一种用于测定火山岩气、水相对渗透率的实验方法及实验装置

摘要

本发明涉及一种用于测定火山岩气、水相对渗透率的实验方法及实验装置，通过岩心制备、岩样气测渗透率及孔隙度、施加围压及岩样气驱水实验步骤，使用非稳态法测定了火山岩岩心含气饱和度增加，含水饱和度减少时的相对渗透率曲线。

主权项

一种用于测定火山岩气、水相对渗透率的实验方法，其特征在于包括如下步骤：步骤1，岩心制备：取火山岩岩心，岩心钻取后用聚乙烯膜包好密封；步骤2，岩样气测渗透率及孔隙度：岩样在90℃烘干4小时后每半小时称重一次，直至连续两次质量变化的相对误差小于5％时，记录此时岩样质量；将岩样放入夹持器中，使用氮气注入，记录驱替压差、出气量，计算岩样气测渗透率；将岩心放入抽真空饱和装置内，将岩心饱和已抽真空的地层水，并称重测量，从而计算出岩样的孔隙体积及有效孔隙度；步骤3，施加围压：将饱和模拟底层水后的岩样装入岩心夹持器，利用围压泵给岩心夹持器加围压，围压的取值应在地层破坏压力与启动压力之间；步骤4，岩样气驱水实验：打开气体注入装置的调压阀，给岩心夹持器提上游压力，并在给定的上游压力下进行气驱水；初始压差必须保证即能克服末端效应又不产生紊流；记录各个时刻的驱替时间、驱替压差、累计流体产量、累计产水量和初始见气点，并将数据填入原始数据表中；气驱水达到束缚水状态并进行气测渗透率后结束实验；气、水相对渗透率的计算公式为：$K_{\mathrm{rg}}=\frac{q_{\mathrm{gi}}}{q_g}---\left(10\right)$$\frac{K_{\mathrm{rg}}}{K_{\mathrm{rw}}}=\frac{f_g}{f_w}·\frac{{\mu }_g}{{\mu }_w}---\left(11\right)$式中：$q_{\mathrm{gi}}=\frac{{\mathrm{\Delta V}}_{\mathrm{gi}}}{\mathrm{\Delta t}}---\left(12\right)$$q_g=\frac{\mathrm{KA}}{{\mu }_g}\mathrm{\Delta p}---\left(13\right)$$f_g=\frac{{\mathrm{\Delta V}}_{\mathrm{gi}}}{{\mathrm{\Delta V}}_i}---\left(14\right)$$f_w=\frac{{\mathrm{\Delta V}}_{\mathrm{wi}}}{{\mathrm{\Delta V}}_i}---\left(15\right)$其中：K_rg———气体相对渗透率，小数；K_rw——液体相对渗透率，小数；q_gi——两相流动时的气体流量，mL/sq_g——单相流动时的气体流量，mL/sV_w——累计出口水量，mL；ΔV_gi——大气压力下测得某一时间间隔的气增量，mL；ΔV_wi——大气压力下测得某一时间间隔的水增量，mL；Δp——驱替压差，MPa；A——截面积，m²；Δt——时间间隔，s；K——气测绝对渗透，μm²ΔV——大气压力下测得某一时间间隔的流体总增量，mL；f_g——含气率，小数；f_w——含水率，小数；μ_g——注入气体粘度；mPa.s；μ_w——饱和岩样的模拟地层水的粘度；mPa.s。