低渗透气藏气体渗流机理实验

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1、第２８卷第４期天然气工业观点·论坛低渗透气藏气体渗流机理实验倡１１２１１刘晓旭钟兵胡勇周克明李宁（１．中国石油西南油气田公司勘探开发研究院２．中国石油西南油气田公司科技信息处）刘晓旭等．低渗透气藏气体渗流机理实验．天然气工业，２００８，２８（４）：１３０‐１３２．摘要针对低渗透气藏含水饱和度较高的特点，改进了气体渗流实验方法，在提高了实验精度的基础上，结合平均压力梯度下气体流速的实验数据处理方式，发现了转折型气体渗流曲线类型———在不同实验压差区域内其气体渗流规律不同，即随压力梯度的增大，阈压效应与滑脱效应依次占主导地位。在此基础之上，通过进一步

2、的实验研究，分析了常压状态与覆压状态下低渗含水岩心中气体渗流特征的差异。研究认为，转折型气体渗流曲线是滑脱动力与毛细管阻力这两种相互制约、相互矛盾的影响因素此消彼长的宏观体现，而拐点的位置反映了两种影响因素主导地位的转化界限。主题词低渗透油气藏含水率低速非达西流滑脱实验低渗、特低渗透气藏储量极其丰富，具有巨大的２Q０p０v＝珔（３）开发潜力。低渗透气藏含水饱和度往往较高，且孔A（p１＋p２）喉细小，毛细管阻力较大，气体渗流容易产生不同与式（２）表明：如果气体渗流遵循达西定律，v与［１］Δp／L成正比，这与液体渗流遵循达西定律时的表达中、高渗气藏的

3、独特渗流特征。对于低渗透气藏式相一致，物理意义更明确。中是否存在低速非达西渗流，何种类型的气体渗流［２‐５］占主导地位，至今仍然存在争论。鉴于此，中国二、实验方法石油西南油气田公司勘探开发研究院近年来针对低实验在室温下进行，采用稳态法采集实验数据。渗透气藏气体渗流机理开展了大量的实验研究工［６‐７］通过尽可能增加岩样长度方式降低压力梯度；通过作，并以四川盆地河包场地区须家河组低渗砂岩延长测量时间间隔的方式，降低了不稳定渗流对实岩心为研究对象，分析了气体低速非达西渗流特征验精度的影响。另外，对气体计量方式也进行了相以及影响因素的作用机理。应的改进。

4、－３一、实验数据处理实验所选岩心的渗透率范围为０．０１×１０～１－３２×１０μm。采用气驱水法建立岩样含水饱和度，通常情况下，室内气体渗流实验数据采用式（１）实验用水为取自包６井地层水。实验用气为氮气或进行处理，该式涉及参数较多，得到的气体渗流曲线氦气。为保证气体单相渗流，防止水相流动的干扰，反映的渗流特征不直观。２２实验过程中的含水饱和度的变化控制在３％之内。Kp１－p２v＝２p×１０（１）岩样的常压状态指岩样没有产生形变的状态，０Lμ对式（１）进行改进，引入平均压力下气体流速的同时为保证气体在岩样中稳定流动，防止气体在岩概念，得到下式：心和橡

5、皮套筒之间发生串流，将围压为２～５MPa的KΔp岩样视为岩样仍处于常压状态。v＝×１０（２）珔L上覆压力使岩样产生μ形变，从而对气体渗流产平均压力下的气体流速（v）可以通过下式计算生影响。鉴于此，本次实验对比分珔析了同一岩样在得到：含水饱和度大致相同的情况下，岩样在常压状态（围倡本文为中国石油２００５年重大开发试验项目下属子课题（编号：２００５０３０５‐１７）部分研究成果。作者简介：刘晓旭，１９７６年生，博士；２００５年毕业于原西南石油学院油气田开发专业；现从事油气田开发研究工作。地址：（６１００５１）四川省成都市府青路一段１号。电话：（０２８）

6、８６０１５０４１。E‐mail：liu＿xiaoxu＠petrochina．com．cn·１·观点·论坛天然气工业２００８年４月压为２～５MPa）和覆压状态下（模拟储层条件，围压占主导地位。为２５～２８MPa）气体渗流特征的差异。１．滑脱效应影响占主导地位的气体单相渗流气体渗流曲线如图１‐a、b所示。由图可知，含三、常压状态下的气体渗流特征水岩样中滑脱效应占主导地位的气体渗流曲线总体实验发现，含水岩样在常压状态下的气体单相呈上凸型，v与Δp／L用珔线性关系回归时，具有大于渗流曲线有两种类型：一种为滑脱效应的影响占主零的非达西项，克氏回归曲线上表现

7、为气体视渗透导地位；另一种为阈压效应与滑脱效应的影响依次率随平均压力的增大而减小。图１包浅００１‐１井３号岩样和包浅００１‐６井５１号岩样渗流曲线和克氏回归曲线图注：１）图a、b中，K－３２g＝０．０６６１×１０μm，＝５．９９％，Sw＝５１．６７％，ΔSw＝１φ．４％；２）图c、d中，K－３２g＝０．３×１０μm，＝６．２９％，Sw＝４５．６６％，ΔSw＝２φ．３％２．阈压效应与滑脱效应影响依次占主导地位的响；下降段对应于渗流曲线中的上凸段，表现出气体气体单相渗流渗流受滑脱效应的影响。通过本次实验研究，发现了另一种具有一定代四、覆压状态下的气体

8、单相渗流特征表性和普遍性的气体渗流类型，该种类型的气体渗流有别于滑脱效应影响占主导地位的上凸型气体渗图２‐a为包浅００１‐１井３３８号岩