毛管压力曲线实验
一、教学目的会计算任意曲面的附加压力,了解毛管压力曲线的测定与换算;了解毛管压力的滞后现象;分析毛管压力曲线;了解毛管压力曲线的应用。 二、教学重点、难点教学重点: 1、任意曲面的附加压力的计算; 2、毛管压力曲线的测定与换算; 3、毛管压力的滞后现象;
4、毛管压力曲线的分析及应用。教学难点 1、任意曲面的附加压力的计算; 2、毛管压力曲线的测定与换算; 3、毛管压力曲线的分析及应用。
三、教法说明课堂讲授并辅助以多媒体课件展示相关的数据和图表
四、教学内容本节主要介绍五个方面的问题: 一、任意曲面的附加压力 二、毛管中液体的上升(与下降) 三、毛管压力曲线的测定与换算 四、毛管压力的滞后现象 五、毛管压力曲线的分析及应用 (一)、任意曲面的附加压力
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一、任意曲面的附加压力拉普拉斯方程:讨论:(1)、毛管中弯液面为球面时毛管压力Pc:毛管中弯液面两侧非湿相压力与湿相压力之差大小:方向:指向弯液面内侧分析讨论:Pc与r成反比, r越小,Pc越大 Pc与б成正比, б越大,Pc越大 Pc与cosθ成正比, θ→0°或θ→180°,Pc越大(2)、毛管中弯液面为平面时(3)、毛管中弯液面为柱面时(4)、毛管断面渐变时(5)、裂缝中的毛管压力
(二)、毛管中液体的上升(与下降)气-液系统:式中:A附着张力=σcosθ,达因/cmr毛管半径,cmρ液体密度,g/cm3g重力加速度,cm/s2σ液体的表面张力,达因/cmθ接触角h液体上升高度,cm油-水系统:根据毛细管公式我们可以看到:
1、毛管压力和成正比,,极性大的那一相为润湿相,为正,为正,此时润湿相沿毛管自发吸入上升。
2、毛管压力和Pc和毛管半径成反比,这就是说毛管半径越小,毛管力就越大,毛细管自发吸入湿相的能力就越强,润湿相沿毛细管上升的高度就越大。
3、毛管力实质上是润湿现象的一个特例,是自由表面能在毛细管内相互作用平衡的结果,因此,随着两流体界面张力的增大,即两种液体性质差别的增大,毛管力也应当增大,湿相在毛细管中上升就越高。
4、毛管力是发生在毛细管中的润湿现象,亦就是说:毛管力是润湿的结果,随着润湿相沿毛管的上升。毛管中必然出现弯液
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面(如果不考虑重力的影响,则应该为球面),由引可知,只有在出现弯液面的条件下,才有毛细现象存在。且润湿相和非润湿相的润湿能力相差越大,毛细管半径越小,那么,两相界面在毛细管中弯曲的越明显,即曲率半径越小,毛管力越大。另外,根据前面的推导可知:当毛细管插入湿相中时,则湿相将沿管中润湿相驱走,这一过程是自发的,所以毛管力比时为湿相驱非湿相的动力。根据上述的毛管力计算公式可以看出,当毛细管倾斜时,液柱高度将保持不变,那么当毛细管成水平方向时,亲水 毛细管的毛管力则成为水驱油的动力,即:1)当油芷岩石表面亲水时,油芷中的毛管力是水驱油的动力。2)当岩石表面亲油时,油芷中的毛管力则是水驱油的阻力。但是在实际注水开发的油芷中,往往注入水向前的运动速度过大,由于润湿滞后听影响,则会导致弯液面发生反转,导致润湿性发生变化,即使毛管力作为水驱油的动力作用得不到发挥。因而降低了驱油效率。
(三)、毛管压力曲线的测定与换算
1、毛管压力曲线非湿相首先进入最大孔道时所相应的最低驱替压力(即毛管压力)称为“阀压”或“门槛压力”,超过此压力非湿相就进入孔隙介质之中。岩心中湿相饱和度与毛管压力之间存在着某种函数关系。这种函数关系无法用代数表达式来表示,只有通过室内实验用曲线的形式来描述,这种曲线就是毛管压力曲线。根据分析我们可以看出:①毛细管压力是由非润湿相表面的曲率所决定的,而界面曲率又与孔隙喉道的大小有关,同
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