一種致密巖心氣-水相對滲透率的測試方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及石油與天然氣勘探開發(fā)過程中的致密巖屯、氣-水相對滲透率的測試 方法，反映原地條件的氣體滲流情況。
【背景技術(shù)】
[0002] 巖石孔隙中存在多相流體流動時，各相流體之間會發(fā)生相互作用、干擾及影響。相 對滲透率作為衡量某種流體通過巖石能力大小的直接指標(biāo)，衡量各相流體的流動能力。孔 隙度、滲透率和相對滲透率是開發(fā)實(shí)驗(yàn)中基本的測量參數(shù)，現(xiàn)有的獲取相對滲透率的方法 主要有實(shí)驗(yàn)測試和理論計(jì)算。相對滲透率曲線是油藏工程和油藏?cái)?shù)值模擬的基礎(chǔ)。隨著低 滲-致密氣藏的不斷發(fā)現(xiàn)W及對于此類型氣藏開發(fā)技術(shù)水平的不斷提高，及時獲取儲層樣 品相對滲透率曲線，W及開發(fā)過程中分析氣-水相對滲透率曲線特征對于開發(fā)方案制定是 十分必要的。目前石油行業(yè)對致密砂巖氣藏相對滲透率的測定方法主要有；穩(wěn)態(tài)法和非穩(wěn) 態(tài)法。
[0003] 我國在2007年制定SY/T5843-2007《巖石中兩相相對滲透率測定方法》規(guī)范巖石 中兩相流體相對滲透率實(shí)驗(yàn)，本標(biāo)準(zhǔn)中包括穩(wěn)態(tài)和非穩(wěn)態(tài)兩種測定相對滲透率的方法。穩(wěn) 態(tài)法測試氣-水相對滲透率適用于空氣滲透率范圍為（0. 5?1000) X 10^3 y m2的巖樣；非 穩(wěn)態(tài)法測試氣-水相對滲透率適用于空氣滲透率大于0. 01 X 1(T3 y m2的巖樣。
[0004] 用SY/T5843-2007標(biāo)準(zhǔn)評價氣測滲透率小于0. lXl〇-3ym2的致密巖屯、存在W下 不足：
[0005] 一是實(shí)驗(yàn)誤差大。致密巖屯、是指原地條件下滲透率小于0. 1 X 1(T3 y m2的巖心對 于致密巖屯、，流量小，目前的方法是根據(jù)巖屯、滲透率選用不同的驅(qū)替壓力進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，然而實(shí) 際上，同一油氣藏中壓力相同，與巖石滲透率無關(guān)，且?guī)r石氣體滲透率受滑脫效應(yīng)影響，與 驅(qū)替壓力有關(guān)。因此，如果用傳統(tǒng)的方法測試致密巖屯、的氣-水相對滲透率，會導(dǎo)致不同滲 透率巖樣測試滲透率的滑脫效應(yīng)不同，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差增大。
[0006] 二是不能采用地層水或模擬地層水建立致密巖屯、低于束縛水W下的含水飽和度 并測出此狀態(tài)下的氣相滲透率。采用目前方法只能獲得大于束縛水飽和度的氣-水相對滲 透率曲線，采用驅(qū)替法或烘干法會導(dǎo)致巖屯、中鹽增加，導(dǎo)致礦化度發(fā)生變化，受到鹽敏等影 響，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差增大。
[0007] =是不能校正氣測滲透率。由于致密巖屯、中存在滑脫效應(yīng)，需要校正氣測滲透率， 而傳統(tǒng)的測試方法沒有達(dá)到校正滲透率的作用。
[000引四是耗時。實(shí)驗(yàn)流體通過巖屯、流速很低，壓力很難通過巖屯、，要得到穩(wěn)定壓力下的 流量需要大量時間。
[0009] 五是不能模擬原地有效應(yīng)力。目前方法多是基于驅(qū)替法改變巖屯、中含水飽和度， 但是，致密巖屯、滲透率極低，驅(qū)替費(fèi)時費(fèi)力，另外，致密巖樣具有應(yīng)力敏感性，如果為了模擬 原地有效應(yīng)力而施加高的圍壓，將導(dǎo)致巖屯、滲透率更低，驅(qū)替實(shí)驗(yàn)更加難W進(jìn)行。因此，目 前方法測試致密巖屯、氣水相對滲透率均是在較低圍壓下進(jìn)行。
[0010] 可見，常用的測試氣-水相對滲透率的方法已經(jīng)不適應(yīng)致密巖屯、的測試需要，形 成一種新的適用于致密巖屯、氣-水相對滲透率的測試方法對致密儲層開發(fā)具有重要的意 義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本發(fā)明的目的在于提供一種致密巖屯、氣-水相對滲透率的測試方法，本方法可采 用地層水或模擬地層水建立致密巖屯、低于束縛水W下的含水飽和度并測出此狀態(tài)下的氣 相滲透率，通過施加回壓，起到校正滲透率的作用，弱化氣體滲流滑脫效應(yīng)，使氣-水相對 滲透率曲線更加完善，更加真實(shí)地反映原地條件下的氣體滲流情況和模擬井下生產(chǎn)狀態(tài)， 克服了現(xiàn)有兩相流體相對滲透率測試方法中實(shí)驗(yàn)誤差大、不能采用地層水或模擬地層水建 立較低含水飽和度、不能校正滲透率、耗時等不足，具有廣闊的市場前景。
