致密砂岩稳态法气水相对渗透率曲线测定方法

摘要

本发明提供了致密砂岩稳态法气水相渗曲线测定方法，包括以下步骤：岩心准备；模拟地层水；抽真空饱和模拟地层水；连接实验装置并加温至实验温度；放入岩心，加覆压、回压，测岩心质量、液相渗透率；建束缚水饱和度；控制气体流速并以较小流速注模拟地层水，待出口气流稳定后，增大液体流速进行下一点测量，直至驱替压力达最大设定值且出口气体流速降低至0.1mL/min，结束实验；根据改进的相渗公式，计算各测量点含水饱和度及相对渗透率。该方法模拟地层条件致密气藏生产过程两相渗流特征，考虑了温度对气水粘度影响，也考虑了覆压对岩心含水量的影响，束缚水饱和度及相对渗透率曲线更加准确可信，可为气藏生产评价提供高价值的数据。

主权项

致密砂岩稳态法气水相对渗透率曲线测定方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：岩心准备取钻井岩心进行加工、烘干，测量岩心的长度L、直径d、干重m；步骤二：流体准备配制模拟地层水并取纯度99.999％的高纯氮气，在实验温度K_实验条件下分别测定模拟地层水粘度μ_w和氮气粘度μ_g；步骤三：将岩心抽真空后饱和模拟地层水；步骤四：连接致密砂岩稳态法气水相对渗透率曲线测定实验装置并调试，打开恒温箱加温至实验温度K_实验并保持该温度稳定；步骤五：将岩心装入实验装置的岩心夹持器，加覆压40～80MPa、回压0.5～1.5MPa，将模拟地层水以恒定流速注入岩心，待岩心入口端压力稳定后，测定饱和模拟地层水的岩心质量m₀；步骤六：利用氮气驱替饱和模拟地层水的岩心至束缚水状态，测定束缚水状态下的饱和度和气相有效渗透率以高纯氮气驱替岩心，驱替过程中保持气体流速恒定，待入口端压力、出口端气体流速达到稳定状态后，记录岩心入口端压力p₁、出口端压力p₂及出口端气体流速q_g，测定束缚水状态下岩心质量m₁，并计算束缚水饱和度S_wc及束缚水下的气相有效渗透率K_g(Swc)，其中，m₁是步骤六测得的束缚水状态下岩心质量，m是步骤一测得的干岩心质量，m₀是步骤五测得的饱和模拟地层水的岩心质量，其中，p_a是大气压力值，q_g是步骤六测得的出口端气体流速，μ_g是步骤二测得的氮气粘度，L是步骤一测得的岩心的长度，p₁是步骤六测得的岩心入口端压力，p₂是步骤六测得的岩心出口端压力，K_实验是步骤二或者步骤二的实验温度，K₀是室温，A是岩心截面积，A＝1/4πd²其中，d是步骤一测得的岩心直径；步骤七：相对渗透率测定①保持步骤六驱替过程中的气体流速不变，同时将模拟地层水以恒定流速注入岩心，此处的流速小于步骤五中的注入流速；②待入口端压力、出口端气体流速稳定后，记录岩心入口端压力、出口端压力、出口端气体流速；③测定含水岩心质量m_i；④保持气体流速不变，逐次增大模拟地层水注入岩心的流速并记录，根据公式一和公式二计算每一次不同的流速对应的含水饱和度S_wi、气相有效渗透率K_g(i)和液相渗透率K_w(i)，计算过程中，含水岩心质量为步骤③测得，岩心入口端压力、出口端压力、出口端气体流速均为步骤②测得，然后根据以下公式计算气相相对渗透率K_rg(i)和液相相对渗透率K_rw(i)，$K_{rg\left(i\right)}=\frac{K_{g\left(i\right)}}{K_{g\left(S_{wc}\right)}},$其中，K_g(i)为步骤④计算得到的气相有效渗透率，K_g(Swc)为步骤六计算得到的束缚水下的气相有效渗透率，$K_{rw\left(i\right)}=\frac{K_{w\left(i\right)}}{K_{g\left(S_{wc}\right)}}$其中，K_w(i)为步骤④计算得到的液相有效渗透率，K_g(Swc)为步骤六计算得到的束缚水下的气相有效渗透率，步骤③和步骤④中的i表示第i次增大模拟地层水注入岩心的流速，i＝2、3……，⑤重复步骤④，当岩心入口端压力达到6MPa，且出口端气体流速降低到0.1ml/min后，停止实验；步骤八：绘制气水相对渗透率曲线以含水饱和度作为横坐标，气‑水相对渗透率作为纵坐标，构成气水相对渗透率坐标系，将步骤④测得的不同的含水饱和度S_wi对应的气相相对渗透率K_rg(i)在气水相对渗透率坐标系上表示，用平滑的曲线将所有的气相相对渗透率K_rg(i)连线得到气相相对渗透率曲线，然后将步骤④测得的不同的含水饱和度S_wi对应的液相相对渗透率K_rw(i)在气水相对渗透率坐标系上表示，用平滑的曲线将所有的液相相对渗透率K_rw(i)连线得到液相相对渗透率曲线，完成气水相对渗透率曲线的绘制。