孔介質(zhì)中的多相滲流特性二、多孔介質(zhì)中幾種典型孔道中滲流特性3、不同徑并聯(lián)的毛細管孔道，兩相滲流特性qq1q2例子：設(shè)r1＝2×10-4厘米，r2＝1×10-4厘米，μ＝1厘泊，σ＝30達因／厘米，θ＝0，求當(dāng)V1＝V2時，通過并聯(lián)孔道的總流量第一節(jié)多孔介質(zhì)中的多相滲流特性二、多孔介質(zhì)中幾種典型孔道中滲流特性3、不同徑并聯(lián)的毛細管孔道，兩相滲流特性qq1q2解：當(dāng)V1＝V2時，得：根據(jù)第一節(jié)多孔介質(zhì)中的多相滲流特性二、多孔介質(zhì)中幾種典型孔道中滲流特性3、不同徑并聯(lián)的毛細管孔道，兩相滲流特性qq1q2討論：當(dāng)q＝1.6×10-5厘米3／秒時，兩毛細管油水界面能同時到達出口端B點。當(dāng)q＜1.6×10-5厘米3／秒時，在毛管力的作用下，則小孔道中的流速較大，油水界面先到達出口端，就會在大孔道中留下殘余油。二、多孔介質(zhì)中幾種典型孔道中滲流特性3、不同徑并聯(lián)的毛細管孔道，兩相滲流特性qq1q2討論：第一節(jié)多孔介質(zhì)中的多相滲流特性第一節(jié)多孔介質(zhì)中的多相滲流特性二、多孔介質(zhì)中幾種典型孔道中滲流特性3、不同徑并聯(lián)的毛細管孔道，兩相滲流特性qq1q2討論：當(dāng)q＞1.6×10-5厘米3／秒時，大孔道中油水界面移動速度較快，先到達出口端，就會在小孔道中留下殘油。留下殘油的結(jié)果便在孔隙狹窄處形成“賈敏效應(yīng)”，增大流動阻力，并使水驅(qū)油的能量利用率降低，從而導(dǎo)致水驅(qū)油效果降低。第一節(jié)多孔介質(zhì)中的多相滲流特性二、多孔介質(zhì)中幾種典型孔道中滲流特性3、不同徑并聯(lián)的毛細管孔道，兩相滲流特性qq1q2討論：可以說明：油井生產(chǎn)一段時間后要見水，見水后含水率會上升，有相當(dāng)一部分原油是在含水期內(nèi)采出的，而且非均質(zhì)油層水驅(qū)油效率和采收率不能達到100%。第一節(jié)多孔介質(zhì)中的多相滲流特性二、多孔介質(zhì)中幾種典型孔道中滲流特性3、不同徑并聯(lián)的毛細管孔道，兩相滲流特性qq1q2討論：進一步可說明控制產(chǎn)量或注入水量對提高水驅(qū)油效率，防止指進非常重要！注采速度不可太快，也不可太慢！第一節(jié)多孔介質(zhì)中的多相滲流特性二、多孔介質(zhì)中幾種典型孔道中滲流特性4、毛細管孔道的混合液滲流特性設(shè)有一等半徑毛細管孔道的長度為L，半徑為ro，在水中均勻分布若干分散的油滴，油滴半徑為r。若孔道全部為油滴擠滿，在流動時油滴不變形也不與分散介質(zhì)產(chǎn)生相對運動，即類似于念珠式的移動，如上圖所示?？椎乐杏退旌弦旱倪\動規(guī)律是如何？第一節(jié)多孔介質(zhì)中的多相滲流特性二、多孔介質(zhì)中幾種典型孔道中滲流特性4、毛細管孔道的混合液滲流特性設(shè)分散介質(zhì)的粘度為μ，兩端壓差為P1一P2，當(dāng)孔道充滿念珠式油水混合物時，則會形成環(huán)狀流，流動速度為：第一節(jié)多孔介質(zhì)中的多相滲流特性二、多孔介質(zhì)中幾種典型孔道中滲流特性4、毛細管孔道的混合液滲流特性上式說明：油滴混合物的半徑r越接近孔道半徑r0，混合物的流速就越低。