[001引為達(dá)到W上技術(shù)目的，本發(fā)明提供W下技術(shù)方案。
[0013] 通過氣體滲流實(shí)驗(yàn)，施加不同回壓，確定弱化滑脫效應(yīng)的最小回壓；基于毛管自吸 法（游利軍，康毅力，陳一健.致密砂巖含水飽和度建立新方法一-毛管自吸法.西南石油 學(xué)院學(xué)報(bào)，2005, 27 (1) ;28-31)，利用地層水或模擬地層水建立含水飽和度，將巖樣裝入巖 屯、夾持器，施加圍壓至原地有效應(yīng)力或上覆壓力，使氣相相對滲透率能夠在原地條件下測 量；施加恒定驅(qū)替壓力，在巖屯、出口端施加回壓，測量特定含水飽和度巖樣在恒定壓差條件 下的氣體流量；通過測得不同含水飽和度下的氣體流量，計(jì)算不同含水飽和度下的氣相有 效滲透率及氣相相對滲透率；加壓至地層壓力，利用加壓飽和法在巖屯、建立100%含水飽 和度，通過測量巖屯、單位時間內(nèi)的累積出水量，計(jì)算巖屯、水相有效滲透率及水相相對滲透 率。
[0014] 氣相有效滲透率Kg為
[0015]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種致密巖心氣-水相對滲透率的測試方法，依次包括以下步驟： (1) 準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)巖心，測量其孔隙度和克氏滲透率，確定弱化滑脫效應(yīng)的最小回壓； (2) 基于毛管自吸法利用地層水或模擬地層水在巖心中建立含水飽和度，抽真空后靜 置，以保證水在巖心中均勾分布； (3) 將巖心裝入巖心夾持器，施加圍壓至原地有效應(yīng)力或儲層上覆壓力，恒定驅(qū)替壓力 Pl，在巖心出口端施加回壓p2，該回壓大于或等于弱化滑脫效應(yīng)的最小回壓，測量特定含水 飽和度巖心在恒定壓差A(yù)p=Pi_p2T的氣體流量； (4) 利用毛管自吸法依次增加到下一級含水飽和度，測得巖心在不同含水飽和度下的 氣體流量Qg，利用下式計(jì)算巖心不同含水飽和度下的氣相有效滲透率Kg及氣相相對滲透率 Krg:
Krg=Kg/K 式中Qg-在壓差A(yù)p下通過巖心的氣相流量，cm3/s，yg-通過巖心的氣相粘度，mPa?s， A-巖心截面積，cm2， L-巖心長度，cm， K一干巖心的克氏滲透率，mD， P〇-大氣壓力，MPa; (5) 將巖心抽真空，利用加壓飽和法在巖心中建立100%含水飽和度，然后裝入巖心夾 持器，施加圍壓至原地有效應(yīng)力或儲層上覆壓力，恒定驅(qū)替壓力 ？1，在巖心出口端施加回壓 p2，該回壓大于或等于弱化滑脫效應(yīng)的最小回壓，測量巖心在恒定壓差A(yù)p=Pl-p2下單位 時間內(nèi)的累積出水量Qw; (6) 利用下式計(jì)算巖心的水相有效滲透率Kw及水相相對滲透率K
Krw=Kw/K 式中在壓差A(yù)p下通過巖心的水相流量，cm3/s， Uw-通過巖心的水相粘度，mPa?s， A-巖心截面積，cm2， L-巖心長度，cm， K一干巖心的克氏滲透率，mD。
2. 如權(quán)利要求1所述的致密巖心氣-水相對滲透率的測試方法，其特征在于，所述確定 弱化滑脫效應(yīng)的最小回壓，過程如下： ① 將巖心裝入巖心夾持器，施加圍壓，將圍壓增加到原地有效應(yīng)力； ② 選擇一定回壓，在該回壓條件下逐漸增大驅(qū)替壓差，測定不同壓差條件下滲透率，分 析不同壓差條件下滲透率變化幅度； ③ 逐漸增大回壓，在每個回壓條件下逐漸增大驅(qū)替壓差，測定不同壓差條件下滲透率， 分析每個回壓條件下變壓差時滲透率變化幅度，當(dāng)滲透率基本保持不變或滲透率變化小于 3%，此時的回壓是弱化滑脫效應(yīng)的最小回壓。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種致密巖心氣-水相對滲透率的測試方法，包括：(1)準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)巖心，測量其孔隙度和克氏滲透率，確定弱化滑脫效應(yīng)的最小回壓；(2)利用地層水或模擬地層水在巖心中建立含水飽和度；(3)將巖心裝入巖心夾持器，施加圍壓至原地有效應(yīng)力或儲層上覆壓力，恒定驅(qū)替壓力p1，在巖心出口端施加回壓p2，測量巖心的氣體流量；(4)測得巖心在不同含水飽和度下的氣體流量，計(jì)算巖心的氣相有效滲透率及氣相相對滲透率；(5)在巖心中建立100％含水飽和度，測量巖心單位時間內(nèi)的累積出水量；(6)計(jì)算巖心的水相有效滲透率及水相相對滲透率。本發(fā)明能真實(shí)反映原地條件下的氣體滲流情況和模擬井下生產(chǎn)狀態(tài)，具有廣闊的市場前景。
【IPC分類】G01N7-10, G01N15-08
【公開號】CN104568694
【申請?zhí)枴緾N201410799895
【發(fā)明人】游利軍, 石玉江, 康毅力, 張海濤, 李相臣, 薛坤林, 楊小明, 廖毅, 陳一健
【申請人】西南石油大學(xué)
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年12月19日