[發明專利]一種氣體水合物分解過程中多孔介質氣水相對滲透率的確定方法

在審

• 申請號: 202011467777.0
• 申請日: 2020-12-14
• 公開（公告）號: CN112666059A
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發明（設計）人: 侯健;紀云開;杜慶軍;劉永革;周康;劉月亮;韋貝;趙二猛;白雅潔
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: G01N15/08
• 分類號: G01N15/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種氣體水合物分解過程中多孔介質氣水相對滲透率的確定方法。本發明將微觀可視化方法與多相格子玻爾茲曼方法結合起來，實現了在氣體水合物分解過程中對玻璃刻蝕模型中水合物分布、氣水相對滲透率進行確定。本發明可以有效地在孔隙范圍上對多孔介質中水合物飽和度、水合物分布以及氣水相對滲透率進行測量與確定，實用性強，有助于改善研究氣體水合物對儲層物性影響的分析方法，為天然氣水合物開發過程中的儲層物性測定提供可靠的技術方法。

技術領域

本發明涉及一種氣體水合物分解過程中多孔介質氣水相對滲透率的確定方法，屬于非常規油氣藏工程與巖土工程基礎物性測量技術領域。

背景技術

由于能量密度大、儲量豐富、清潔環保，天然氣水合物作為本世紀極具開發前景的能源，已引起世界許多國家和地區的高度關注，然而經濟有效地開發天然氣水合物藏是困難的。水合物作為一種固體存在于孔隙中，其在多孔介質中的分布會嚴重影響多相流滲流特性。氣水相對滲透率作為表征多孔介質多相流滲流特性的重要參數備受關注。

大量研究表明，水合物的分布特征嚴重影響著水合物的滲流特性，而常規的測試實驗無法獲取水合物在孔隙中的分布，于此同時，由于常規相滲測試過程中無法避免水合物在孔隙中的再生成或分解問題，導致目前常規的相滲測試方法無法應用到水合物儲層研究中。因此，結合微觀可視化方法與多相格子玻爾茲曼方法，考慮水合物在孔隙中的微觀分布，建立了一種氣體水合物分解過程中多孔介質氣水相對滲透率的確定方法。

發明內容

本發明基于微觀可視化方法與多相格子玻爾茲曼方法提供了一種氣體水合物分解過程中多孔介質氣水相對滲透率的確定方法。本發明可以有效地在孔隙范圍上對多孔介質中水合物飽和度、水合物分布以及氣水相對滲透率進行測量與確定。

本發明提供的一種氣體水合物分解過程中多孔介質氣水相對滲透率的確定方法包括玻璃刻蝕模型中水合物生成與分解階段、基于圖像處理的水合物飽和度與水合物分布確定階段以及基于多相流格子玻爾茲曼方法的氣水相對滲透率確定階段。

進一步玻璃刻蝕模型中水合物生成與分解階段的步驟包括：

步驟1：將玻璃刻蝕模型裝入相關配套設備；

步驟2：在玻璃刻蝕模型中開展氣體水合物生成實驗；

步驟3：在玻璃刻蝕模型中開展氣體水合物分解實驗；

步驟4：通過顯微鏡獲取氣體水合物分解過程中不同時刻的玻璃刻蝕模型圖像，用于確定水合物在玻璃刻蝕模型孔隙中的分布。

所述相關配套設備能夠確保玻璃刻蝕模型的孔隙中達到水合物生成的高壓低溫條件，能夠確保外部氣體與水注入玻璃刻蝕模型，能夠通過顯微鏡實時觀察玻璃刻蝕模型孔隙中的物質變化。

進一步基于圖像處理的水合物飽和度與水合物分布確定階段的步驟包括：

步驟1：圖像分割，從圖片中選擇感興趣區域(ROI)，從ROI中分選原始孔隙(包含水合物)與水合物，進而確定水合物在孔隙中的分布位置，分別統計RIO中原始孔隙與水合物的所占圖像像素點的總數，計算水合物飽和度，

水合物飽和度量計算公式EQ1：

式中，S_h為水合物飽和度，N_h為ROI中水合物所占圖像像素點的總數，N_p0為ROI中孔隙所占圖像像素點的總數；

步驟2：圖像數據轉化，將ROI圖像轉換為m行n列矩陣(a_ij)_m×n進行存儲，i與j用于定位圖像像素點的位置，如果像素點位置ij處為玻璃，將a_ij設為1，如果像素點位置ij處為水合物，將a_ij設為2，其余位置處的a_ij設為0，其中，