第一節(jié)多孔介質(zhì)中的多相滲流特性謝謝第二節(jié)儲層滲流的相對滲透率課程導(dǎo)入多相流體在多孔介質(zhì)中滲流，各相流體的相對滲透率影響其在儲層中滲流特征。相對滲透率曲線是油藏工程動態(tài)分析、油藏數(shù)值模擬以及開發(fā)方案確定等研究的基礎(chǔ)資料。本節(jié)主要內(nèi)容：一、相對滲透率的概念（絕對滲透率、有效滲透率和相對滲透率）二、相對滲透率曲線的特征（兩條曲線、三個區(qū)域和四個特征點。）三、影響相對滲透率的因素（巖石結(jié)構(gòu)、巖石潤濕性、流體物性、油水飽和歷史、儲層溫度和驅(qū)動因素的影響。）四、三相體系的相對滲透率（擬三相流動的相對滲透率、三相流動的相對滲透率。）第二節(jié)儲層滲流的相對滲透率第二節(jié)儲層滲流的相對滲透率本節(jié)主要內(nèi)容：一、相對滲透率的概念（絕對滲透率、有效滲透率和相對滲透率）二、相對滲透率曲線的特征（兩條曲線、三個區(qū)域和四個特征點。）三、影響相對滲透率的因素（巖石結(jié)構(gòu)、巖石潤濕性、流體物性、油水飽和歷史、儲層溫度和驅(qū)動因素的影響。）四、三相體系的相對滲透率（擬三相流動的相對滲透率、三相流動的相對滲透率。）一、相對滲透率的概念1、絕對滲透率絕對滲透率是巖心中100%被一種流體飽和時測定的滲透率。它只是巖石本身的一種屬性，而與巖心內(nèi)的流體性質(zhì)無關(guān)。通常用K表示，單位為μm2

。第二節(jié)儲層滲流的相對滲透率一、相對滲透率的概念1、絕對滲透率有一巖樣長3cm、截面積為2cm2，用粘度為1mPa.s的鹽水100%飽和在壓差0.2MPa下測得流量為0.5cm3/s,例子：第二節(jié)儲層滲流的相對滲透率用粘度為3mPa.s的油100%飽和在壓差0.2MPa下測得流量為0.167cm3/s。問這兩種流體測得巖石的絕對滲透率是多少？一、相對滲透率的概念1、絕對滲透率解：根據(jù)達西定律，巖石滲透率可以通過下式計算得到：因此，對于鹽水飽和的巖石滲透率為：對于油飽和的巖石滲透率為：第二節(jié)儲層滲流的相對滲透率一、相對滲透率的概念2、有效滲透率當(dāng)巖石中有兩種以上流體共流時，其中某一相流體的通過能力稱為某相的有效滲透率或稱某相的相滲透率。通常用Ko、Kw、Kg表示，單位為μm2

。第二節(jié)儲層滲流的相對滲透率當(dāng)巖石中存在多相流動時，只要應(yīng)用某相流動的參數(shù)，仍可采用達西公式計算該相的有效滲透率，這樣多相流動中所產(chǎn)生的各種附加阻力都反映在該相流體的有效滲透率的數(shù)值上。一、相對滲透率的概念2、有效滲透率第二節(jié)儲層滲流的相對滲透率一、相對滲透率的概念2、有效滲透率有一巖樣長3cm、截面積為2cm2，用70%的鹽水（粘度為1mPa.s）和30%的油（粘度為3mPa.s）飽和，且保持在這樣的飽和度下穩(wěn)定滲流，壓差0.2MPa下測得鹽水的流量為0.30cm3/s,油的流量為0.02cm3/s。問此時油、水的有效滲透率各是多少？例子：第二節(jié)儲層滲流的相對滲透率一、相對滲透率的概念2、有效滲透率解：根據(jù)達西定律，鹽水的有效滲透率為：油的有效滲透率為：第二節(jié)儲層滲流的相對滲透率一、相對滲透率的概念2、有效滲透率油、水兩相的有效滲透率之和Kw+Ko＝0.270μm2小于絕對滲透率K=0.375μm2。