[發明專利]一種評價致密多孔介質中氣體不同流動模式的實驗方法

有效

• 申請號: 202010020169.9
• 申請日: 2020-01-09
• 公開（公告）號: CN111220640B
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 肖前華;姜柏材;楊延輝;于榮澤;丁忠佩;劉忠華
• 申請（專利權）人: 重慶科技學院;桂林航天工業學院
• 主分類號: G01N24/08
• 分類號: G01N24/08
• 代理公司: 重慶蘊博君晟知識產權代理事務所(普通合伙) 50223
• 代理人: 鄭勇

1.一種評價致密多孔介質中氣體不同流動模式的實驗方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：將待測巖心放入夾持器中，加圍壓至地層壓力進行巖心老化，老化時間為24小時；

S2：將老化好的巖心飽和甲烷流體，飽和方式采用恒壓飽和；

S3：生成不同壓力下巖心核磁弛豫圖譜，包括，設置夾持器出口回壓閥壓力，每設置一次回壓閥壓力，對模型進行模擬生產，回壓閥壓力值與入口壓力差值保持2MPa恒定，模擬生產時直至夾持器進出口壓力一致后測試核磁T₂圖譜，依次類推，直到入口壓力達到1MPa時停止實驗；

S4：對核磁弛豫圖譜中的吸附氣和非吸附氣進行識別，包括，對吸附態和非吸附態進行識別；

S5：依據努森數大小將流態分為四類：第一類Kn＞10為自由分子流；第二類0.1＞Kn＜10為過渡流；第三類0.001＞Kn＜0.1為滑脫流；第四類Kn＜0.001為達西流，努森數的定義為平均分子自由程與孔隙半徑的比值，計算式為式中，K_b為玻爾茲曼常數；T為開爾文溫度；d為分子直徑；r為孔隙半徑；P為孔隙壓力；

S6：將核磁測試結果的弛豫時間—幅度交匯圖轉換為孔徑—幅度交匯圖，弛豫時間和孔徑之間的轉換采用公式

其中R_max，R_min分別為樣品中游離氣存在的最大孔隙對應的半徑和最小孔隙對應的半徑，n為弛豫圖譜中從吸附氣和非吸附氣的臨界點到弛豫時間最大點的測試點數量總和，r_i為第i個點的弛豫時間對應的半徑；

S7：模擬生產過程中不同滲流機理對產能貢獻量的劃分方法，選擇狀態1對應壓力P_1，選擇狀態2對應壓力P₂,且狀態1的壓力大于狀態2的壓力值，對任意狀態下的核磁曲線，采用S5中努森數計算公式分別得到狀態1曲線中分子流、過渡流、滑脫流以及達西流四種流態的劃分的臨界點1、2、3，得到狀態2中四種流態的臨界點4、5、6，0→1→4包圍面積為分子流對產能的貢獻量，1→2→5→4包圍面積為過渡流的貢獻量，2→3→6→5包圍面積為滑脫流的貢獻量，3→6→7為達西流貢獻量；

S8：對S3中的核磁圖譜進行不同滲流機理對產能貢獻量統計分析，將不同壓力下巖心核磁弛豫圖譜中左邊吸附峰去掉得到游離分布圖譜，將得到的游離氣核磁圖譜進行弛豫時間-幅度和孔隙半徑-幅度轉換，對不同排采階段核磁圖譜的流態進行劃分，統計P₁、P₂兩個壓力間核磁圖譜中不同流態包裹面積，進行歸一化得到不同排采階段不同滲流機理對產能的貢獻。

2.如權利要求1所述的一種評價致密多孔介質中氣體不同流動模式的實驗方法，其特征在于，步驟S2包括，

使用恒定壓力氣源往巖心中填充甲烷，待巖心中壓力和氣瓶壓力平衡后關閉氣源閥門，靜置后待巖心中因氣體吸附達到新的壓力平衡后，再次打開閥門對巖心進行飽和，反復執行以上過程直到巖心壓力達到地層壓力時停止。

3.如權利要求1所述的一種評價致密多孔介質中氣體不同流動模式的實驗方法，其特征在于，步驟s4包括，

采用測試圖譜中左邊的第一個核磁峰為吸附氣體圖譜，剩余圖譜為非吸附氣的弛豫時間分布圖譜。