低渗透岩石渗流规律的研究方法综述

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1、低渗透岩石渗流规律的实验研究方法综述陈志明*第一作者简介:陈志明（1989-），男，湖北黄冈人，本科，现参与低渗透渗流规律方面的研究。地址：（434023）湖北省荆州市南环路汉科学苑3栋419室。身份证号码：421182198912111770。电话：13797500206。E-mail：971049166@qq.com指导老师简介:汪伟英，女，1959生，教授、硕士生导师，硕士研究生，主要从事采油工程，提高采收率。地址：（434023）湖北省荆州市长江大学石油工程学院。电话：0716-8060457。E-mail：

2、WWY59@163.com，蔡雨桐，刘冰，汪伟英（长江大学石油工程学院油气钻采工程湖北省重点实验室，湖北荆州434023）摘要：现有的渗流规律研究实验主要都是针对中高渗油藏的，对低渗油藏岩心样品来说，缺乏统一和规范性。为了改善这一现状，使低渗透岩石渗流规律的研究得到更好地发展，有必要了解目前的实验研究现状。在参考大量相关文献的基础上，对近几年来国内外学者开展的实验研究进行了总结，内容包括：1）低渗透岩石渗流规律的特征；2）低渗透岩石渗流规律的实验研究现状；3）实验研究存在的问题。并对这些问题的提出一些初步解决思路,这

3、些工作可以为从事相关工作的科研、工程应用人员提供参考。关键词：低渗透；渗流规律；实验方法；问题；解决思路中图分类号:TE文献标识码:A0前言随着油田勘探开发的不断深入，低渗透油气藏所占的比例逐年增多。低渗透油气藏的开发占有越来越重要的地位。在低渗透油气藏开发过程中，渗流规律的准确认识可以极大地提高油气藏的开发效果。因此，对低渗透油藏渗流规律的研究具有十分重要的意义。国内外许多学者在实验的基础上，对低渗岩石的渗流规律进行了研究。不同的学者研究方法和手段是不相同的，得出的渗流模型也是各有差异的，如程时清、Halex、阮敏

4、和姚约东等都建立了自己的模型，并且都存在一定的局限性[1]。因此，在缺乏统一和完善的研究机制的情况下，相同岩样往往会得不到一致的分析结果，实验数据的可靠性就得不到保证，且大量低渗油气藏开发的疑难问题尚未解决，如单井产量低、压力下降快等[2]，这样就对我国低渗透油气藏的开发产生了极大的不利，亟需形成一套完整的理论体系。本文通过文献调研，对近几年来国内外学者开展的实验进行总结，归纳了实验过程中存在的问题，并提出一些初步可行的解决思路，为我国低渗透油气藏的实验研究提供一些理论的帮助。1低渗透岩石渗流规律的特征VonEnge

5、lhardt和Tunne[3]，Mitchell[4]等都曾先后发现了低渗透介质中的非达西现象，这些现象包括流速与水力梯度呈非线性比例关系和存在启动压力梯度，但遗憾的是他们没有对这种曲线关系作进一步的研究。随后国内外后许多学者[5-7]在实验的基础上，对曲线关系进行了更深一步的研究，研究结果表明在低渗透油气藏开发过程中，流体存在着非线性渗流的现象：渗流速度与压力梯度呈曲线关系；曲线不经过坐标原点，存在启动压力梯度。2低渗透岩石渗流规律的实验研究现状近几年来许多学者在实验的基础上，对低渗岩石的渗流规律进行了研究。经过笔

6、者的总结和归纳，这些实验方法主要有稳态法、“压差—流量”法、非稳定法、毛细管平衡法和平板模型法等。2.1稳态法在实验过程中保持岩样两端压差恒定且流量相等，通过流动数据来研究低渗岩石渗流规律的方法称为稳态法。宋付权等[8]运用稳态法，在质量守恒定律的基础上，证明了低渗岩石中流体的流动具有非线性，并求出了拟启动压力梯度。王炯等[9]运用稳态法，进行了5水驱油实验，得出的结论与前者相似，并发现岩石的渗透率越低，启动压力梯度越高。但是，在稳态法的测量过程中，流量实现精确控制比较困难，而且达到稳定状态所需的时间较长，因此稳态法

7、测定低渗非线性规律，费时费力，又难以保证实验精度，这种方法不常被学者所用。2.2“压差—流量”法“压差—流量”法，也称稳定法，即在不同驱替压差下，测定流体通过低渗透岩心的流量，再用数学的方法求得流量与压差的关系，获得渗流规律。AlvaroPrada[10]利用“压差—流量”法，通过对天然和人工胶结岩芯进行单相渗流实验，得出渗流曲线呈现非线性关系，且曲线不通过坐标原点。汪伟英等[11]通过在不同的驱替压差下，对致密的天然和人工胶结岩心进行实验，得出在低渗透油藏中流体的流动呈现出非线性特征，存在启动压力梯度。另外，许多学

8、者[12-14]也采用“压差—流量”法对低渗渗流规律进行研究，取得了一些成就。这种方法由于原理较简单，在室内实验中应用较为普遍。但是，由于实验需要测定多个不同驱动压差条件下的流量，低驱动压差条件下的流量较小，流量的控制及压差的测定误差较大，使得实验精度较低，不能完全满足生产要求。2.3非稳定法非稳定法是一种关闭岩样注入端和定出口压力的实验方法[