Kw+Ko<K是一般性規(guī)律，說明同一巖石的分析：第二節(jié)儲層滲流的相對滲透率有效滲透率之和總是小于該巖石的絕對滲透率。其原因是多相滲流時，流體之間相互干擾，流動阻力增大，出現(xiàn)如毛管力、附著力和各種液阻現(xiàn)象引起的附加阻力。一、相對滲透率的概念2、有效滲透率有效滲透率既和巖石自身的屬性有關(guān)，又與流體飽和度及其在孔隙中的分布狀況有關(guān)，而后者又和潤濕性以及飽和歷史有關(guān)。因此，有效滲透率是巖石流體相互作用的動態(tài)特性。分析：第二節(jié)儲層滲流的相對滲透率一、相對滲透率的概念3、相對滲透率相對滲透率是多相流體共存時，每一相流體的有效滲透率與一個基準(zhǔn)滲透率的比值。通常用Kro、Krw、Krg表示。第二節(jié)儲層滲流的相對滲透率相對滲透率實際是將有效滲透率無因次化，從而可以對比各相流動能力相對于單相流動能力的比例。相對滲透率的概念在工程實際中得到廣泛的應(yīng)用。一、相對滲透率的概念3、相對滲透率第二節(jié)儲層滲流的相對滲透率一、相對滲透率的概念3、相對滲透率作為分母的基準(zhǔn)滲透率通常取三者之一：（1）空氣絕對滲透率Ka；（2）100%飽和地層水時的水測滲透率K；（3）束縛水飽和度下的油相滲透率Kswc。第二節(jié)儲層滲流的相對滲透率一、相對滲透率的概念3、相對滲透率例如，對第一種方法，油水的相對滲透為：第二節(jié)儲層滲流的相對滲透率一、相對滲透率的概念3、相對滲透率有一巖樣長3cm、截面積為2cm2，用70%的鹽水（粘度為1mPa.s）和30%的油（粘度為3mPa.s）飽和，且保持在這樣的飽和度下穩(wěn)定滲流，壓差0.2MPa下測得鹽水的流量為0.30cm3/s,油的流量為0.02cm3/s。問此時油、水的相對滲透率各是多少？例子：第二節(jié)儲層滲流的相對滲透率一、相對滲透率的概念3、相對滲透率解：水的相對滲透率為：油的相對滲透率為：第二節(jié)儲層滲流的相對滲透率一、相對滲透率的概念3、相對滲透率分析：盡管飽和度之和Sw+So=1.0，而相對滲透率Krw+Kro=0.72卻小于100%，同一巖石的相對滲透率之和總是小于100%。第二節(jié)儲層滲流的相對滲透率當(dāng)Sw=0.7,So=0.3時，水和油的飽和度比約為2.33倍，而水和油的相對滲透率卻達5倍。理論和實驗表明，相對滲透率與流體飽和度有密切關(guān)系。一、相對滲透率的概念3、相對滲透率分析：第二節(jié)儲層滲流的相對滲透率第二節(jié)儲層滲流的相對滲透率本節(jié)主要內(nèi)容：一、相對滲透率的概念（絕對滲透率、有效滲透率和相對滲透率）二、相對滲透率曲線的特征（兩條曲線、三個區(qū)域和四個特征點。）三、影響相對滲透率的因素（巖石結(jié)構(gòu)、巖石潤濕性、流體物性、油水飽和歷史、儲層溫度和驅(qū)動因素的影響。）四、三相體系的相對滲透率（擬三相流動的相對滲透率、三相流動的相對滲透率。）二、相對滲透率曲線的特征相對滲透率與飽和度之間的關(guān)系曲線稱為相對滲透率曲線，簡稱相滲曲線。該關(guān)系曲線是指濕相相對滲透率曲線、非濕相相對滲透率曲線。第二節(jié)儲層滲流的相對滲透率相對滲透率曲線通常由實驗測得。有時應(yīng)用經(jīng)驗方法或油藏動態(tài)方法求得相對滲透率曲線。二、相對滲透率曲線的特征第二節(jié)儲層滲流的相對滲透率下圖所示是由有效滲透率曲線轉(zhuǎn)化為相對滲透率曲線的過程（以水濕巖心、油水兩相為例）。