第三章[3-1]表面张力.ppt

第三章 储层中多相流体的渗流特性;本章教学主要内容： 1、油藏流体的界面张力 界面自由能、界面张力、吸附现象及其对界面张力的影响 2、油藏岩石的润湿性 岩石的润湿性及其影响因素、岩石润湿性与水驱油的相互关系 。 3、油藏岩石的毛管压力曲线 毛细现象和毛管力、任意曲面的附加压力、毛管中液体的上升（或下降）岩 石毛管压力曲线的测定及换算、岩石毛管压力曲线的基本特征、毛管压力曲线 的应用。 4、油藏岩石的相对渗透率曲线 有效渗透率和相对渗透率、相对渗透率曲线特征及影响因素、相对渗透率曲 线的应用。 本章教学重点、难点： 1、岩石润湿性及润湿性与水驱油的相互关系 2、岩石毛管压力曲线特征及其应用;第一节 油藏流体的表面张力;1、自由表面能的基本概念2、自由表面能性质;（3）自由表（界）面能不仅存在界面???分子，而是存在具有一定厚 度的界面层 表（界）层的结构和性质与每一相的性质都不同，是一个逐渐过渡的分子层。在该过渡层中的分子，都具有自由表面能，只是大小不同而已。 ;（4）自由表（界）面能的大小与两相分子性质有关系。两相分子的极性差越大，表（界）面能越大。 水是液体中极性最大的，而干净的空气极性很小，因此水—空气界面的表面能最大。 原油和四氯化碳的极性差很小，乃至界面消失而互溶，正因为如此，油层物理实验中用四氯化碳来提取岩心中的石油。 （5）自由表（界）面能还与两相的相态有关。 液—气相界面的自由表面能液—液相界面的自由界面能。 液—固之间的自由界面能液—气之间的自由表面能。 ;二、比表面能和表面张力; 如图所示，一滴油滴在水面上则有三种界面，即油-气（2-3）、油-水（2-1）和水-气（1-3）界面，各自界面层的表面能在三相周界的争夺则呈现三种表面张力σ2-3、σ1-2 和σ1-3，当三者达到平衡时有：  a、三相周界上有界面的张力存在； b、各该两相界面张力的大小等于各自的比表面能； c、界面张力的方向确定：界面为平面时，则在界面上；界面为曲面时，则在  界面的切平面上； d、张力的作用点为三相周界的作用点。;温度、压力对地层原油—气体间界面张力影响 溶解气对地层原油—气体间界面张力影响 ;曲线1：地面（脱气）原油与水的系统， 曲线2：地层（有溶解气）原油与水的系统，;四、吸附作用及其与表面张力的关系;2、吸附基本概念 1）吸附：溶解于两相界面系统中的物质，自发地浓集于两相界面上并显 著减小该界面层的表面张力的过程称之为“吸附”。被吸附的物质 是表面活性物质。 如肥皂溶于水的过程——吸附过程 2）吸附原则 极性A＞极性C ＞极性 B 其中C为吸附在A、 B两相界面层的物质。 3）吸附特征： 发生在两相界面、溶液中浓度分布不均匀、 降低界面张力 ;3、比吸附 比吸附（G）：界面层单位面积上的多余吸附量（与相内相比）。 气—液表面的比吸附（G）通常用Gibbs比吸附公式来描述： 式中： G——吉布斯比吸附量； C——溶质浓度； ( )T——表面活度，即在某一温度下，表面张力随溶液浓度 的变化率； T，R——绝对温度和通用气体常数。; 3、比吸附;4、比吸附与表面张力的关系 比吸附等温线：比吸附G与溶液中表 面活性物质浓度之间的关系曲线。 表面张力等温线：表面张力σ与溶液 中表面活性物质浓度之间的关系曲线. 1）C 较小时， C??G迅速?，?迅速?。 2）C增大到一定程度时（吸附饱和）， C??G和?不变这时表面活性剂在水相内形成胶束。 ;第二节 储层岩石的润湿性及其对水驱油的影响;一、储层岩石润湿性;润湿研究对象： 　 不混容的两相液体－固体三相体系，或液体－气体－固体三相体系。 （2）润湿相流体与非润湿相流体： 能沿固体表面铺开的那一相称为润湿相流体，另一相称为非润湿相流体。（气相在大多数情况下是非润湿相） （水－空气－玻璃体系中，水为润湿相流体，空气为非润湿相流体） （水银－空气－玻璃体系中，水银为非润湿相流体，空气为润湿相流体） （3）选择性润湿： 固体表面优先于哪一种流体润湿。 （水－空气－玻璃体系中，玻璃表面