毛细管压力、饱和度和相界面积间的关系VIP专享VIP免费

2008年第32卷第2期中国石油大学学报(自然科学版)JournalofChinaUniversityofPetroleumVol_32．No．2Apr．2008文章编号：1673-5005(2008)02-0090-04毛细管压力、饱和度和相界面积问的关系陶军，姚军，李爱芬，赵秀才(1．中油国际海外研究中心，北京100083；2．中国石油大学石油工程学院，山东东营257061)摘要：多相流体在多孔介质中流动时，传质扩散、非水相溶解等现象都与相间界面有关，利用孔隙级网络模型定量表征每一个孔隙孔喉中流体分布，结合几何知识，计算得到了多相流体在孔隙级网络模型中流动时的毛细管压力、饱和度和相间界面积，并作出了它们之间的关系曲线。计算结果表明，毛细管压力、饱和度和界面积之间存在着比较明显的相互制约关系。这一关系为研究与界面有关的非水相溶解、界面间的传质等现象奠定了基础。关键词：孔隙级网络模型；多相流；毛细管压力；相界面积；饱和度中图分类号：TE357．4文献标识码：ARelationshipamongcapillarypressure，saturationandphasesinterfacialareaTAOJun-一．YAOJun．LIAi．fen．ZHAOXiu．cal‘(I．InternationalResearchCenter，PetroChina，Beijing100083，China；2．CollegeofPetroleumEngineeringinChinaUniversityofPetroleum，Dongying257061，ShandongProvince，China)Abstract：Whenfluidsflowinporousmedia，manyphenomenasuchasmasstransferandnon—aqueousdissolutionhavesomerelationshipwithphasesinterfacialarea．Thefluiddistributionineachporeandthroatwasexpressedquantitativelybypore-scalenetworkmodel、Thecapillarypressure，saturationandphasesinterfacialareaoffluidflowinginpore-scalenetworkmodelwerecalculated，andtherelationwasobtainedbyusingtheknowledgeofelementarygeometry．Theresultsshowthatthereiswell-definedfunctionalrelationshipamongcapillarypressure，saturationandphasesinterfacialarea．Thisrelationshiplaidfoundationforresearchingonnon—aqueousphaseliquiddissolution，interfacialmasstransferphenomenon．Keywords：pore—scalenetworkmodel；muhiphaseflow；capillarypressure；phasesinterfacialarea；saturation研究多孔介质(如储层岩石)的孔隙结构和其中的两相渗流时，毛细管压力与饱和度之间的关系曲线，即毛细管压力曲线是必须的资料。最初毛细管压力曲线主要用来确定油层的束缚水饱和度，随着研究的深入，已经可以用来确定有关储层的许多参数，如束缚水饱和度、残余油饱和度、孔隙度、渗透率、岩石润湿性、岩石比面及孔隙喉道分布等。但是单纯依靠毛细管压力和饱和度之间的关系不能诠释多孔介质中与界面有关的现象，如传质扩散、非水相溶解、示踪剂的运动等⋯。要解决这些问题还需要得到多孔介质中流体分布的相关信息。孔隙级别上流体的分布决定了流体相间的界面面积以及每一相流体的相对渗透率，但直接测量相问界面积却是非常困难的。利用孔隙级网络模型可以定量地表征多孔介质中流体的流动过程。笔者利用孔隙级网络模型，定量地计算油水两相流时每个孔隙中的流体分布，从而确定毛细管压力、饱和度和相界面积三者之间的宏观关系。1孔隙级网络模型的建立孑L隙级网络模型最早由Fatt提出口J，其后随着计算机技术的发展，它的应用也越来越广泛。孔隙级网络模型最基本的组成单元为孔隙和与其相连的喉道。孔隙和喉道的截面形状可以是圆形、三角形和正方形。带有角的形状可以显式地考虑润湿性、两相界面等性质的作用J。在此采用了两种网络收稿日期：2007—09—25基金项目：中国石化科技攻关项目(P05056)作者简介：陶军(1974一)，男(汉族)，四川资中人，【程IJlfi，博士，主要研究方向为油气田渗流理沦应用。维普资讯http://www.cqvip.com第32卷第2期陶军，等：毛细管压力、饱和度和相界面积间的关系·91·模型来进行研究。第一种为三维立方随机网络模型，EII~L隙按三维点阵等间距分布，孔隙只能与相邻的孔隙通过孔喉相连。对于三维立方网络，一个孔隙最大的配位数(与一个孔隙相连的孔喉数)只能为6，每个孔隙的配位数在0—6之间随机确定，孔隙和孔喉的尺寸按高斯分...