第二節(jié)儲層滲流的相對滲透率二、相對滲透率曲線的特征了解相對滲透率曲線的特征，重點應(yīng)抓住幾個關(guān)鍵內(nèi)容：兩條曲線、三個區(qū)域、四個特征點。二、相對滲透率曲線的特征第二節(jié)儲層滲流的相對滲透率二、相對滲透率曲線的特征兩條曲線呈x型交叉，縱坐標(biāo)為兩相各自的相對滲透率Kri，橫坐標(biāo)為濕相飽和度（大小為從0到1增加）；或非濕相飽和度（大小從1到0減?。?、兩條曲線第二節(jié)儲層滲流的相對滲透率bac二、相對滲透率曲線的特征實際應(yīng)用中，作為相對滲透率比值的分母100%飽和地層水時的水測滲透率K，此類相對滲透率曲線稱為一般相對滲透率曲線（下圖中(b)）。1、兩條曲線第二節(jié)儲層滲流的相對滲透率bac二、相對滲透率曲線的特征而分母為束縛水飽和度下的油相滲透率Kswc時，稱為歸一化相對滲透率曲線（下圖中(c)）。1、兩條曲線第二節(jié)儲層滲流的相對滲透率bac在實際使用相對滲透率值時要注意其是用什么量作為基準(zhǔn)滲透率（分母）的。二、相對滲透率曲線的特征1、兩條曲線第二節(jié)儲層滲流的相對滲透率二、相對滲透率曲線的特征A區(qū)為單相油流區(qū)。該區(qū)含水飽和度小于束縛水飽和度，水不能流動；B區(qū)為油水同流區(qū)，曲線特征表現(xiàn)為，隨Sw增大，So減小，Krw增加，而Kro下降。2、三個區(qū)域第二節(jié)儲層滲流的相對滲透率二、相對滲透率曲線的特征在B區(qū)，當(dāng)油減少到一定程度時，油在流動過程中失去連續(xù)性成為油滴。另外，該區(qū)內(nèi)油水之間互相作用，互相干擾，由毛管效應(yīng)引起的流動阻力明顯，因而油水兩相相對滲透率之和（Kro+Krw）會大大降低，并且在兩條曲線的交點出現(xiàn)最小值。2、三個區(qū)域第二節(jié)儲層滲流的相對滲透率二、相對滲透率曲線的特征C區(qū)為單相水流區(qū)。Kro=0，油相失去流動性。殘余油飽和度Sor越大，說明分散油滴越多，對水流造成的阻力越大，Krw離1.0越遠。2、三個區(qū)域第二節(jié)儲層滲流的相對滲透率在親水巖石中，由于水存在于死孔隙、細微孔隙以及吸附在巖石顆粒表面，比起處于大孔隙中央的分散油滴要多，所以Swi>Sor。二、相對滲透率曲線的特征2、三個區(qū)域第二節(jié)儲層滲流的相對滲透率二、相對滲透率曲線的特征四個特征點分別是束縛水飽和度Swi點、殘余油飽和度Sor點、殘余油飽和度下水相Krw點、兩條曲線的交點(稱為等滲點)。3、四個特征點第二節(jié)儲層滲流的相對滲透率根據(jù)特征點可以由原始含油飽和度及殘余油飽和度，計算油藏或巖心的水驅(qū)油效率。二、相對滲透率曲線的特征3、四個特征點第二節(jié)儲層滲流的相對滲透率二、相對滲透率曲線的特征兩相流體都存在與一個開始流動的最低飽和度值。且濕相的最低飽和度值大于非濕相最低飽和度值。4、濕相-非濕相體系相對滲透率曲線的共同特征第二節(jié)儲層滲流的相對滲透率兩相的相對滲透率之和小于1。Kro+Krw為最小值時，Krw=Kro。非濕相的相對滲透率隨其飽和度增加而增大的速度比濕相快。二、相對滲透率曲線的特征4、濕相-非濕相體系相對滲透率曲線的共同特征第二節(jié)儲層滲流的相對滲透率第二節(jié)儲層滲流的相對滲透率本節(jié)主要內(nèi)容：一、相對滲透率的概念（絕對滲透率、有效滲透率和相對滲透率）二、相對滲透率曲線的特征（兩條曲線、三個區(qū)域和四個特征點。）