[發明專利]巖心氣水兩相滲流動態測試方法與裝置

在審

• 申請號: 201410581858.1
• 申請日: 2014-10-27
• 公開（公告）號: CN104330344A
• 公開（公告）日: 2015-02-04
• 發明（設計）人: 胡勇;李熙喆;陸家亮;萬玉金;朱華銀;徐軒;焦春艷;郭長敏;蘇云河
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 湯在彥

技術領域

本發明涉及油氣田開發巖心實驗分析技術，特別涉及一種巖心氣水兩相滲流動態測試方法與裝置。

背景技術

據近年來的油氣勘探和開發實踐表明，低滲透氣藏作為一種典型的油氣藏類型在我國的各大油氣田和各含油氣盆地中都有廣泛分布。低滲透氣藏的儲集介質類型大部分都是低滲透砂巖，這種巖類成巖作用十分強烈，結構緊密，其基質滲透率極低，因此，低滲透氣藏的開發難度較大。目前，此類氣藏的儲量動用程度低，開發效果不夠理想，經濟效益差，因此，研究低滲透氣藏的氣水兩相滲流特征及其應用技術，對改善此類低滲透氣藏的開發效果，提高其經濟效益，保證我國天然氣工業持續穩定的發展具有重要意義。

目前在氣藏開發過程中，常用的氣水兩相滲流特征的測試方法主要沿用國家標準SY/T5345-2007《巖石中兩相相對滲透率測定方法》。在測試過程中，一般是采用給定的初始壓力對巖心樣品進行驅替試驗，在驅替過程中記錄產水量以及產氣量，然后分別計算氣驅水過程中氣相、水相滲透率。所述初始壓力用于模擬實際生產中的生產壓差。所述生產壓差是指氣層靜壓(即目的地層的壓力)，與流壓(即氣井在正常生產時測得的氣層壓力)的差值。

然而，對于氣藏，特別是對于低滲致密氣藏來講，在實際氣藏開發過程中，生產壓差是在不斷變化的，因此初始壓力一般難以準確確定。該方法在特定的初始壓力下，得到的測試結果最多是在不斷變化的生產壓差條件下的某一個實驗值，難以反映出在不同生產壓差下的氣水兩相滲流特征，因此對實際生產不具有指導意義。

因此，目前還沒有一種氣水兩相滲流方法，能夠對不同驅替壓差條件下巖心中氣、水兩相滲流特征進行動態實驗測試與分析，以指導實際生產。

發明內容

本發明的目的是提供一種巖心氣水兩相滲流動態測試方法與裝置，能夠獲得不同驅替壓差條件下巖心中氣、水兩相滲流特征，以指導實際生產，從而改善氣藏的開發效果，提高其經濟效益。

本發明的上述目的可采用下列技術方案來實現：

一種巖心氣水兩相滲流動態測試方法，

建立實驗巖心初始含水飽和度；

將建好初始含水飽和度的巖心裝入巖心夾持器并加圍壓；

通過逐級增壓的方式對所述加圍壓的巖心進行氣驅水實驗。

在優選的實施方式中，將所述氣驅水試驗用的氣體通過裝水的中間容器后再通入巖心中。

在優選的實施方式中，所述逐級增壓氣驅的方式包括：

S31：設定初始氣驅壓力，進行氣驅；

S32：當巖心不再出水且氣流量穩定后，提高氣驅壓力，進行氣驅；

S33：重復所述S32的過程，至巖心氣水均不流動時，實驗結束。

在優選的實施方式中，S2中所加圍壓大小參照巖心在地層狀態下承受的上覆巖層壓力P_OB，所述上覆巖層壓力P_OB的值通過巖樣所處地層深度h進行計算，

P_OB＝ρ×g×h/1000

P_OB——上覆巖層壓力，單位為兆帕；

ρ——上覆巖層平均巖石密度，單位為克/立方厘米；

g——重力加速度，單位為牛/千克；

h——取樣層中部深度，單位為米。

在優選的實施方式中，S1中建立巖心初始含水飽和度是通過將所述巖心的兩端分別浸入水中分別自吸水，使巖心內部達到目標含水飽和度；或通過抽真空的方式，使所述巖心完全飽和水后，采用高壓氣驅或者加熱方式，達到目標含水飽和度。

在優選的實施方式中，所述巖心初始含水飽和度，為達到目標含水飽和度的巖心與未飽和水前的巖心質量的差。

在優選的實施方式中，S1所述實驗巖心為柱塞狀全直徑巖心，其直徑為10厘米，長度為10厘米至20厘米。

一種巖心氣水兩相滲流動態測試裝置，包括：通過耐高壓的管線依次連接的氣源、調節閥、中間容器、巖心夾持器、氣水分離器及氣體流量計；

所述氣源用于提供驅替用的氣體；

所述調節閥設置在所述氣源與所述中間容器相連通的耐高壓管線上，用于調節穩定的氣驅水壓力；

所述中間容器內部用于盛放水，其設置有入口和出口，使得從氣源流出的驅替氣體從所述入口進入，流經所述盛放的水后，從其出口流出；

所述巖心夾持器呈環形用于對放置在其環形空間內的巖心加圍壓；其具有相對的入口端和出口端，所述巖心夾持器環形空間段通過耐高壓管線連接有用于提供加圍壓所需壓力的注射泵；