储层中多相流体的渗流特性

1、储层中多相流体的渗流特性 第1页，共17页，2022年，5月20日，2点33分，星期一第一节 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：第2页，共17页，2022年，5月20日，2点33分，星期一一 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）界面自由能第3页，共17页，2022年，5月20日，2点33分，星期一因此

2、，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，合力指向液体内部第4页，共17页，2022年，5月20日，2点33分，星期一A相相SB热力学性质相相ASB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。相相第5页，共17页，2022年，5月20日，2点33分

3、，星期一2、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 xLdxF做功的能量转化为新生界面的表面能第6页，共17页，2022年，5月20日，2点33分，星期一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，即表面张力第7页，共17页，2022年，5月20日，2点33分，星期一（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第8页，共17页，2022年，5月20日，2点33分，星期一3、影响界面张力的因素（1）物质的影响因素两

4、相间分子的极性差越大，表面能就越大。物质与空气接触时的表面张力（20C）mN/m与水接触时的界面张力（20C）mN/m水银484.0375水72.8苯28.633.4变压器油39.145.1杜依玛兹石油27.230.3某些物质与空气、水的界面张力第9页，共17页，2022年，5月20日，2点33分，星期一(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：第10页，共17页，2022年，5月20日，2点33分，星期一 温度的影响： Tog,内聚力附着力

5、 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气与天然气与空气第11页，共17页，2022年，5月20日，2点33分，星期一（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第12页，共17页，2022年，5月20日，2点33分，星期一b.油气水系统PPb时：PRs T Rs PPb时：P o （不明显） T Rs 第13页，共17页，2022年，5月20日，2点33分，星期一二 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

6、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。第14页，共17页，2022年，5月20日，2点33分，星期一（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。第15页，共17页，2022年，5月20日，2点33分，星期一3、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。第16页，共17页，2022年，5月20日，2点33分，星期一（3）比吸附与表面活性剂浓度的关系