三、影響相對滲透率的因素（巖石結(jié)構(gòu)、巖石潤濕性、流體物性、油水飽和歷史、儲層溫度和驅(qū)動因素的影響。）四、三相體系的相對滲透率（擬三相流動的相對滲透率、三相流動的相對滲透率。）三、影響相對滲透率的因素高滲透、大孔隙砂巖的兩相共滲區(qū)的范圍大，束縛水飽和度低；1、巖石孔隙結(jié)構(gòu)的影響（1）孔隙大、流通性好的巖心（2）孔隙小、流通性好的巖心（3）孔隙大、流通性差的巖心第二節(jié)儲層滲流的相對滲透率三、影響相對滲透率的因素孔隙小、連通性好的束縛水飽和度高，兩相流覆蓋飽和度的范圍較窄；1、巖石孔隙結(jié)構(gòu)的影響（1）孔隙大、流通性好的巖心（2）孔隙小、流通性好的巖心（3）孔隙大、流通性差的巖心第二節(jié)儲層滲流的相對滲透率三、影響相對滲透率的因素孔隙小和連通性不好的Kro和

Krw的終點都較小；1、巖石孔隙結(jié)構(gòu)的影響（1）孔隙大、流通性好的巖心（2）孔隙小、流通性好的巖心（3）孔隙大、流通性差的巖心第二節(jié)儲層滲流的相對滲透率三、影響相對滲透率的因素同樣是大孔隙，連通性差與好的曲線特征差別大，流通性差的更接近小孔隙流通性好的曲線特征。1、巖石孔隙結(jié)構(gòu)的影響（1）孔隙大、流通性好的巖心（2）孔隙小、流通性好的巖心（3）孔隙大、流通性差的巖心第二節(jié)儲層滲流的相對滲透率三、影響相對滲透率的因素2、巖石潤濕性的影響第二節(jié)儲層滲流的相對滲透率巖石的潤濕性對相對滲透率曲線的特征影響較大。一般巖石從強潤濕到強非潤濕時，油相的相對滲透率將依次降低；相反，水相的相對滲透率將依次升高（如右圖）。三、影響相對滲透率的因素如下圖，當(dāng)含油飽和度較高時，粘度比的影響開始顯現(xiàn)出來。3、流體粘度的影響第二節(jié)儲層滲流的相對滲透率由于含油飽和度高時，它所占據(jù)并流經(jīng)的孔道數(shù)目也多，粘度比對相對滲透率影響三、影響相對滲透率的因素3、流體粘度的影響第二節(jié)儲層滲流的相對滲透率也就越大；而水飽和度高時，相應(yīng)油所占據(jù)并流經(jīng)的孔道數(shù)目減少，使油在較大孔道中流動，故粘度比的影響就小了。三、影響相對滲透率的因素下圖分別為加入表面活性物質(zhì)后，油水分別為分散相兩種狀態(tài)下的相對滲透率曲線。4、流體中表面活性物質(zhì)的影響第二節(jié)儲層滲流的相對滲透率對比二曲線可知，由于分散介質(zhì)的滲透能力大于分散相，所以出現(xiàn)Kroa<Krob，Krwa>Krwb。三、影響相對滲透率的因素4、流體中表面活性物質(zhì)的影響第二節(jié)儲層滲流的相對滲透率三、影響相對滲透率的因素5、油水飽和歷史的影響第二節(jié)儲層滲流的相對滲透率非濕相的相對滲透率受飽和順序的影響要遠大于濕相。驅(qū)替過程獲得的相滲曲線與吸吮過程獲得的相比，非濕相的相滲曲線差別很大，而濕相的總是比較接近。三、影響相對滲透率的因素隨溫度升高，束縛水飽和度Swi增高，油相相對滲透率Kro升高，水相相對滲透率Krw降低，巖石水濕性增強。6、溫度的影響第二節(jié)儲層滲流的相對滲透率三、影響相對滲透率的因素驅(qū)動因素包括驅(qū)替壓力、壓力梯度、流動速度等。一般概括為“π準(zhǔn)數(shù)”，π準(zhǔn)數(shù)表示微觀毛管壓力梯度和驅(qū)動壓力梯度的比值。