[发明专利]一种毛细管渗吸距离的确定方法及系统

权利要求书

1.一种毛细管渗吸距离的确定方法，其特征在于，所述方法包括：

建立毛细管内油水两相的渗吸方程；在所述渗吸方程中，惯性力等于动力与阻力的合力；所述惯性力为油水两相的惯性力，所述动力包括：基于静态接触角的静态毛管力，所述阻力包括：基于动态接触角影响的三相接触线的摩擦力，油水两相的粘性力，油水两相的重力和净水压差的合力；

根据所述渗吸方程确定惯性效应、粘性效应、动态接触角效应和重力效应，并将渗吸过程划分为以下阶段：纯惯性期、惯性-粘性期、纯粘性期、粘性-重力期和纯重力期；其中，所述惯性效应为油水两相的惯性力占静态毛管力的比重，所述粘性效应为油水两相的粘性力占静态毛管力的比重，所述动态接触角效应为三相接触线的摩擦力占静态毛管力的比重，所述重力效应为油水两相的重力和净水压差的合力占静态毛管力的比重；

获取纯惯性期、惯性-粘性期、纯粘性期、粘性-重力期和纯重力期任一阶段的渗吸距离。

2.根据权利要求1所述的一种毛细管渗吸距离的确定方法，其特征在于，所述渗吸方程为：

P_i＝P_cs-P_f-P_v-P_g (1)

其中，P_i是油水两相的惯性力，P_cs是基于静态接触角的静态毛管力，P_f是基于动态接触角影响的三相接触线的摩擦力，P_v是油水两相的粘性力；P_g是油水两相的重力和净水压差的合力。

3.根据权利要求2所述的一种毛细管渗吸距离的确定方法，其特征在于，所述方法还包括：P_i，P_cs，P_f，P_v以及P_g由公式(2a)—(2f)表达，其中，油水两相的粘性力P_v为驱替相粘性力P_ving和被驱替相粘性力P_ved之和：

P_g＝ghΔρ (2f)

式中：L是毛细管长度；h是渗吸距离，t是渗吸时间，R是毛细管半径，γ是油水界面张力，dh/dt是渗吸速度，Δρ是驱替相和被驱替相的密度差，ρ_ing是驱替相密度，ρ_ed是被驱替相密度，η_ing是驱替相粘度，η_ed是被驱替相粘度，θ_s是静态或者平衡接触角，g是重力加速度，ζ是三相接触线的摩擦系数；

其中，结合公式(1)及(2a)—(2f)可得公式(3a)—(4f)：

A＝ρ_edL (4a)

B＝Δρ (4b)

E＝Δρg (4e)

其中，A、B、C、D、E、F均为替换参数。

4.根据权利要求3所述的一种毛细管渗吸距离的确定方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据公式(5)确定三相接触线的摩擦系数ζ：

式中：m和n分别是与粘性效应和岩石-流体作用相关的系数，V_ing是驱替相分子的摩尔体积，V_ed是被驱替相分子的摩尔体积，x_ing是驱替相粘性分数，x_ed是被驱替相粘性分数，λ是流体分子的跳跃长度，T是温度，k_B是玻尔兹曼常数，h_p是普朗克常数。

5.根据权利要求3所述一种毛细管渗吸距离的确定方法，其特征在于，在纯惯性期获取渗吸距离包括：

将公式(3b)转换为公式(6)并获得渗吸距离h：