7、驅(qū)動因素的影響第二節(jié)儲層滲流的相對滲透率隨π值的減小兩相的相對滲透率都增大，兩相共同流動范圍變寬。三、影響相對滲透率的因素7、驅(qū)動因素的影響第二節(jié)儲層滲流的相對滲透率第二節(jié)儲層滲流的相對滲透率本節(jié)主要內(nèi)容：一、相對滲透率的概念（絕對滲透率、有效滲透率和相對滲透率）二、相對滲透率曲線的特征（兩條曲線、三個區(qū)域和四個特征點。）三、影響相對滲透率的因素（巖石結(jié)構(gòu)、巖石潤濕性、流體物性、油水飽和歷史、儲層溫度和驅(qū)動因素的影響。）四、三相體系的相對滲透率（擬三相流動的相對滲透率、三相流動的相對滲透率。）四、三相體系的相對滲透率實際儲層巖石中不僅可以同時存在兩相，而且還可以同時存在三相。當(dāng)某一相飽和度很低且不能流動，那么可以簡化為兩相處理。所謂擬三相流動是將真實的三相流體簡化為兩相流動來處理相對滲透率。1、擬三相流動的相對滲透率第二節(jié)儲層滲流的相對滲透率四、三相體系的相對滲透率親水巖石中，出現(xiàn)油氣水三相，假如氣相飽和度比較低，不參與流動，可把氣相歸入到油相飽和度中去，視為油、水兩相。若水相飽和度低，呈束縛狀態(tài)不參與流動，則可將水相看成是固體的一部分，即相當(dāng)于孔隙度變小，這時可視為油、氣兩相，其中油為潤濕相，氣為非潤濕相。1、擬三相流動的相對滲透率例如：第二節(jié)儲層滲流的相對滲透率四、三相體系的相對滲透率水的相對滲透率可以近似地看著僅是水飽和度的函數(shù)；氣的相對滲透率可以近似地看著僅是氣飽和度的函數(shù)；油的相對滲透率可以近似地看著是水和氣飽和度的函數(shù)。1、擬三相流動的相對滲透率斯通（Stone）等人建立了一套用兩相相對滲透率曲線來表示三相相對滲透率的方法：第二節(jié)儲層滲流的相對滲透率四、三相體系的相對滲透率2、三相流動的相對滲透率第二節(jié)儲層滲流的相對滲透率當(dāng)油、氣、水三相均具有一定飽和度值時，就要通過三相的相對滲透率曲線來確定這三相是否都流動，下圖是三相相對滲透率曲線圖，圖中a、b、c分別為油、氣、水的相對滲透率曲線。四、三相體系的相對滲透率相對滲透率曲線分為單相流動、兩相流動和三相流動區(qū)域。主要區(qū)域為單相與二相流動，而能發(fā)生三相流動的區(qū)域是很小的。2、三相流動的相對滲透率第二節(jié)儲層滲流的相對滲透率在大多數(shù)情況下，有相應(yīng)的兩相相對滲透率曲線圖就能滿足工程實際要求。四、三相體系的相對滲透率2、三相流動的相對滲透率第二節(jié)儲層滲流的相對滲透率第二節(jié)儲層滲流的相對滲透率謝謝第三節(jié)相對滲透率曲線的應(yīng)用課程導(dǎo)入在油藏工程動態(tài)分析、油藏數(shù)值模擬以及開發(fā)方案確定等方面研究中，相對滲透率曲線是基礎(chǔ)資料，因此它在油田開發(fā)中得到廣泛的應(yīng)用。本節(jié)主要內(nèi)容：一、利用相對滲透率曲線計算油井產(chǎn)量、油水比和流度比二、利用相對滲透率曲線分析油井產(chǎn)水規(guī)律三、利用相對滲透率曲線確定油水在儲層中的垂向分布四、利用相對滲透率曲線確定自由水面五、利用相對滲透率曲線計算驅(qū)油效率和油藏水驅(qū)采收率第三節(jié)相對滲透率曲線的應(yīng)用第三節(jié)相對滲透率曲線的應(yīng)用本節(jié)主要內(nèi)容：一、利用相對滲透率曲線計算油井產(chǎn)量、油水比和流度比二、利用相對滲透率曲線分析油井產(chǎn)水規(guī)律三、利用相對滲透率曲線確定油水在儲層中的垂向分布四、利用相對滲透率曲線確定自由水面五、利用相對滲透率曲線計算驅(qū)油效率和油藏水驅(qū)采收率一、利用相對滲透率曲線計算油井產(chǎn)量、油水比和流度比1、油井油水各相產(chǎn)量計算當(dāng)油水共流同產(chǎn)時，按達西公式可以計算出油、水流量為：

第三節(jié)相對滲透率曲線的應(yīng)用2、油井水油比計算水油比可以用下式確定：當(dāng)油水粘度相同時，水油產(chǎn)量比只取決于水油兩相的有效滲透率的比值。第三節(jié)相對滲透率曲線的應(yīng)用一、利用相對滲透率曲線計算油井產(chǎn)量、油水比和流度比3、油井流度比計算流度λ是流體的相滲透率與其粘度的比值，流度表示了該相流體流動的難以程度。其值越大，說明該相流體越容易流動。第三節(jié)相對滲透率曲線的應(yīng)用一、利用相對滲透率曲線計算油井產(chǎn)量、油水比和流度比水油的流度可以分別用下式計算得到。進而可以確定水油流度比為：3、油井流度比計算一、利用相對滲透率曲線計算油井產(chǎn)量、油水比和流度比第三節(jié)相對滲透率曲線的應(yīng)用第三節(jié)相對滲透率曲線的應(yīng)用本節(jié)主要內(nèi)容：一、利用相對滲透率曲線計算油井產(chǎn)量、油水比和流度比二、利用相對滲透率曲線分析油井產(chǎn)水規(guī)律三、利用相對滲透率曲線確定油水在儲層中的垂向分布四、利用相對滲透率曲線確定自由水面五、利用相對滲透率曲線計算驅(qū)油效率和油藏水驅(qū)采收率1、相對滲透率的比值與流體飽和度的關(guān)系為了便于應(yīng)用，常在單對數(shù)坐標(biāo)上，將相對滲透率的比值Kro／Krw表示為含水飽和度Sw的函數(shù)（見右圖）。中間直線段恰好是實際常用到的兩相同時流動的飽和度所對應(yīng)的范圍。二、利用相對滲透率曲線分析油井產(chǎn)水規(guī)律第三節(jié)相對滲透率曲線的應(yīng)用該直線段可表示為：1、相對滲透率的比值與流體飽和度的關(guān)系二、利用相對滲透率曲線分析油井產(chǎn)水規(guī)律第三節(jié)相對滲透率曲線的應(yīng)用2、油井產(chǎn)水規(guī)律分析產(chǎn)水規(guī)律是研究油井產(chǎn)水率隨地層中含水飽和度的增加而變化的情況。在油田動態(tài)分析中，產(chǎn)水率是一個重要指標(biāo)。二、利用相對滲透率曲線分析油井產(chǎn)水規(guī)律第三節(jié)相對滲透率曲線的應(yīng)用它是油水同產(chǎn)時產(chǎn)水量與總產(chǎn)液量的比值，即為：2、油井產(chǎn)水規(guī)律分析二、利用相對滲透率曲線分析油井產(chǎn)水規(guī)律第三節(jié)相對滲透率曲線的應(yīng)用2、油井產(chǎn)水規(guī)律分析對于一個油藏，粘度比是一定，產(chǎn)水率只與油水的相對滲透率比值有關(guān)。由于相對滲透率是Sw的函數(shù)，所以產(chǎn)水率fw也是Sw的函數(shù)，如右圖所示。二、利用相對滲透率曲線分析油井產(chǎn)水規(guī)律第三節(jié)相對滲透率曲線的應(yīng)用2、油井產(chǎn)水規(guī)律分析右圖中給出了兩者的函數(shù)關(guān)系，當(dāng)油井l00％產(chǎn)水，油藏中含水飽和度卻不等于100％，說明地層中仍有一定的殘余油飽和度。二、利用相對滲透率曲線分析油井產(chǎn)水規(guī)律第三節(jié)相對滲透率曲線的應(yīng)用2、油井產(chǎn)水規(guī)律分析fw隨水油兩相流度比的增大而增大。二、利用相對滲透率曲線分析油井產(chǎn)水規(guī)律第三節(jié)相對滲透率曲線的應(yīng)用2、油井產(chǎn)水規(guī)律分析油越稠，fw越高，所以稠油油層一旦見水，產(chǎn)水率就比較大。二、利用相對滲透率曲線分析油井產(chǎn)水規(guī)律第三節(jié)相對滲透率曲線的應(yīng)用2、油井產(chǎn)水規(guī)律分析隨著Sw升高，fw升高，所以在油水過渡帶不同位置，Sw不同，fw也不同。同理，油井見水后，油井產(chǎn)水率fw就逐漸升高。但Sw與fw不是正比關(guān)系，而是冪級數(shù)關(guān)系。二、利用相對滲透率曲線分析油井產(chǎn)水規(guī)律第三節(jié)相對滲透率曲線的應(yīng)用2、油井產(chǎn)水規(guī)律分析將上式對Sw求導(dǎo)，得fw的上升速度與Sw的關(guān)系式：二、利用相對滲透率曲線分析油井產(chǎn)水規(guī)律第三節(jié)相對滲透率曲線的應(yīng)用2、油井產(chǎn)水規(guī)律分析右圖曲線表明，當(dāng)Sw較低時，fw增加不明顯，以后則迅速增加；當(dāng)Sw較高時，fw增長速度又變緩，即兩頭慢，中間快。

二、利用相對滲透率曲線分析油井產(chǎn)水規(guī)律第三節(jié)相對滲透率曲線的應(yīng)用第三節(jié)相對滲透率曲線的應(yīng)用本節(jié)主要內(nèi)容：一、利用相對滲透率曲線計算油井產(chǎn)量、油水比和流度比二、利用相對滲透率曲線分析油井產(chǎn)水規(guī)律三、利用相對滲透率曲線確定油水在儲層中的垂向分布四、利用相對滲透率曲線確定自由水面五、利用相對滲透率曲線計算驅(qū)油效率和油藏水驅(qū)采收率1、確定油水在儲層中的垂向分布方法由相對滲透率曲線可求得端點（Sor、Swi）和不同飽和度下的相對滲透率；由毛管壓力曲線又可知不同油水飽和度所對應(yīng)的自由水面以上的高度。三、利用相對滲透率曲線確定油水在儲層中的垂向分布第三節(jié)相對滲透率曲線的應(yīng)用在儲層均一的情況下，相對滲透率曲線再結(jié)合毛管壓力曲線，就可確定油水在儲層中的分布，即地層不同高度下的含油飽和度，從而劃分出地層中的產(chǎn)純油區(qū)、純水區(qū)及油水同產(chǎn)區(qū)等。1、確定油水在儲層中的垂向分布方法三、利用相對滲透率曲線確定油水在儲層中的垂向分布第三節(jié)相對滲透率曲線的應(yīng)用2、實例分析右圖中A點所在平面以上的儲層為產(chǎn)純油的含油區(qū)；A-B點所在兩面之間范圍是油水同產(chǎn)的混合流動區(qū)；三、利用相對滲透率曲線確定油水在儲層中的垂向分布第三節(jié)相對滲透率曲線的應(yīng)用B-C點所在兩面之間范圍是純水流動區(qū)；C所在平面以下為含水飽和度為100％的含水區(qū)；B平面為油水界面，C平面為自由水面。2、實例分析第三節(jié)相對滲透率曲線的應(yīng)用三、利用相對滲透率曲線確定油水在儲層中的垂向分布2、實例分析第三節(jié)相對滲透率曲線的應(yīng)用三、利用相對滲透率曲線確定油水